ROBOT SEGUIDOR DE LINEAS

Los robots seguidores de línea son robots muy sencillos, que cumplen una única misión: seguir una línea marcada en el suelo (normalmente una línea negra sobre un fondo blanco). Son considerados los "Hola mundo" de la robótica.

ESTRUCTURA BÁSICA

Estos robots pueden variar desde los más básicos (van tras una línea única) hasta los robots que recorren laberintos. Todos ellos, sin embargo, poseen (por lo general) ciertas partes básicas comunes entre todos:

Sensores: Un rastreador detecta la línea a seguir por medio de sensores. Hay muchos tipos de sensores que se pueden usar para este fin; sin embargo, por razones de costos y practicidad los más comunes son los sensores infrarrojos (IR), que normalmente constan de un LED infrarrojo y un fototransistor.

Motores: El robot se mueve utilizando motores. Dependiendo del tamaño, el peso, la precisión del motor, entre otros factores, éstos pueden ser de varias clases: continua, motores o servomotores.

Ruedas: Las ruedas del robot son movidas por los motores. Normalmente se usan ruedas de materiales anti-deslizantes para evitar fallas de tracción. Su tamaño es otro factor a tener en cuenta a la hora de armar el robot.

Fuente de energía: El robot obtiene la energía que necesita para su funcionamiento de baterías o de una fuente de corriente alterna, siendo esta última menos utilizada debido a que le resta independencia al robot.

Tarjeta de control: La toma de decisiones y el control de los motores están generalmente a cargo de un microcontrolador. La tarjeta de control contiene dicho elemento, junto a otros componentes electrónicos básicos que requiere el microcontrolador para funcionar.

FUNCIONAMIENTO

Todos los rastreadores basan su funcionamiento en los sensores. Sin embargo, dependiendo de la complejidad del recorrido, el robot debe ser más o menos complejo (y, por ende, utilizar más o menos sensores).

Los rastreadores más simples utilizan 2 sensores, ubicados en la parte inferior de la estructura, uno junto al otro. Cuando uno de los dos sensores detecta el color blanco, significa que el robot está saliendo de la línea negra por ese lado. En ese momento, el robot gira hacia el lado contrario hasta que vuelve a estar sobre la línea. Esto en el caso de los seguidores de línea negra, ya que también hay seguidores de línea blanca.

Las dos maneras más comunes de armar los rastreadores son: OPAMPS (Amplificadores Operacionales), o con simples transistores trabajados en su zona de saturación. Esto dependiendo de la complejidad con la que se quiera armar el circuito. Podemos utilizar un microcontrolador para realizar las funciones de control o guardar en él la forma del recorrido por una pista. También sirve como escaneador eléctrico.

CARRO SEGUIDOR DE LINEA ALIMENTADO CON LUZ SOLAR

Este es un seguidor de lineas basado en un fototransistor y un diodo emisor infrarrojo o el conocido optoacoplador CNY70 como sensores de reflejo de luz ( se necesitan dos pares led-fototransistor) , dos comparadores de los 4 que se encuentran en el chip del LM 324 ( también podemos usar el dual comparator LM 358) 2 potenciometros ,  para el nivel de comparación de blanco en el sensor de luz; subiendo las resistencias del led y la resistencia de colector del fototransitor puede adaptarse para 6V, 9V o 12 voltios según los motores que se disponga :

DISPOSITIVOS UTILIZADOS EN EL SEGUIDOR DE LINEA

PANEL SOLAR A 6V

Un panel solar (o módulo solar) es un dispositivo que aprovecha la energía de la radiación solar.

DIODO RECTIFICADOR

Un diodo es un componente electrónico de dos terminales que permite la circulación de la corriente eléctrica a través de él en un solo sentido.

REGULADOR LM7805

Un regulador de tensión o regulador de voltaje es un dispositivo electrónico diseñado para mantener un nivel de voltaje constante. El lm7805 es un dispositivo cuya función es regular un voltaje de entrada para entregar un voltaje de 5 v.

SENSOR CNY70

El CNY70 es un sensor de infrarrojos de corto alcance basado en un emisor de luz y un receptor, ambos apuntando en la misma dirección, y cuyo funcionamiento se basa en la capacidad de reflexión del objeto, y la detección del rayo reflectado por el receptor.

COMPARADOR LM324

Amplificador cuádruple de propósito general, no requiere fuente dual, posee alta ganancia y bajo consumo de potencia.

POTENCIOMETRO DE 10 K

Un potenciómetro es un resistor cuyo valor de resistencia es variable. De esta manera, indirectamente, se puede controlar la intensidad de corriente que fluye por un circuito si se conecta en paralelo, o la diferencia de potencial al conectarlo en serie.

TRANSISTOR 2N2222

El 2N2222, también identificado como PN2222, es un transistor bipolar NPN de baja potencia de uso general. Sirve tanto para aplicaciones de amplificación como de conmutación. Puede amplificar pequeñas corrientes a tensiones pequeñas o medias; por lo tanto, sólo puede tratar potencias bajas (no mayores de medio Watts). Puede trabajar a frecuencias medianamente altas.

MOTORREDUCTORES  A 6 V

Motor de corriente continua que funciona a 6 v con caja reductora a 120 rpm.

A continuación observamos el circuito en simulación de nuestro seguidor de linea:

CIRCUITO SEGUIDOR DE LINEA

En el circuito podemos observar la ubicación y la conexión de cada uno de los pines de cada dispositivo usado.

Algo importante que no aparece en el circuito es la utilización de un transistor 2n2222 para amplificar la señal que llega del sensor cny70 al comparador lm324( pin 3 y 5 de la compuerta)

Para la alimentación del circuito se pueden utilizar baterías de celular recargables para reemplazar el panel solar si no se puede utilizar el mismo por condiciones de lugar.

Ahora veremos algunas imágenes del robot :

ROBOT  TERMINADO EN PROTOBOARD

ROBOT TERMINADO EN BAQUELA

Ahora por ultimo un vídeo que comprueba su funcionamiento: