MINI-ROBOT
CON MICROCONTROLADOR PICAXE
|
|
El constante avance de los microcontroladores,
cada vez más pequeños, más poderosos
y sobre todo baratos, ha invadido el área de
la mini-robótica, y ante la constante solicitud
de incorporar uno de estos pequeños "cerebros"
a nuestros proyectos, llegamos a la simplicidad característica
de estos "monstruos" en nuestra serie de
artículos, pero con las prestaciones de reprogramabilidad,
buen desempeño y sobre todo bajo costo gracias
a la nueva serie de microcontroladores PICAXE. |
|
|
Un lector me realizó
una observación:
¿Por qué
ya no se publicaron más artículos
referentes al primer proyecto de mini-robot? ¿Cuál
es la posibilidad de incorporarle un microcontrolador
PIC 16F84?
Ante estas incógnitas puedo
asegurar que los circuitos para el primer proyecto
aún no se agotan, están algunos en
fase de desarrollo, y en cuanto a la incorporación
del PIC al proyecto lo haremos en dos fases, primero,
publicando proyectos orientados a la robótica
y control como complemento a los artículos
que se han publicado en esta revista con referencia
al PICAXE, que no es sino el PIC con una fase de
evolución que lo hace más sencillo
de programar orientándolo a aplicaciones
directas y simples que podrán ser abordadas
inclusive por lectores que se inician en el campo
de la electrónica y microcontroladores, esto
es aprender jugando con la electrónica. Segundo,
estos complementos son la base para incorporarlos
a proyectos más avanzados retomando parte
de la circuitería del Primer Mini-robot publicado
aquí y lograr lo que llamamos una “estructura
modular”, esto es proyectos que por sí
solos, pueden ejecutar una función específica
que además puedan interconectarse con otros
para lograr circuitos más complejos, la preocupación
por lo anterior es tal, que yo, como muchos lectores,
a veces somos impacientes de esperar varios artículos
para terminar un proyecto. Esto es justificable
en cuanto sea muy complejo, pero siento que es más
relajado y didáctico el abordar las cosas
progresivamente y si se comienza la serie de artículos
en alguna etapa intermedia, no nos decepcione el
tener que conseguir los demás para poder
“captar la idea original”. Y el microcontrolador
Picaxe nos ayudará en esa misión.
|
|
|
Primero volvamos
al proyecto original, el sigue líneas, en
nuestra serie de artículos comenzamos con
una etapa de control ON OFF, que lo restringía
a funcionar sólo cuando había una
línea a seguir, cuando la perdía,
se limitaba a detenerse. En una segunda etapa con
el Mini-robot simple, ya tenía incorporado
un pequeño elemento de memoria que le permitía
recordar cuándo había perdido la ruta
y en qué dirección debía regresar,
ahora lo haremos con el microcontrolador PICAXE-08,
que es uno de los miembros de la familia PIC de
8 terminales.
Este pequeño chip tiene los elementos
necesarios y suficientes para lograr un pequeño
robot, que puede ser un excelente sigue-líneas
reprogramable, que pueda incluso tener un control
de velocidad, dar modalidad de seguimiento de
línea negra o blanca, programar una rutina
de movimientos y con un poco de ingenio realizar
alguna función secundaria al no encontrar
la línea. Por ejemplo retornar hacia la
última referencia de línea y encontrar
de nuevo la ruta o un paro automático en
un lapso de tiempo definido, ambas funciones son
muy importantes al querer llevar a estos robots
a eventos de competencia. (Observe la figura 1).
|
|
EL MICROCONTROLADOR
Y LA DISPOSICION DE PINES |
|
Tenemos a nuestra
disposición 5 terminales de entrada salida,
nos limitaremos a usar sólo dos para los
sensores, Pin4 que es una terminal dedicada a sólo
entrada y Pin3 que es bidireccional. Dos para el
control de los motores, las cuales son Pin2 y Pin1
que son bidireccionales, Pin0 que es exclusivamente
salida la dejamos reservada, ya que ésa se
usa para la comunicación con la PC y así
simplificamos más el circuito, prácticamente
la tarjeta principal sólo tiene los componentes
necesarios para manejar la potencia de los motores
y el chip PICAXE. Los elementos sensores serán
incorporados en una tarjeta adicional, que es la
misma que se usó para el módulo de
sensores del primer siguelineas, me refiero ahora
a la mencionada “estructura modular”.
Esa tarjeta no tendrá modificación
alguna, por si el lector ya fabricó alguna
y quiera ahorrar tiempo para ver su proyecto funcionando.
En el diagrama esquemático
de la figura 2 vemos el circuito completo, apreciando
la entrada de la interfaz de comunicación
con la PC, para armar la interfaz, sólo se
necesita un conector estéreo macho y hembra
(Similar a los de los audífonos) y conector
DB9 hembra. En las imágenes se muestra el
conexionado con el cable y los conectores, algunos
conectores estéreo hembra difieren la disposición
de terminales, por lo que sugiero verifique con
un multímetro en continuidad la adecuada
conexión. Es indicado que para simplificar
las conexiones y tener mayor estabilidad mecánica
de la interfaz, consigan un conector macho estéreo
con cable, como el usado para la conexión
de la salida auxiliar de un reproductor portátil
de CD hacia otro aparato, y usen un conector hembra
DB9 con “concha”, así su interfaz
será resistente y la podrán usar en
todos sus proyectos con PICAXE, como se ve en las
figuras 3 y 4. Las dos entradas usan como elementos
sensores al conocido CNY70, estos circuitos de sensores
entregan un estado alto en presencia de superficies
blancas o reflejantes y un estado bajo en superficies
oscuras o negras, aquí el umbral de cambio
depende de los umbrales que maneja el Microcontrolador
a sus entradas para discernir los niveles lógicos
1 y 0, las salidas van a resistores de 1 kohm, encargándose
de llevar al corte y saturación del arreglo
del par Darlington formado por T1 y T2. Al ser dos
arreglos, tenemos la posibilidad de manejar dos
motores (M1 y M2) de juguete, de manera sencilla
y ese es todo el circuito. |
|
CONEXIONES
DE LA INTERFAZ DE PROGRAMACION |
|
También
se proporciona el circuito impreso para aquellos
que quieran tener la versión más compacta,
en el impreso se incluye la inserción de
un capacitor de 100 Nanofarads, como vemos en las
figuras 6 y 7. Ante todo debemos tomar en cuenta
que los voltajes de alimentación deberán
comprender entre 4.5 y 6 volts.
Los que crearon al primer robot
pueden sustituir toda la circuiteria y usar solamente
este módulo y será totalmente operable,
para aquellos que se inicien y construyan su primer
robot acudir a los artículos anteriores de
esta serie o contáctenme por mail. La figura
no muestra ningún cambio referente al móvil
físicamente, inclusive los sensores no deben
moverse de su ubicación, sólo colocar
la tarjeta del PICAXE, conectar los motores y alimentación
y listo. En la figura 5, vemos el mini- robot con
línea y la ubicación de los sensores.
El circuito, como podemos ver,
cuenta con su interfaz programadora y tan sólo
resta cargar el software que se puede descargar
gratuitamente de la página de Revolution
education http://www.rev-ed.co.uk/picaxe/, conectar
la interfaz al puerto serial y al robot, encenderlo
y podremos programarlo de manera sencilla, ya sea
con su interfaz gráfica con diagrama de flujo
o directamente en BASIC. Los manuales, tanto en
inglés como en español, están
disponibles en la página antes mencionada,
por lo que no tendrán ningún problema
para iniciarse en la programación del microcontrolador.
En estos artículos no profundizaremos en
el método de programación y uso del
software, ya que se han manejado otros artículos
referentes al PICAXE en esta revista, por lo cual
de aquí en adelante, nos limitaremos a proporcionar
circuitos y ejemplos sencillos, cualquier otra consulta
la haremos por mail. En la figura 8 muestro un programa
tanto en su versión Basic como de diagrama
de flujo con el cual el robot puede seguir una línea
blanca sobre fondo negro, intenten dar secuencias
programadas, temporizaciones y funciones distintas
a las que marca el breve programa, verán
que es sencillo, divertido y sobre todo que podremos
aprender programando desde casi el primer intento.
¡¡Hasta la próxima!! |
|
Autor:
Ing. Juan Carlos Téllez Barrera
E-Mail: jctellez@saberinternacional.com.mx |
|
|
|
|