ARACNIBOT

INTRODUCCIÓN

Aracnibot es  un robot aracnido que puede sortea obstáculos en su camino, y podrá controlarse desde el  ordenador, Su desplazamiento se realizara mediante 4 patas articuladas, un cordón umbilical lo une a la controladora, conteniendo las conexiones de los sensores y motores.  

-Se puede estudiar algunos comportamientos de los insectos, y que normas o principios los regula.

- Dos pulsadores harán de sensores,  Cada uno de ellos detectaran obstáculos a derecha, izquierda y al frente del robot.

-Dos motores eléctricos activaran el mecanismo de movimiento.

El funcionamiento consiste en detectar la presencia de algún obstáculo, y decidir que comportamiento va a realizar para evitarlo, también se le podrán dar órdenes de movimiento desde el ordenador (adelante, detrás, giro a la izquierda, giro a la  derecha) tendrá prioridad las ordenes dadas por ordenador.

El programa en MSWinlogo y la controladora del CNICE se encarga de todas las tareas.

CONSTRUCCIÓN

 

El material a emplear para la, construcción puede ser madera de contra chapado o metacrilato. Su construcción es simple aunque requiere construir numerosas piezas, y los elementos que emplean comunes tornillos, poleas, motores La estructura básica, del Aracnibot es:

 

Cuerpo  en forma de caja, donde van alojados dos motores, derecho e izquierdo, pilas eléctricas para la alimentación de estos, así como poleas reductoras, que accionan las patas del robot

Patas En numero de 4 son utilizadas para la locomoción las del lado izquierdo son accionadas por el motor uno y las del lado derecho por el motor dos;  están compuestas de barras con articulaciones que convierte el movimiento rotatorio de las poleas reductora  un movimiento mas complejo.

Sensores  Están situados en el frente del robot consisten en dos pequeños pulsadores en los extremos de dos alargados tubos (rotuladores) cuando hacen contacto con algún objeto se cierran, informando sobre su presencia.

CONEXIONES TARJETA CNICE

Las conexiones que se establecerán entre el robot y la tarjeta controladora Cnice se muestran en la siguiente tabla

CONECTOR

COLOR SENSOR

SALIDA DIGITAL

ENTRADA DIGITAL

Motor 1 Blanco S1 0 -----------------------
Azul S2 1 -----------------------
Motor 2 Amarillo S3 2 -----------------------
Rojo S4 3 -----------------------
Sensor 1

(pulsador I)

Rojo E1 ----------------------- 1
Sensor

(pulsador D)

Negro E2 ----------------------- 2

Utilizando cuatro salidas digitales, que serán las de los motores. 1-2 para el motor 1 y 3-4 para el motor 2

Cada presión en uno de los pulsadores, emitirá una señal de +5v, que será capturada por la tarjeta controladora, y activará el motor en el sentido correspondiente por medio de las salidas digitales, para que la cabina se mueva hacia el piso solicitado

PROGRAMACIÓN

El aracnibot deberá aceptar ordenes dada desde el ordenador y tendra autonomía para sortear obstáculos, tendrán prioridad las ordenes dadas desde el ordenador.

Para su movimiento Autónomo tenemos en las entradas digitales las siguientes informaciones:

SENSOR IZQUIERDO SENSOR DERECHO
0 0
1 0
0 1
1 1
 

Si no encuentra obstáculos caminara hacia delante (00)

Si encuentra un objeto a la derecha girara hacia  la izquierda (01)

Si encuentra un objeto a la izquierda girara hacia  la derecha (10)

Si encuentra un objeto al frente retrocederá y girara a la derecha (11)

Estos procedimientos están preparados para trabajar con el programa MS WINLOGO en su versión española. Se necesitan las primitivas de la controladora CNICE   

Diagrama de flujo

La programación de este caso se estructura en los siguientes pasos.

 

Se crea un bucle con la condición que si bucle = 0 se repetirán indefinidamente todas las sentencias que vengan a continuación.

mientras [:bucle=0] [

  haz "entradas ve?

Comprobamos los sensores y decidimos que hacer

 

  si (:entradas=0) [girizl]

  si (:entradas=1) [girizl]

  si (:entradas=2) [girder]

   si (:entradas=3) [buscar]

  Se crea un procedimiento para crear la ventana gráfica que será el interfaz del programa. Para crear la ventana utilizamos la función creaventana, dentro de la ventana se crean los botones con la función creaboton. Dentro de cada botón se establecerán entre los corchetes las funciones que se han de ejecutar una vez presionado el botón. Uno de los botones creados será el que se utiliza para salir de la aplicación, para lo cual se utiliza la orden salir.

haz "motor1 0

haz "motor2 0

haz "bucle 0

borraventana "

creaventana " "Principal [Aracnibot] 120 42 200 150 []

 

creaboton "Principal "Delante "Arriba 80 34 50 10 [adelante]

creaboton "Principal "Detras "Abajo 80 74 50 10 [atras]

creaboton "Principal "Izquierda "Izquierda 30 54 50 10 [girizq]

creaboton "Principal "Derecha "Derecha 130 54 50 10 [girder]

creaboton "Principal "Parar "Parar 80 54 50 10 [parar]

creaboton "Principal "Salir "SALIR 90 94 30 20 [salir]

A continuación se definen Los procedimientos para efectuar un tipo de movimiento: adelante giro a la derecha, giro a la izquierda, atrás, parar y salir en este procedimiento damos el valor 1 a  bucle haz "bucle 1 saliendo de el bucle en el cual se desarrolla todo el programa.

Adjunto aracnibot.log

LA 2ª OPCIÓN: CIRCUITO DE CONTROL AUTÓNOMO

Otra opción al control por ordenador es el control autónomo; el circuito electrónico determinara su interacción con el medio y el comportamiento del Aracnibot
El circuito aquí propuesto se basa en dos cambiadores de sentido de giro, para motores de corriente continua, están realizados mediante réles dobles que hacen cambiar el sentido de la corriente a través de lo motores (cambiando su sentido de giro), al activarse los réles. El cambio de sentido de uno de los motores laterales puede ser debido a dos tipos de eventos: 




1.- Detección de obstáculo 
Los motores 1 y 2 que controlan respectivamente las patas de la derecha e izquierda respectivamente, estaban en un montaje de inversión de giro, si no había obstáculo (detectado por los pulsadores en las antenas) giraban los dos motores en el mismo sentido (desplazamiento hacia delante), si existía obstáculo a la derecha, el motor izquierdo invertía el giro y viceversa, sorteando el obstáculo
2.-Detección de sonido 
Los relés también pueden ser activados mediante dos micrófonos (oídos) conectados a un amplificador operacional 741 en modo diferencial con un segundo 741 inversor, de forma que en vez de los pulsadores actuaran estos en los relés. El amplificador operacional amplifica la diferencia de las señales eléctricas activando el relé que invierte el sentido de giro del motor del lado contrario al micrófono mas cercano al sonido. Orientándose hacia el lugar de la fuente sonora. El otro relé se activara cuando ocurra lo contrario. Por tanto el Aracnibot buscara la fuente sonora.

Esquema del circuito de control autónomo 

Observaciones:

En caso de conflicto entre las señales de sonido y contacto prevalece aquella que hace girar.

Los dos motores debido al diseño del circuito nunca pueden invertirse a la vez y por lo tanto el Aracnibot no puede retroceder, solo girar a derecha e izquierda y avanzar hacia delante, ya que para que se invierta el motor izquierdo no debe de estar invertido el motor derecho, debido a que este relé tiene su salida (polo - ) a la salida del motor derecho cuando funciona hacia adelante.

Los circuitos de los sensores de sonido y contacto están libres de interferencias mediante diodos de protección.

Este circuito se puede simplificar aun mas ,eliminando la actuación a realizar por uno de estos eventos (sonoro o táctil).

UNIDADES

 MATERIALES

PLACA DE CONEXIONES DE COBRE
1 Pila de 9 V
1 Resistencia de protección 5 Ohmios
6 Resistencias de 3K
1 Motor c.c doble ó 2 motores de corriente continua
4 diodos
2 Réles dobles (dos posiciones para conmutar)
1 A.O. 741 (traen 4 amplificadores operacionales)
2 Micrófonos pequeños de condensador