Robot esquiva obstáculos con Arduino
En este artículo vamos a construir un robot muy específico con Arduino, un robot que esquiva obstáculos y consigue salir de un laberinto.
Construcción del Robot
Materiales
El chasis que verás en las fotos es específico, creado a medida por la empresa What's Next? para el proyecto [Robots Boost Skills]. El resto de componentes son genéricos y se pueden comprar Arduinos oficiales, What's Next Yellow o cualquier clon compatible.
Esta es la lista de materiales:
- Chasis que permita 2 ruedas con motor DC analógicos y una rueda delantera.
- 2 Motores DC analógicos con reducción y ruedas.
- Arduino Uno o equivalente.
- 3 Sensores ultrasónicos HR-SC04
- Arduino Motor Shield o alguno que tenga el mismo Chip L298
- Baterías, entre 9V y 12V
Construcción del Chasis
En el caso del robot del ejemplo, el chasis tiene todos los elementos necesarios. Si lo tienes que construir, aquí tienes algunos consejos:
- Se recomienda cuidar el centro de gravedad de robot para que no plante rueda y tenga la adherencia necesaria. Por ejemplo, las baterías deberían estar entre las ruedas motrices y la rueda delantera.
- Los sensores deberían estar situados de forma que se cubra el mismo ángulo por los dos lados. En nuestro caso, al haber 3 sensores, se han puesto uno en el centro hacia adelante y los otros en un ángulo de 45º.
- Hay que dejar espacio para los cables y para poder modificar las conexiones sin necesidad de desmontar todo el robot.
Cableado
Hay que tenen en cuenta que el Arduino Motor Shield utiliza algunos pines para su funcionamiento:
Function A B Direction D12 D13 PWM D3 D11 Brake D9 D8 Curr. Sensor A0 A1
Por tanto, no podemos utilizar esos pines. Cada sensor necesita 2 pines digitales para el echo i el trig. Así que necesitamos ocupar 6 pines digitales, más los 6 para los motores. Para los sensores utilitzaremos los pines 2,4,5,6,7,10.
Este es el esquema de cables del robot:
Alimentaremos tanto al Arduino como al Shield por la entrada del shield. Este alimenta al arduino por el pin VIN. Como el voltaje va a ser moderado, no es necesario aislar el Arduino del shield. Si los motores necesitaran más de 9V hay que cortar el pin VIN y alimentar por separado el Arduino.
Programación del Robot
Como este artículo pretende ser didàctico, no vamos a poner la solución final diréctamente (tampoco hay una solución final perfecta). Iremos poniendo versiones distintas en las que se explican las sucesivas mejoras.
Leyendo de los sensores
El siguiente ejemplo lee la distancia de los sensores y la imprime por el puerto serie:
Como se ve, necesita enviar un trig de 10 microsegundos y escuchar hasta que vuelve. Después calcula la distancia teniendo en cuenta la velocidad del sonido.
Convertir la medición en función
No tiene sentido escribir tres veces el código cuando hacer prácticamente lo mismo. Vamos a hacer funciones para simplificarlo.
Decidir hacia dónde ir
La primera aproximación a esto es ir hacia el lado que más distancia lee del robot. Más adelante ya se intentará que sea un poco más inteligente.