lunes, 6 de agosto de 2012

PROYECTO: Coche evita-paredes

- ROBÓTICA ESCOLAR - 

Proyecto Tecnológico para 4º de ESO.
"COCHE EVITA-PAREDES"


Acerca de este proyecto

Este Proyecto Tecnológico se ha realizado en TECNOLOGÍA de 4º de ESO del IES J. Romero Murube.
El proyecto, también conocido como "Coche pegatortas" o "Cucaracha", se realizó en dos fases:
  • En la Fase I se construyó el coche y se usó un sistema de control con mecanismos puramente eléctricos.
  • En la Fase II se utilizó una tarjeta controladora "Proyectos Picaxe-18 de alta potencia". Con ella se pudieron programar acciones más sofisticadas a la hora de evitar y eludir las paredes.






FASE I. "Coche evita-paredes. Control eléctrico."


Propuesta de trabajo

Enunciado de la propuesta

Diseñar y contruir un coche capaz de evitar una pared cuando la detecte.
Lo llamaremos "Coche evita-paredes".

Condiciones de la propuesta
  • Debe tener dos motores independientes con gran reducción, uno para cada rueda.
  • Una rueda loca permitirá que el coche pueda girar según funcione un motor u otro.
  • Se utilizará una pila de petaca.
  • Se utilizarán dos fines de carrera modificados adecuadamente para detectar las paredes.
  • Debe poder alojar una placa protoboard de las que se usa en las prácticas para poder realizar otros tipos de pruebas.
  • Se considerará que el coche funciona correctamente si evita completamente una pared realizando los diros necesarios.


Esquema y funcionamiento del circuito eléctrico (fase I) del coche

  • Cuando el circuito se conecta, ambos motores funcionan y el coche avanza.
  • Si se topa con un obstáculo (pared) por la izquierda, se detiene el motor derecho y esto provoca que el coche gire a la derecha intentando evitar la pared.
  • Si se topa con un obstáculo (pared) por la derecha, se detiene el motor izquierdo y esto provoca que el coche gire a la izquierda intentando evitar la pared.
 



Fotos de un proyecto (fase I) finalizado

En la primera foto tenemos una vista de conjunto.
Pueden verse los conmutadores fin de carrera, el interruptor general y las ruedas.
La base es lo suficientemente grande como para alojar una placa protoboard sobre la que se hacen distintas prácticas en clase.





En esta segunda foto se ve con más detalle el sensor de contacto, que en nuestro caso es un conmutador fin de carrera ampliado con un trozo de alambre.



En la última foto tenemos una vista inferior del coche.
Puede verse en la misma los dos motores con reductora con sus respectivas ruedas, la rueda loca, pila de petaca, interruptor y regleta de conexiones.






Vídeo de un proyecto (fase I) finalizado.

Este vídeo muestra el funcionamiento de uno de los coches evita-paredes construidos.
Tiene el inconveniente de que si se encuentra una pared de frente no es capaz de sortearla, aunque sí que se detiene. Esto queda perfectamente resuelto en la fase II cuando se robotiza el coche.













FASE II. "Coche evita-paredes robotizado"


Propuesta de trabajo

Enunciado de la propuesta

Ampliar el proyecto anterior robotizando el coche para que sea capaz de evitar las paredes más eficienteemente.
Lo llamaremos "Coche evita-paredes robotizado".

Condiciones de la propuesta
  • El proceso de control se hará con una tarjeta controladora "Proyectos Picaxe-18 de alta potencia".
  • Cuando el coche tope con una pared, debe detenerse, ir hacia atrás y girar para evitarla.
  • Se considerará que el coche funciona correctamente si es capaz de evitar cualquier pared o rincón.


Esquema del circuito eléctrico (fase II) del coche

Se utilizó una tarjeta controladora "Proyectos Picaxe-18M2 de alta potencia".
Los dos sensores (fin de carrera) se conectaron a dos entradas. A partir de su lectura podemos saber si el fdc está topando con un obstáculo.
Los dos motores se conectaron a los dos pares de salidas reversibles para motores. Ello permite mover cada motor individualmete hacia adelante o hacia atrás.


Notas
Cuando un fdc se pulsa (detecta pared) llega un nivel alto a la correspondiente entrada.
Otra opción hubiera sido utilizar el terminal normalmente cerrado del fdc (en vez del normalmente abierto de la figura) y entonces al pulsarlo se obtendría un nivel bajo en dicha entrada.
La opción utilizada es para ahorrar un poco en consumo.

Pueden verse más detalles de la tarjeta controladora en el siguiente enlace:
Tarjeta controladora "Proyectos Picaxe 18M2 de alta potencia" (chi-035a).




Vídeo de un proyecto (fase II) finalizado

En este vídeo vemos como ahora el coche funciona mejor a la hora de escapar de las paredes.
Básicamente cuando detecta un obstáculo se para, retrocede, gira en sentido opuesto al mismo para evitarlo, se para de nuevo y vuelve a avanzar.





Programa utilizado en el proyecto (fase II)

Basicamente el programa hace lo siguiente:
  • Si ningún fin de carrera (fdcD y fdcI) está pulsado, los dos motores avanzan.
  • Si el fin de carrera derecho (fdcD) se pulsa (obstáculo en el lado derecho)  entonces
    • se paran los motores, 
    • se retrocede un poco (motores hacia atrás), 
    • se paran de nuevo 
    • y por último el motor izquierdo gira hacia atrás lo que hace que el coche rote hacia la derecha.
  • Si el fin de carrera izquierdo (fdcI) se pulsa, todo es simétrico respecto al punto anterior cambiando derecha por izquierda y viceversa.
En el siguiente enlace se muestra el programa que utilizamos para estas tareas: