Este documento describe los componentes básicos para construir un robot móvil que sigue líneas, incluyendo sensores de tipo encendido-apagado, motores de corriente continua, mecanismos reductores de velocidad como poleas, y cómo estos sistemas funcionan juntos para permitir que el robot detecte y siga líneas a baja velocidad de manera controlada.

1. CONSTRUCCIÓN DE UN ROBOT MÓVIL QUE SIGUE LÍNEAS SIRP (Sistemas Inteligentes, Robótica y Percepción) Departamento de Electrónica – Pontificia Universidad Javeriana – Bogotá Contacto: [email_address]

2. INTRODUCCIÓN SENSORES DE TIPO ENCENDIDO-APAGADO POLEAS MOTORES DE CORRIENTE CONTINUA O MOTORES DC MECANISMOS REDUCTORES DE VELOCIDAD SISTEMA REDUCTOR DE VELOCIDAD CON POLEAS BIBLIOGRAFÍA CONTENIDO

3. Las actividades que se presentarán a través de este medio, son desarrolladas por el grupo de investigación en Sistemas Inteligentes, Robótica y Percepción -SIRP- del Departamento de Electrónica de la Pontificia Universidad Javeriana, Bogotá-Colombia. El objetivo de éste documento es orientar a los estudiantes en el desarrollo del taller CONSTRUCCIÓN DE UN ROBOT MÓVIL QUE SIGUE LÍNEAS. INTRODUCCIÓN

4. Un sensor es un dispositivo que mide magnitudes físicas o químicas, que llamaremos variables del entorno y las transforma en variables eléctricas para que una máquina, las pueda entender. Los sensores tipo encendido-apagado también conocidos como sensores on-off determinan un umbral en la variable medida, de modo que a partir de este valor, hacia arriba, entregan una señal eléctrica alta (por ejemplo 5V), mientras que del umbral hacia abajo, entregan una señal eléctrica baja (por ejemplo 0V). SENSORES DE TIPO ENCENDIDO-APAGADO

5. Descripción: Es un interruptor de 2 posiciones con resorte de retorno a la posición de reposo y con una palanca de accionamiento. Usos: detección de obstáculos por contacto directo. No son adecuados para robots de alta velocidad ya que detectan el obstáculo al chocarse con éste y no se tiene el tiempo para frenar el robot. Sensores de contacto (sensor de final de carrera o microswitch) Funcionamiento: En un circuito, se conecta un sensor de contacto con la función que tiene un interruptor: para prender o apagar un dispositivo.

6. Los sensores de contacto tienen 2 posiciones: Normalmente Abierto: Cuando el interruptor está conectado en un circuito y no hay contacto, el circuito está abierto, no existe un camino para la corriente. Cuando se oprime (al hacer contacto) se cierra y se tiene un camino que permite el paso de la corriente. Normalmente Cerrado : Cuando el interruptor está conectado y no está oprimido, hay un camino de corriente. Al oprimir el interruptor (cuando hace contacto) el circuito queda abierto y por tanto no hay un camino de corriente.

7. Recibe el nombre de polea una máquina simple constituida por una rueda que gira en torno a un eje y que lleva en la periferia un canal, por el que se hace pasar una cuerda, cadena, correa o cable. POLEAS Rueda acanalada Cuerda Canal eje Soporte

9. Este sistema se utiliza para transmitir movimiento circular entre dos ejes situados a cierta distancia. Se trata de dos poleas: una conductora y otra conducida, acopladas por medio de una correa. El rozamiento que se crea por contacto entre las poleas y la correa hace posible la transmisión del movimiento. POLEA DE CORREA Polea Correa

10. Sentido de giro La configuración de la correa de la Figura 4, permite que ambas poleas giren en el mismo sentido. Figura 4 Las poleas giran en el mismo sentido

11. La configuración de la correa de la Figura 5 , permite cambiar el sentido de giro de las poleas.

12. Un motor convierte energía eléctrica (se conecta a una fuente de alimentación) en energía mecánica rotacional (movimiento). En robótica se utilizan frecuentemente los motores de corriente continua (motor DC) por la facilidad de controlarlos y su fácil interconexión. La velocidad de giro de un motor se mide en rpm (revoluciones por minuto). Esto significa cuántas vueltas da el eje del motor en un minuto. MOTORES DE CORRIENTE CONTINUA O MOTORES DC Figura Motores DC

13. Una desventaja de los motores DC, comúnmente empleados en la construcción de robots, es que su velocidad está entre 2000 y 7000 rpm y su torque es pequeño. Los robots trabajan adecuadamente a 200 rpm aproximadamente. Imagine que se le pone a un carrito (a control remoto) motores que dan 2000 vueltas en un minuto, si quiere alcanzarlo tiene que correr detrás de él. Con una menor velocidad, es posible tenerlo a la vista y para alcanzarlo solo debe caminar tras él. Para disminuir la velocidad de giro de un motor, se hace necesario emplear cajas reductoras. Las cajas reductoras son un sistema de engranajes o poleas conectados al eje del motor. MECANISMOS REDUCTORES DE VELOCIDAD

14. SISTEMA REDUCTOR DE VELOCIDAD CON POLEAS DE CORREA Según el tamaño de las poleas podemos tener un sistema reductor de velocidad o multiplicador de velocidad. La velocidad de la polea conducida es menor que la velocidad de la polea conductora. Esto se debe a que el radio de la polea conducida r2 es mayor que la polea Conductora r1. Si la velocidad de la polea conducida es mayor que la velocidad de la polea conductora tenemos un sistema multiplicador de velocidad. Esto se debe a que el radio de la polea conducida r2 es menor que la polea conductora r1 . Motor Polea conductora Polea conducida r 1 r 2

15. BIBLIOGRAFÍA Sensores en robótica. [Página de internet]. http://www.todorobot.com.ar/documentos/sensores.pdf . Consultada: 19/09/2010 Sistemas Mecánicos. [Página de internet] http://www.tecnosefarad.com/wp-content/archivos/bach_1/mecanica/sistemas_mecanicos.pdf. Consultada 20 de julio de 2010 Automatización y robótica. Elementos motores, p.13. Disponible en: http://blog.artegijon.com/toni/files/2007/11/motores.pdf. Consultado el 07-03-2010.