Robot sigue líneas con Arduino

Este artículo trata sobre la construcción y programación de un robot que sigue líneas con Arduino y un sensor de infrarojos.

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.
• 1 Sensor Pololu QTR-8A o QTR-8RC
• Arduino Motor Shield o alguno que tenga el mismo Chip L298
• Baterías, entre 9V y 12V

Fotos

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.
• La distancia al suelo del sensor infrarojo es muy importante, ha de estar muy cerca, pero no rozar.
• Hay que dejar espacio para los cables y para poder modificar las conexiones sin necesidad de desmontar todo el robot.

El sensor

En nuestro caso, el sensor QTR-8[A-RC] es un conjunto de 8 emisores y sensores infrarrojos en un mismo circuito. Esto permite una gran precisión ,ya que tienes 8 lecturas cada vez. Estos sensores tienen una distancia recomendada de 3mm y un máximo de 6mm para el QTR-A y 9.5mm para el QTR-8RC.

La salida de los dos sensores es diferente, (analógica o digital), por lo que es importante distinguirlos y decidir cual vamos a usar. En nuestro caso, tenemos el QRT-8RC, por lo que, a partir de aquí, todo el manual se basa en este.

Puesto que vamos a usar 5V para alimentarlo, no es necesario unir los pines de 3.3V Bypass

Podemos conectar el pin LEDON que permite indicar con HIGH, LOW o PWM el estado de los LEDs. Si los apagamos, podemos consumir menos energía cuando no está leyendo.

El QTR8-RC mide la reflectancia con el tiempo entre un estado HIGH y uno LOW.

La lectura típica en el QTR8-RC es la siguiente:

1. Encender los LEDs (opcional)
2. Poner la linea I/O a una salida y ponerla en HIGH.
3. Dejar al menos 10 μs al sensor para que arranque.
4. Poner la I/O a Input
5. Medir el tiempo que tarda el voltaje en caer esperando a la I/O a que vuelva a LOW.
6. Apagar los LEDs (opcional)

Estos pasos se pueden hacer en varias líneas I/O al mismo tiempo. Con mucha reflectividad, el tiempo de bajada a LOW debe ser mínimo. Con poca (superficie negra) el tiempo debe mayor. Se recomienda usar el LEDON para no gastar batería hasta en un 90% del tiempo para lecturas a baja frecuencia, unos (100Hz).

Si se necesitan lecturas a mucha frecuencia, se recomienda que el sensor esté muy cerca del suelo, recomendado 3,5 mm i máximo 9 mm.

Cuanto más lejos peor lecturas y cuanta más luz ambiental peor. Si es necesario, bloquearemos la luz ambiental con cinta aislante o similar.

Si necesitamos saber si funcionan los LEDs, podemos usar la cámara del móvil, que capta la luz infraroja.