Upload
others
View
0
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
CONSTRUCCIÓ D’UN ROBOT
CONTROLAT DES DEL MÒBIL
Lucía Pellicer Marqueta
2n de Batxillerat
Tutor: Antonio Riobot
Data: 04/11/2015
ABSTRACT
My research project is about the construction and development of a robot
controlled by the phone. Since I was a child, I have always wanted to build
robots or doing things related to new technologies.
As I said before, my research project is about robotics. I have done a kind of
guide, which anyone who reads it, would be able to build the same robot with
some modifications.
The most important thing in my research project is to know that there are three
essential steps to build a robot. The first one is that we need to plan the
mechanical part of the robot in a way that makes sense. The second is that we
have to create a program, based on the C programming language. And the
last step that we have to do is the application that we want to use to control
the robot.
But before starting with the robot construction, we need to know where robotics
began, which was our aim. I mean, we have to know a little bit of that world,
the robotics, to understand it and make our robot in a better way. We cannot
just start to do the mechanical process without any kind of knowledge about
all the electronics elements that we are you going to use.
Before we get to work, we need to know the material that we are going to deal
with. The more knowledge we have, the more perfect the robot will be, because
we will understand much better what we are doing and where we are address
to.
ÍNDEX 1. INTRODUCCIÓ ............................................................................................................. 4
1.1 Raons de l’elecció ............................................................................................... 4
1.2 Objectius i estructura del treball ..................................................................... 5
2. MARC TEÒRIC ............................................................................................................. 7
2.1 La robòtica ............................................................................................................ 7
2.2 Explicació de cada element utilitzat ............................................................. 11
2.2.1 Arduino ........................................................................................................ 11
2.2.2 Servomotors ............................................................................................... 14
2.2.3 Sensor D’ultrasons ................................................................................... 17
2.2.4 Mòdul Bluetooth ........................................................................................ 18
2.2.5 Regulador de Voltatge 7805 ................................................................... 19
2.2.6 Pont H L293D ............................................................................................. 20
2.2.7 Connector de la pila .................................................................................. 21
2.2.8 Pila ................................................................................................................. 22
2.2.9 Heavy Duty .................................................................................................. 22
2.2.10 Rodes/ Pneumàtics ................................................................................... 22
3. MARC PRÀCTIC ......................................................................................................... 23
3.1 Materials utilitzats i preus ............................................................................... 23
3.2 Procés mecànic de la construcció del Robot ............................................ 24
4. Logigrama de funcionament .................................................................................. 37
5. Programa ..................................................................................................................... 38
6. Aplicació ...................................................................................................................... 42
7. Logotip ......................................................................................................................... 48
8. Problemes ................................................................................................................... 49
9. Agraïments .................................................................................................................. 50
10. Conclusions ............................................................................................................... 51
11. Bibliografia ................................................................................................................. 53
12. Annexos ...................................................................................................................... 57
TREBALL DE RECERCA CONSTRUCCIÓ D’UN ROBOT CONTROLAT PEL MÒBIL
Pàgina 4
1. INTRODUCCIÓ
1.1 Raons de l’elecció
He decidit dedicar el meu treball de recerca a l’elaboració i construcció d’un
robot controlat pel mòbil amb el microcontrolador anomenat Arduino. La
idea va començar ja fa uns anys, quan a l’escola començàvem a tractar el
tema de la robòtica i fèiem pràctiques amb el robot de LEGO.
Aquesta experiència em va donar que pensar, ja que m’imaginava el meu
futur construint robots. Però per estar segura de que m’agradaria havia
d’investigar més en el tema de la robòtica i de l’electrònica. Vaig decidir
fer-ho com a tema de Treball de Recerca, ja que era un dels temes que
més em motivaven i volia fer un treball de recerca més pràctic que teòric.
Era l’ incentiu perfecte per profunditzar en els coneixements de robòtica i
de sistemes programats.
Tenia clar que volia fer un robot, al principi pensava fer un robot seguidor
de línia, però de mica en mica em vaig adonar que era el més habitual.
Poc després de veure un programa de televisió, vaig pensar en fer un braç
mecànic, però la idea no em motivava del tot. Pensant i parlant amb gent
em vaig adonar que les dues coses que més m’agradaven en el camp de
l’electrònica eren els aparells tecnològics i els robots, per tant vaig decidir
unir les dues idees i finalment va sorgir la idea de fer un robot controlat pel
mòbil.
No em decidia del tot, perquè pensava que era massa difícil pel meu nivell
i no ho aconseguiria. Per tant, abans de decidir-me definitivament per
aquest projecte volia parlar amb algun professional o algú que tingués
nocions sobre robòtica. Vaig parlar amb diverses persones, però qui em
va ajudar a decantar-me per aquest treball va ser el meu cosí que ha
estudiat una doble carrera d’Enginyeria de Telecomunicacions i Industrials,
i em va dir que seguint unes pautes podia ser capaç de realitzar el treball.
TREBALL DE RECERCA CONSTRUCCIÓ D’UN ROBOT CONTROLAT PEL MÒBIL
Pàgina 5
1.2 Objectius i estructura del treball
El meu principal objectiu, és aprendre més sobre aquest ampli món de la
robòtica, del qual ens adonem que no sabem tant com pensem. Vull
transmetre als interessats per la robòtica, tant com jo, que és possible la
construcció d’un robot sense nocions superiors de robòtica.
Construiré un robot controlat amb el mòbil, gràcies a la plataforma d’Arduino.
Ho faré mitjançant dos servomotors, un mòdul de Bluetooth, que em permetrà
la comunicació entre el robot i el mòbil, un sensor d’ultrasons, un regulador de
voltatge 7805,un Pont H L293D i una bateria.
El robot es desplaçarà gràcies a dos motors i el controlaré a través d’una
aplicació que elaboraré mitjançant l’appinventor i que després descarregaré
en el meu mòbil.
Per realitzar el meu treball de recerca, començaré per la part més difícil, ja
que els principis són els més complicats, però quan agafes el ritme, tot és més
mecànic i automàtic.
Començaré per la construcció mecànica del robot. Agafaré tots els elements
necessaris i els posaré de manera que tinguin sentit lògic i mecànic.
Un cop tingui la part mecànica feta, començaré amb la programació del robot:
primer investigaré cóm fer els moviments bàsics amb Arduino i faré unes
Components que utilitzaré per l'elaboració del meu treball
TREBALL DE RECERCA CONSTRUCCIÓ D’UN ROBOT CONTROLAT PEL MÒBIL
Pàgina 6
petites proves que demostrin que tot funciona correctament; tot seguit,
intentaré unir tots aquests coneixements per crear el programa definitiu. Al
mateix temps que faig la programació; de mica en mica, aniré creant l’aplicació
del mòbil, per poder controlar el robot.
Un cop finalitzat tot aquest procés, fent les comprovacions necessàries per
verificar que tot funciona, començaré el disseny del meu logotip. Ja tinc el nom
previst pel robot, li posaré Zest. És una paraula anglesa que significa
entusiasme. He decidit aquest nom, ja que el robot representa l’entusiasme,
la diversió i les ganes de poder-ho fer. Un dels altres motius trobats és el fet
de ser un nom fàcil de dir i em va agradar.
El meu treball de recerca constarà de quatre parts principals:
Una petita introducció, en la que exposaré el perquè d’aquest treball,
els objectius i cóm he decidit estructurar el meu treball.
La segona part serà teòrica. En aquesta començaré explicant què és la
robòtica; tot seguit, explicaré que és la placa Arduino i tots els
components que utilitzaré.
La tercera part serà pràctica, la qual es dividirà en tres punts:
o El procés mecànic de la construcció del robot, i les variacions
o modificacions que hauré de fer en alguns components, perquè
funcioni bé. Com per exemple he hagut de modificar els
servomotors perquè en el moment de la programació sigui més
fàcil, ja que els vaig comprar amb un límit que impedia fer una
volta de 360º. Si no s’hagués fet la modificació, no giraria de
manera complerta.
o El procés de programació que he fet per arribar al funcionament
del robot.
o L’elaboració del logotip del robot i l’aplicació que permeti el
control del robot des del mòbil
L’última part exposaré les conclusions, els problemes que he hagut de
superar per l’elaboració del treball de recerca. I si he aconseguit assolir
tots els objectius o no.
TREBALL DE RECERCA CONSTRUCCIÓ D’UN ROBOT CONTROLAT PEL MÒBIL
Pàgina 7
2. MARC TEÒRIC
2.1 La robòtica
La robòtica és una part de la tecnologia que es dedica al disseny, la
construcció, les operacions i les aplicacions del robot així com els sistemes
informàtics que permeten el seu control. Aquestes tecnologies tenen la funció
de màquines automatitzades que poden prendre el lloc dels humans en
entorns difícils, facilitar als humans en certes situacions i fins i tot com a
processos de fabricació. Com podem veure en el següent gràfic la major part
de la construcció de robots van dirigits al sector d’automoció.
Gràfic de la distribució de robots per sectors. Any 2014
El robot és una entitat virtual o mecànica artificial controlada per ordinador o
programada per realitzar tasques que ofereix la sensació de tenir un propòsit
propi, aquests poden ser autònoms o semiautònoms.
El concepte de robòtica va començar en l’època clàssica quan el seu objectiu
era funcionar de manera autònoma, però fins al segle XX aquest camp no es
va desenvolupar. Sempre s’ha imaginat que algun dia els robots podrien imitar
el comportament humà i gestionar totes les tasques humanes.
TREBALL DE RECERCA CONSTRUCCIÓ D’UN ROBOT CONTROLAT PEL MÒBIL
Pàgina 8
La paraula robot va ser utilitzada per primer cop el 1921 en una obra de teatre
titulada R.U.R( Els robots universals de Rossum) i escrita pel Txec Karel
Capek . Els robots de l’obra són éssers humans simplificats, amb sentiments
lliures i creats per servir a la humanitat. Tracta d’un home que fabrica un robot
i després el robot mata l’home. La paraula txeca “Robota” significa treballador
forçat.
Abans dels robots va sorgir els autòmats, que són màquines que no tenen un
processador de memòria, només poden repetir una sèrie de moviments
programats. El primer autòmat que va sorgir va ser entre el 400-350 aC, quan
Archytus de Tarentum va construir un ocell automàtic, que podia moure les
seves ales i pujar a una alçada de 200 metres, utilitzant aire comprimit. Poc
després, entre el 262 i 190aC, Apolonio de Perga va inventar una sèrie
d’autòmats musicals impulsats per l’aigua i en la mateixa època Ctesibio, va
construir autòmats musicals que amb el pas de l’aire creaven so. Arquímedes
va ser el descobridor dels aparells mecànics capaços d’actuar com a braços i
mans humanes.
Podem dir que el primer innovador de l’automàtica actual va ser Joseph
Jacquard ja que en el 1801 va crear una màquina tèxtil programable
mitjançant targetes perforades.
L’any 1942, l’escriptor de ciència-ficció Isaac Asimov, va escriure les tres lleis
de la Robòtica en el llibre “El cercle viciós d’Asimov”. Busca situacions
contradictòries en les quals l’aplicació objectiva de les tres lleis es posa en
judici plantejant dilemes filosòfics o morals. Les lleis són:
Primera Llei: Un robot no farà mai mal a un ésser humà, ni permetrà
que un humà prengui mal.
Segona Llei: Un robot ha d’obeir les ordres dels éssers humans,
excepte si entren en conflicte amb la primera llei
Tercera llei: Un robot ha de protegir la seva pròpia existència en la
mesura que aquesta protecció no entri en conflicte amb la primera o la
segona llei
TREBALL DE RECERCA CONSTRUCCIÓ D’UN ROBOT CONTROLAT PEL MÒBIL
Pàgina 9
Finalment s’hi afegiria la llei zero implantada per Giskard Reventlov.
Llei zero: Un robot no farà mai mal a la humanitat o per inacció
permetrà que un ésser humà prengui mal.
A partir d’aquí, molts inventors van idear màquines, però les més importants
pel desenvolupament de la història de la robòtica són:
En el 1946 va aparèixer els primers robots primitius amb la funció de
traslladar la maquinària de Devol.
En el 1954, George Devol dissenya el primer robot programable.
Al 1960 es va introduir el primer robot “Unimate”. La seva funció era la
transferència d’objectes. Els robots utilitzaven actuadors hidràulics i
van ser programats en conjunts de coordenades, és a dir, els angles
de les diferents articulacions es van emmagatzemar durant una fase
d’ensenyament i reproduïts en funcionament.
Isaac Asimov
Robot "Unimate"
TREBALL DE RECERCA CONSTRUCCIÓ D’UN ROBOT CONTROLAT PEL MÒBIL
Pàgina 10
El 1966 Trallfa, va construir i instal·lar un robot de pintura per
polvorització
El 1971 El Standford Arm, va idear un petit braç de robot d’accionament
elèctric.
El 1972 es va desenvolupar a la universitat de Nottingham, a
Anglaterra, el SIRCH, un robot capaç de reconèixer i orientar objectes
en dues dimensions.
El 1973, es va desenvolupar a la SRI el primer llenguatge de
programació dels robots.
El 1978 es va introduir el robot PUMA( Programmable Universal
Machine for Assambly), s’utilitzava per a tasques de muntatge, basant-
se en dissenys obtinguts en un estudi de la ‘General Motors’.
El 1980 es va demostrar un sistema robòtic de captació de recipients a
la Universitat de Rhode island. El sistema era capaç de captar peces
en diferents posicions fora d’un recipient.
TREBALL DE RECERCA CONSTRUCCIÓ D’UN ROBOT CONTROLAT PEL MÒBIL
Pàgina 11
2.2 Explicació de cada element utilitzat
A continuació explicaré els elements utilitzats per l’elaboració del meu robot.
Principalment utilitzaré la placa Arduino amb la qual controlaré tots els
elements electrònics, els quals són: Sensor d’ultrasons, un regulador de
voltatge, ja que la placa Arduino només permet 5V, un pont H L293D, un mòdul
de bluetooth i finalment els servomotors i la bateria.
2.2.1 Arduino
Arduino és una plataforma de hardware lliure, basada en una placa amb un
microcontrolador de software de codi obert, és a dir, nosaltres podem crear el
nostre propi programa informàtic què no existeix físicament i no es pot veure
ni tocar i també podem inventar-nos la part que es troba al voltant de l’Arduino,
i aquesta part sí que existeix físicament i es pot tocar i veure.
Aquesta idea es va iniciar al any 2005 com un projecte per uns estudiants en
l’Institut IVREA ( Interaction Design Insitute Ivrea, en català Insitut de Diseny
Interactiu de Ivrea), el nom prové de la ciutat Ivrea que està situada al nord
d’Itàlia. El professor dels alumnes: Massimo Banzi, és un dels fundadors
d’Arduino. El nom d’Arduino prové del nom del Bar di Re Arduino(Bar del Rey
Arduino) on Massimo passava les hores. Els estudiants utilitzaven
microcontroladors massa cars, per tant van decidir fer una variant més
econòmica i assequible.
El seu hardware consisteix en una placa amb un microcontrolador de la marca:
”Atmel AVR“, que utilitza l’arquitectura RISC( Reduced Instruction Set
computer), en català significa: Ordinador amb un conjunt d’instruccions
reduïdes. L’arquitectura RISC és un tipus de disseny utilitzat en
microcontroladors o microprocessadors amb dues característiques
importants:
Instruccions de volum fix
Només les instruccions de càrrega i emmagatzematge accedeixen en
la memòria de dades.
TREBALL DE RECERCA CONSTRUCCIÓ D’UN ROBOT CONTROLAT PEL MÒBIL
Pàgina 12
El hardware de l’Arduino també consta de portes d’entrada i de sortida.
La placa Arduino es pot utilitzar per prendre informació de l’entorn a través de
les entrades analògiques i digitals. El llenguatge de programació de l’Arduino
es basa en el Wiring i l’entorn de desenvolupament en el Processing.
En el meu prototip utilitzaré l’Arduino Uno R3, amb les característiques
següents
Microcontrolador ATmega328
Voltatge d’entrada 7-12V
Voltatge del sistema 5V
Entrades analògiques 6
Ports Digitals I/O 14
Pes 25g
Longitud 68,6mm
Amplada 53,4mm
Corrent continu per I/O 40mA
Memòria 32KB
Característiques Arduino UNO
TREBALL DE RECERCA CONSTRUCCIÓ D’UN ROBOT CONTROLAT PEL MÒBIL
Pàgina 13
Com podem veure en la taula, la placa Arduino disposa de 14 ports digitals
que poden ser d’entrada o de sortida. Cada port suporta un màxim de 40mA i
funcionen a 5V. Alguns pins tenen funcions especials:
Serial: Consten de dos pins:
Pin 0 (RX), que serveix per rebre informació.
Pin 1(TX), del qual la seva funció és transmetre.
Interrupcions externes: Pins 2 i 3 que poden activar una interrupció a
un valor baix.
PWM (“Pulse-width mmodulation”). Representa l’amplada (en
temps) del pols o d’un període, és a dir, el temps total que dura la
senyal. La freqüència es defineix com la quantitat de polsos en estat
apagat o obert per segon. També es pot associar al paràmetre de cicle
de treball, en el qual determina el percentatge de temps que el pols o
voltatge aplicat està en estat actiu(on), durant un cicle. La senyal PWM
s’utilitza com una tècnica per controlar els motors. Els Pins 3,5,6,9,10 i
11, proporcionen una sortida PWM de 8 bit.
SPI (“Serial Peripheral Interfície”): S’utilitza per la transferència de
dades entre dos o més circuits integrats. En el cas de l’Arduino els Pins
10, 12 i 13, suporten la comunicació SPI.
LED: En el pin 13, hi trobarem incorporat una LED. Aquesta LED està
encés quan el valor que hi passa és alt, en canvi quan el valor es baix,
la LED s’apaga.
El Arduino UNO té 6 entrades analògiques, cada una de les quals
proporcionen 10 bits de resolució, és a dir, la resolució que pot oferir l’Arduino
i el número de voltatge. En aquest cas la placa Arduino funciona amb 5V.
Alguns pins tenen funcions especials:
TWI (Two Wire Interface):És la transmissió i recepció de dades sobre
una xarxa de dispositius o sensors. Són els Pins A4 i A5.
TREBALL DE RECERCA CONSTRUCCIÓ D’UN ROBOT CONTROLAT PEL MÒBIL
Pàgina 14
2.2.2 Servomotors
És un dispositiu que funciona amb corrent continua i que consta d’un circuit
de control, un sensor de posició, un conjunt d’engranatges i un motor de
corrent continua. La posició dels servomotors es pot controlar amb major
precisió que les d’un motor estàndard. Els servomotors tenen tres
connexions, que funcionen com alimentació, terra i control. Els
servomotors no giren lliurament, sinó que es limita a 180º d’anada i de
tornada. Per aquest fet, vaig fer una sèrie de modificacions, per poder
aconseguir que giressin lliurament és a dir 360º, aquest factor m’ha facilitat
la programació i la precisió del moviment del robot.
La estructura d’un servomotor és la següent:
Com podem veure en la fotografia. El motor consta de dues carcasses:
una superior i l’altre inferior que estan lligades mitjançant uns cargols. A la
part dreta del servomotor veiem un motor de corrent continua que gira en
un sentit i a la velocitat màxima, però quan el voltatge aplicat és invers, el
seu sentit canvia.
Carcassa Superior
Engranatges
Motor
Potenciòmetre
Targeta controladora
Fletxa
Carcassa Inferior
TREBALL DE RECERCA CONSTRUCCIÓ D’UN ROBOT CONTROLAT PEL MÒBIL
Pàgina 15
La targeta controladora, és l’encarregat del control de la posició del motor,
ja que rep els polsos d’entrada i situa el motor en la seva nova posició. A
la part esquerra del servomotors, podem veure una resistència variable o
potenciòmetre, que permet supervisar l’angle actual del servomotor.
Finalment el motor i el potenciòmetre estan units mitjançant uns
engranatges, que s’encarregaran de modificar la velocitat del gir del motor.
En aquesta fotografia podem veure el motor des de dalt. D’aquesta manera
podem observar que hi ha tres cables. El vermell representa el cable, que
va connectat a la font d’alimentació de 5V. El groc, representa l’entrada de
polsos, és el cable pel qual controlem la posició del motor. L’entrada de
polsos és una corrent continua que s’interromp un lapse, desprès es torna
a connectar i apareix de nou i es torna a tallar i així successivament.
Finalment el cable marró representa el GND(negatiu), un punt comú que
s’anomena terra, i no passa la corrent, és a dir, la seva alimentació és de
0V.El sistema de control està basat en l’amplada del pols del motor.
L’amplada del pols del motor ens indica la posició. Aquest pols normalment
és de 1,5 ms, per tant, manté el servomotor en la posició central. Si el pols
que li arriba es menor girarà cap a l’esquerra però si es superior girarà cap
a la dreta. I el temps en espera, és a dir, el que tardem en enviar un altre
pols és de 20ms.
Cable d’Alimentació
+5V
GND (punt comú)
Entrada de polsos
TREBALL DE RECERCA CONSTRUCCIÓ D’UN ROBOT CONTROLAT PEL MÒBIL
Pàgina 16
El diagrama de temps seria el següent:
1 ms
1,5ms
2 ms
CENTRE
ESQUERRA
DRETA
20ms
20ms
20ms
1
0
1
0
1
0
TREBALL DE RECERCA CONSTRUCCIÓ D’UN ROBOT CONTROLAT PEL MÒBIL
Pàgina 17
2.2.3 Sensor D’ultrasons
És un detector de distància basat en la interacció dels ultrasons amb un
objecte. S’anomena ultrasons, a aquelles vibracions que tenen una freqüència
superior a 20KHz, que es produeixen en un medi elàstic. Les persones no
són capaces d’escoltar aquestes vibracions. Els ultrasons són capaços de
mesurar a distància mitjançant el sistema de mesurament d’eco. El sensor
captura l’eco produït per mitjà d’un receptor, i mitjanant un sistema de
tractament de la senyal, calcula la distància. Jo he utilitzat el model HC-SR04,
que actua en una freqüència de 40kHz.
El model HC-SR04 és un
sensor format per 4 pins, dels
quals dos són d’alimentació(
Gnd i Vcc)i dos per capturar la
distància(Trig i Echo)
Vcc: És conecta a la font
d’alimentació a 5V
Trig: Significa tret d’ultrason
Echo:Recepció d’ultrasons
GND: Punt en comú, que també es denomina punt de terra.
Per mesurar la distancia amb el HC-SR04, hem de generar un pulsació en el
pin Trig d’un temps límit de 10µs. Al mateix temps s’ha de monitoritzar la
senyal que arriba al pin Echo. La distància calculada pel sensor està definida
per la següent fórmula:
𝐷 =1
2∗ 𝑉 ∗ 𝑡
On:
D=Distància
V= Velocitat
t= temps
Sensor D'ultrasons
TREBALL DE RECERCA CONSTRUCCIÓ D’UN ROBOT CONTROLAT PEL MÒBIL
Pàgina 18
2.2.4 Mòdul Bluetooth
El Mòdul Bluetooth, permet la transmissió d’informació de dades entre
diferents dispositius mitjançant una radiofreqüència, sense utilitzar cables per
unir els dispositius. La radiofreqüència que utilitza el mòdul de Bluetooth és
de 2,4 GHz. Jo vaig elegir el mòdul Bluetooth HC-06, ja que consumia menys
corrent, i d’aquesta manera em permetia que funciones tots els elements
electrònics. És més fàcil de programar que l’altre model, ja que és un mòdul
que només serveix com a esclau, és a dir, només pot rebre connexions des
d’un ordinador o un Smartphone. El voltatge que necessita per alimentar-se
és d’un mínim de 3.3V a un màxim de 6V. La seva intensitat mentre està actiu
és menor a 40mA.
Com podem veure en les imatges, el mòdul Bluetooth HC-06 presenta 4 pins:
RXD: Que significa rebre la informació
TXD: Que significa transmetre la informació
GND: És el punt terra, un punt comú.
VCC: És el corrent que passa, es connecta a la font d’alimentació, en
aquest cas 5V
Quan es connecta el mòdul de Bluetooth a la corrent podem veure una
llum(LED) intermitent, quant aquesta deixa de ser intermitent i es converteix
en una llum contínua significa que s’ha connectat al dispositiu mòbil, i ha
establert una connexió.
Part davantera del Bluetooth Part del darrera del Bluetooth
TREBALL DE RECERCA CONSTRUCCIÓ D’UN ROBOT CONTROLAT PEL MÒBIL
Pàgina 19
2.2.5 Regulador de Voltatge 7805
És un dispositiu electrònic que està dissenyat per mantenir automàticament
un nivell de tensió constant, limita la quantitat de voltatge per tal de que no es
faci malbé la placa Arduino. En el meu prototip utilitzaré el regulador de
voltatge 7805, ja que entrega 5V de corrent continua, el que necessita els
servomotors i l’Arduino per funcionar correctament. La tensió d’alimentació
que entra ha de ser major a 7V i menor a 35V. El model estàndard d’aquest
regulador suporta una corrent fins a 1A. El regulador de voltatge 7805 com
podem veure en la fotografia té 3 pins.
En el pin 1, és el voltatge d’entrada i l’hem de connectar una tensió superior a
7V, en el meu cas utilitzaré 9V. En el pin 2, on en la imatge posa ground,
significa que l’hem de connectar en el punt en comú, és a dir, el punt terra on
hi ha una tensió de 0V. Per últim el pin 3, significa el voltatge de sortida, en el
meu cas com que necessito 5V, per a què funcioni tots els elements
electrònics utilitzaré el regulador de voltatge 7805, ja que el seu voltatge de
sortida és de 5V.
TREBALL DE RECERCA CONSTRUCCIÓ D’UN ROBOT CONTROLAT PEL MÒBIL
Pàgina 20
2.2.6 Pont H L293D
És un circuit electrònic que permet que un motor de corrent continua giri
en diferents direccions, permet el sentit de gir invertit del motor. En el meu
cas utilitzaré el pont H l293D, que és un circuit integrat format per dos ponts
H complets i també utilitzat com un amplificador de potència. Un pont H és
pot construir mitjançant 4 transistors, com podem veure en la fotografia.
El circuit està dissenyat amb el simulador Electronics Work Bench. Aquest
circuit integrat pot controlar el funcionament de dos motors.
En la imatge podem veure el pont H L293D.
TREBALL DE RECERCA CONSTRUCCIÓ D’UN ROBOT CONTROLAT PEL MÒBIL
Pàgina 21
Els pins 1,8, 9, 16 van connectats a la tensió d’alimentació, en aquest cas
als 5V.
Els pins 3 i 6, van connectats al motor dret, ja que es connecten de forma
creuada i els pins 11 i 14 van al motor esquerre.
Els pins 4,5,12 i 13 van connectats al punt en comú(GND), és a dir el punt
també anomenat terra, el punt cero de totes les tensions elèctriques que
poden presentar un aparell electrònic.
Els pins 2,7,10,15 van connectats al Arduino, ja que s’utilitzen per controlar
els circuits analògics, aquells que varien de forma continua en el temps i
poden tenir valors infinits.
Si en els pins 2 i 7 no tinc cap entrada o si les dos estan en alt, els motors
estaran apagats, en canvi si deixo la del pin 2 en 0 i la del pin 7 en 1, el
motor em girarà cap a la dreta, i si deixo el pin 2 en 1 i el pin 7 en 0 el
motor girarà cap a l’esquerra. El mateix passa en els pins 10 i 15. A
continuació podem veure la taula de la veritat.
2.2.7 Connector de la pila
Serveix per poder connectar la pila als altres elements electrònics de manera
més fàcil.
El cable negre és el negatiu i el cable vermell és el positiu de la pila. En la
imatge podem veure una base de la pila de 9V.
Pin 2 Pin 7
0 0 Apagat
1 1 Apagat
0 1 Dreta
1 0 Esquerra
TREBALL DE RECERCA CONSTRUCCIÓ D’UN ROBOT CONTROLAT PEL MÒBIL
Pàgina 22
2.2.8 Pila
És un dispositiu que serveix per produir un corrent elèctric continua a partir
d’una reacció química. S’utilitza per alimentar algun aparell elèctric. Les piles
a diferència de les bateries no són recarregables. Podem dir que la pila té dos
terminals, que s’anomenen pols. Un és el pol negatiu o també anomenat
ànode i l’altre és el pol positiu o càtode. La pila consisteix en dos elèctrodes.
En el robot utilitzarem una pila de 9V.
2.2.9 Heavy Duty
També s’anomena col·loquialment “roda tonta”. És una
roda normal i corrent, la diferència amb les altres rodes
és que no té motor, és a dir, girarà cap a un sentit o un
altre en funció d’on es mogui l’objecte al qual va
adherida. Si jo indico als motors que girin cap a
l’esquerra la roda Heavy Duty també ho farà .
2.2.10 Rodes/ Pneumàtics
Les rodes estan formades per una llanta i per la goma pneumàtica. Podem
definir-la com una peça mecànica de forma circular que gira al voltant d’un eix.
Nosaltres utilitzarem les rodes, ja que permet el desplaçament del robot amb
facilitat. Hem de tenir en compte que les rodes és un element important.
En el robot hi posarem dues rodes, que han d’estar alineades entre sí pel
funcionament correcte del moviment del robot. El color de les rodes seran
negres, com podem trobar-les en les tendes habitualment, ja que eviten el
desgast per la radiació solar.
Roda Roda
EIX
TREBALL DE RECERCA CONSTRUCCIÓ D’UN ROBOT CONTROLAT PEL MÒBIL
Pàgina 23
3. MARC PRÀCTIC
3.1 Materials utilitzats i preus
Producte Quantitat Preu(aproximadament)
Arduino 1 20.40€
Pila 9V 2 9.00€
Regulador voltatge 7805 1 0.18€
Pont H L293D. 1 2.44€
Sensor d’ultrasons 1 6.95€
Mòdul Bluetooth 1 18.85€
Base de la bateria 1 1.07€
Cables Jumper 4 15.16€
Servomotors 2 29.04€
Pneumàtics 2 5€
Roda del darrera 1 2€
Sòcol 1 0.12€
Volandera Grower B4 12 0.69€
Volandera Estàndard M3 12 0.87
Volandera Grower ZN 12 1€
Femella M3 12 0.42€
Cargol B4 12 0.43€
Cargol metall ZN 12 0.54€
Femella ZN 12 0.20
Tabla de fusta 1 1€
TOTAL 115.36€
TREBALL DE RECERCA CONSTRUCCIÓ D’UN ROBOT CONTROLAT PEL MÒBIL
Pàgina 24
3.2 Procés mecànic de la construcció del Robot
Un cop tenim tots els materials, el primer que farem serà col·locar els
servomotors a la placa de fusta.
Però abans de tot, hem de realitzar unes modificacions als servomotors
perquè aquests es puguin moure lliurement, ja que de fàbrica venen amb un
límit que fan que només girin 180º. El que farem serà eliminar l’electrònica del
servomotor, de manera que només quedarà el motor i la reducció. També
eliminarem el límit que impedeix que giri lliurement. Per realitzar aquesta
modificació cal seguir els següents passos:
Pas 1: Per treure la tapa, haurem de descargolar els quatre cargols.
Pas 2: Un cop obert, traiem la placa interior on trobarem el motor
soldat, el potenciòmetre i el circuit de control
Circuit de control
Potenciòmetre
Motor
TREBALL DE RECERCA CONSTRUCCIÓ D’UN ROBOT CONTROLAT PEL MÒBIL
Pàgina 25
Pas 3: Anant amb compte, dessoldem el potenciòmetre i el circuit de
control. Els cables del circuit de control els soldem en el motor. Ara bé,
dona igual el color que soldem.
Pas 4: Traiem la tapa superior, on es troben els engranatges
d’accionament.
Pas 5: Hem de treure l’engranatge que engrana el potenciòmetre
Pas 6: Un cop tenim l’engranatge podrem veure una pestanya, que
limita el desplaçament. Amb una llima i molta paciència l’haurem
d’eliminar de manera que no interrompi el joc d’engranatges.
Tapa
Engranatge que hem
de treure
TREBALL DE RECERCA CONSTRUCCIÓ D’UN ROBOT CONTROLAT PEL MÒBIL
Pàgina 26
Pas 7: Muntem totes les peces i comprovem que tot funcioni com es
degut.
Al finalitzar la modificació dels servomotors, afegirem les llandes del motor.
Agafarem un punxó, i farem dos forats.
Buscarem la mesura perfecta dels cargols. Tot seguit, amb el cargol unirem
les llandes i els servomotors i ho acabarem amb dues femelles, que entremig
portaran una volandera.
Una vegada que tinguem els dos servomotors finalitzats, els unirem a la placa
de fusta. Agafarem la placa de ferro que té forma de “L”. I com hem fet abans
les unirem amb un cargol, que anirà lligat amb dues femelles i una volandera.
Límit. Treure-ho
amb una llima
Forats
TREBALL DE RECERCA CONSTRUCCIÓ D’UN ROBOT CONTROLAT PEL MÒBIL
Pàgina 27
Agafarem la placa de fusta, deixarem dos dits o una mica més de marge i
farem dues línies amb les dimensions dels servomotors. És molt important que
estiguin alineades. Desprès unirem els servomotors a la placa de fusta.
Anteriorment, hem utilitzat la part superior de la placa en forma de “L”, per tant
la part inferior la unirem a la placa de fusta, fent dos forats amb el punxó, dels
quals han d’estar alineats. Amb el mateix procediment agafarem un cargol,
dos femelles i dos volanderes, una de les normals i l’altre grower.
TREBALL DE RECERCA CONSTRUCCIÓ D’UN ROBOT CONTROLAT PEL MÒBIL
Pàgina 28
Les volanderes grower eviten que es descargolin amb les vibracions. Per
assegurar-nos de que els servomotors no es moguin quan estiguin en
funcionament, agafarem una placa de ferro petita, la tallarem i li farem dos
forats amb un trepant. Tot seguit la unirem mitjançant cargols als servomotors
i a la placa de fusta .
A continuació farem el muntatge de la placa Arduino. La idea es posar-la una
mica més alta d’aquesta manera a sota podrem posar la font d’alimentació, és
a dir, la pila. La situarem a la part del darrera de la placa de fusta. La placa
Arduino ja inclou uns forats; per tant,
marcarem els forats a la placa de fusta
i amb el punxó ho foradarem. Per unir-
lo seguirem els següents passos:
1. Posar el cargol
2. Posar una volandera
3. Posar una volandera grower
TREBALL DE RECERCA CONSTRUCCIÓ D’UN ROBOT CONTROLAT PEL MÒBIL
Pàgina 29
4. Posar una femella
5. Posar una altre femella
6. Posar una volandera
7. Posar placa Arduino
8. Posar una volandera
9. Posar una volandera grower
10. Posar la última femella.
Per últim agafarem dos gomes elàstiques. Fixarem dos cargols a la placa de
fusta, i amb la goma els unirem de manera que quedin tensats. Comprovarem
que els cargols quedin fixes, i si no es el cas hi afegirem una mica de
superglue. Finalment hi afegirem la pila
El següent element electrònic que posarem serà el pont H L293D. Per muntar-
lo necessitarem un soldador, uns pins soldables, estany i una placa soldable.
TREBALL DE RECERCA CONSTRUCCIÓ D’UN ROBOT CONTROLAT PEL MÒBIL
Pàgina 30
Agafarem el pont H L293D i el posarem a la placa soldable de manera que
encaixi correctament, després agafarem els pins soldables i haurem de soldar-
ho entre si. Hem de tenir en compte que s’ha de soldar el primer pin amb el
primer dels pins soldables, i que el primer pin no pot tocar el segon, ja que
provocaríem un curtcircuit.
El pròxim pas és el sensor d’ultrasons . Per poder-ho connectar a la placa de
fusta primer necessitarem una base en forma de “L” per poder-ho unir. Per
tant, el primer que farem serà agafar dos trossos de fusta i unir-les entre si
mitjançant silicona, ja que la cinta adhesiva no es tan forta perquè aguanti tots
els cops. Com que hi ha poca superfície el superglue tampoc hagués aguantat.
Un cop hem unit els dos trossos de fusta mitjançant la silicona farem 4 forats
per poder-ho unir-ho al sensor d’ultrasons. Els forats han de coincidir amb el
que venien incorporats de fàbrica amb el sensor.
Primer del
Pont H
Primer dels pins
soldables. Resultat al unir el primer del pont H amb els pins soldables.
Forats
TREBALL DE RECERCA CONSTRUCCIÓ D’UN ROBOT CONTROLAT PEL MÒBIL
Pàgina 31
Un cop fet els forats ho unirem mitjançant filferro. I tota aquesta composició la
unirem amb cargols a la placa de fusta.
Els tres últims passos son els més fàcils. El regulador de voltatge només va
unit a la placa de fusta mitjançant un cargol i per fixar-ho utilitzarem dues
volanderes i una femella.
La roda del darrere, també la unirem amb un cargol, però haurem de vigilar i
comprovar que estigui alineada amb els servomotors, d’aquesta manera no
crearà cap problema.
TREBALL DE RECERCA CONSTRUCCIÓ D’UN ROBOT CONTROLAT PEL MÒBIL
Pàgina 32
Per últim tenim el mòdul Bluetooth. No el connectarem permanentment a la
placa de fusta, ja que és un aparell sensible que si no funciona la connexió
amb el mòbil s’ha de fer modificacions, per tant si ho uníssim permanentment,
les modificacions s’allargarien. El que farem serà posar-lo al costat del pont
H L293D. Com que la placa del pont H té forats petits, els intentarem encaixar
amb els pins que té el mòdul de Bluetooth
Tots els elements electrònics els hem de connectar en el GND i en el voltatge,
per tant no tindrem suficient espai en el Arduino per tots. El que farem serà el
següent: Primer de tot necessitarem dos regletes de pins soldables, un per el
GND i l’altre pels 5V. Soldarem la part inferior dels pins i a la part superior
connectarem tots els GND i tots els 5V que necessitem. A continuació
comprovarem amb el polímetre que en
tots els pins hi hagi connexió.
Pins del Mòdul de
Bluetooth
TREBALL DE RECERCA CONSTRUCCIÓ D’UN ROBOT CONTROLAT PEL MÒBIL
Pàgina 33
3.3 Connexió entre els elements electrònics
En aquest apartat explicarem les connexions que he fet per connectar-ho tot
al Arduino. Començarem pel mòdul de Bluetooth
Com podem veure a la imatge. El RXD(recepció) del mòdul el connectarem al
TXD(Transmissió) de l’Arduino. I el RXD de l’Arduino el connectarem al RXD
del mòdul de bluetooth. D’aquesta manera tota senyal que arribi al mòdul de
bluetooth li arribarà també al Arduino. Quan pugem el programa a la placa
Arduino, hem de tenir en compte que els cables RXD i TXD estiguin
desconnectats, sinó no funcionarà la transmissió de dades. El cable GND
anirà connectat al GND de l’Arduino i el VCC, que és la font d’alimentació anirà
connectat als 5V.
Abans de continuar hem de tenir en compte que no tindrem suficients espais
per el GND, per tant, en tots els apartats que digui GND en comptes de
connectar-lo al Arduino ho farem en uns pins soldables, del quals anteriorment
estaran soldats entre si. El mateix farem amb els 5V.
TREBALL DE RECERCA CONSTRUCCIÓ D’UN ROBOT CONTROLAT PEL MÒBIL
Pàgina 34
Un cop acabat connectarem el regulador de voltatge
El pin 1el connectarem el positiu de la bateria, el pin del mig el connectarem
al GND de l’Arduino i el pin 3 el connectarem als 5V. El negatiu de la pila el
connectarem al GND.
A continuació connectarem el sensor d’ultrasons
Connectarem el pin Trig en el pin 3 de l’Arduino ja que té un valor d’interrupció
baix i el sensor d’ultrasons no necessita més. El pin Echo del sensor el
connectarem al pin 2 de l’Arduino per la mateixa raó.
TREBALL DE RECERCA CONSTRUCCIÓ D’UN ROBOT CONTROLAT PEL MÒBIL
Pàgina 35
Finalment el pin VCC el connectarem als 5V, és a dir, a la font d’alimentació i
el GND el connectarem al GND de l’Arduino.
Per últim connectarem el pont H L293D. És el més complex de tots els
elements electrònics.
TREBALL DE RECERCA CONSTRUCCIÓ D’UN ROBOT CONTROLAT PEL MÒBIL
Pàgina 36
Com podem veure en la fotografia anterior, els pins 1,8,9,16 van connectats
als 5V de l’Arduino.
Els pins 4,5,12,13 van connectats als GND, el punt terra de l’Arduino.
Els pins 3,6,11,14 van connectats als motors, ja que són els pins de sortida.
Els pins 3 i 6 van connectats al motor dret i els pins 11 i 14 al motor esquerra.
Els pins 2,7,10 i 15 són els pins d’entrada per tant van connectats als pins
PWM de l’Arduino.
El pin 2 va connectat al pin 10 de l’Arduino
El pin 7 va connectat al pin 9 de l’Arduino
El pin 10 va connectat al pin 5 de l’Arduino
I per últim el pin 15 va connectat al pin 6 de l’Arduino.
TREBALL DE RECERCA CONSTRUCCIÓ D’UN ROBOT CONTROLAT PEL MÒBIL
Pàgina 37
4. Logigrama de funcionament
En un principi el robot està aturat. Desprès connectarem el robot al mòbil, si aquest estableix
una connexió amb el mòdul de Bluetooth avançarà segons les ordres que li donem, en el cas
contrari el robot seguirà aturat. Un cop que ha avançat i ha establert connexió amb el robot,
si polsem el botó d’endavant el robot avançarà fins detectar un objecte.
Robot Aturat
Connexió
amb el
mòbil
No
Avança
Si
Polsar
Botó
Avança fins detectar
objecte
Si
No
TREBALL DE RECERCA CONSTRUCCIÓ D’UN ROBOT CONTROLAT PEL MÒBIL
Pàgina 38
5. Programa
int leftA = 5; // Són els motors connectats als pins de l’Arduino
//LeftA= motor Esquerra endavant
int leftB = 6; // LeftB= Motor Esquerra endarrere
int rightA = 9; // Right A= Motor dret endavant
int rightB = 10; // Right B= Motor dret endarrere
int on = 255;
int state = 'g'; // Significa el estat “g” de l’aplicació del mòbil
intecho = 2; // Pin echo del sensor d’ultrasons connectat a pin 2 de l’Arduino
int trig = 3; // Pin trig del sensor d’ultrasons connectat a pin 3 de l’Arduino
int duration, distance; // Per calcular la distància
voidsetup() {
Serial.begin(9600); //Inicia el Port Serial, per comunicar-se amb el mòdul de
bluetooth
pinMode(rightA, OUTPUT);
pinMode(rightB, OUTPUT);
pinMode(leftA, OUTPUT);
pinMode(leftB, OUTPUT);
pinMode(echo, INPUT); //Defineix el pin echo del sensor d’ultrasons com a pin
d’entrada
pinMode(trig,OUTPUT); //Defineix els pin trig del sensor d’ultrasons com a
pin de sortida
// Defineix els motors com a pins de sortida
// La velocitat dels motors serà de 0-255. Ja que les sortides de l’Arduino tenen 8bits. Això equival a 255, ja que el 0 conta com un número i 2 elevat a 8 dona 256.
TREBALL DE RECERCA CONSTRUCCIÓ D’UN ROBOT CONTROLAT PEL MÒBIL
Pàgina 39
}
void loop() {
if(Serial.available()>0){
state = Serial.read();
}
if(state=='a'){ // Botó endavant de l’aplicació
analogWrite(rightB, 0);
analogWrite(leftB, 0);
analogWrite(rightA, on);
analogWrite(leftA, on);
}
if(state=='b'){ // Botó esquerra de l’aplicació
analogWrite(rightB, 0);
analogWrite(leftB, 0);
analogWrite(rightA, 0);
analogWrite(leftA, on);
}
if(state=='c'){ // Bot central de l’aplicació
analogWrite(rightB, 0);
analogWrite(leftB, 0);
analogWrite(rightA, 0);
analogWrite(leftA, 0);
}
if(state=='d'){ // Botó dret de l’aplicació
analogWrite(rightB, 0);
analogWrite(leftB, 0);
analogWrite(leftA, 0);
// Si el Bluetooth està encès, inicia la comunicació i
emmagatzema les dades
//Els motors del darrera estan apagats i els del
davant encesos. Per tant es desplaça cap al
davant.
//Els motors del darrera i el de la dreta del
davant estan apagats i el de l’esquerra endavant
encès . Per tant es desplaça cap a l’esquerra
//Tots els motors estan apagats per tant.
El robot no es desplaça, sinó que para
//Els motors del darrera i el de la esquerra del
davant estan apagats i el de la dreta endavant
encès . Per tant es desplaça cap a la dreta
TREBALL DE RECERCA CONSTRUCCIÓ D’UN ROBOT CONTROLAT PEL MÒBIL
Pàgina 40
analogWrite(rightA, on);
}
if(state=='e'){ // Botó del darrere de l’aplicació
analogWrite(rightA, 0);
analogWrite(leftA, 0);
analogWrite(rightB, on);
analogWrite(leftB, on);
}
if (state =='f'){ // Significa el botó on de l’aplicació, per tant el sensor de
distancia està funcionant.
digitalWrite(ptrig, HIGH); // Genera un pols alt en el sensor d’ultrasons
delay(0.01);// El pols és de 10 µs
digitalWrite(trig, LOW);// Genera un pols baix
duration = pulseIn(echo, HIGH); // Llegeix el temps que rep el pin del sensor
distance = (duration/2) / 29; // Calcula la distancia en centímetres
delay(10); // El pols és de 10 milisegons
}
if (distance <= 15 && distance >=2){ // Si la distancia és menor de 15cm
analogWrite(rightB, 0);
analogWrite(leftB, 0);
analogWrite(rightA, 0);
analogWrite(leftA, 0);
delay (200);// Durant 200 mili segons
analogWrite(rightB, on);
analogWrite(leftB, on);
//Els motors del davant estan apagats i els
del darrera encesos. Per tant es desplaça
cap endarrere
//Tots els motors s’apaguen
// S’anirà cap endarrere. Ja que els motors
davanters estan apagats
TREBALL DE RECERCA CONSTRUCCIÓ D’UN ROBOT CONTROLAT PEL MÒBIL
Pàgina 41
delay(500); // Durant 500 mili segons
analogWrite(rightB, 0);
analogWrite(leftB, 0);
analogWrite(leftA, 0);
analogWrite(rightA, on);
delay(1100);// Durant 1100 mili segons
}
else{
analogWrite(rightB, 0);
analogWrite(leftB, 0);
analogWrite(rightA, on);
analogWrite(leftA, on);
}
if (state=='g'){ // Botó OFF de l’aplicació
analogWrite(rightB, 0);
analogWrite(leftB, 0);
analogWrite(rightA, 0);
analogWrite(leftA, 0);
}
}
//Girarà cap a la dreta. Ja que només el motor
de la dreta esta encès
//Si no hi ha obstacles es desplaçarà
cap endavant
// Els motors s’apaguen.
TREBALL DE RECERCA CONSTRUCCIÓ D’UN ROBOT CONTROLAT PEL MÒBIL
Pàgina 42
6. Aplicació
Aquesta és la pàgina on es pot fer aplicacions pel mòbil. Aquí es poden crear
botons, espais, links, entre altres coses. Es necessita una mica de paciència i
anar-hi fent a poc a poc provant com queda en el mòbil etc... El resultat de la
meva aplicació és el següent:
No és pot veure tota la aplicació com quedaria en el mòbil ja que hi he afegit
espais perquè quedi bé en el meu mòbil.
TREBALL DE RECERCA CONSTRUCCIÓ D’UN ROBOT CONTROLAT PEL MÒBIL
Pàgina 43
El següent pas és passar-ho al mòbil, s’ha de descarregar en forma de apk
en l’ordinador i passar aquest arxiu al mòbil.
Busquem la aplicació en els arxius del mòbil. És la carpeta on diu
emmagatzematge intern. Torbarem l’aplicació amb el nom que li hem donat,
en el meu cas TR. Clicarem en la aplicació i desprès clicarem en el botó
instal·la.
TREBALL DE RECERCA CONSTRUCCIÓ D’UN ROBOT CONTROLAT PEL MÒBIL
Pàgina 44
Un cop instal·lat obtindrem el resultat final de l’aplicació que és el següent:
TREBALL DE RECERCA CONSTRUCCIÓ D’UN ROBOT CONTROLAT PEL MÒBIL
Pàgina 45
Ara explicarem el petit programa de blocs que hem fet per la nostra aplicació.
És molt senzill, la pàgina web et dona un llistat d’opcions d’allò que pot fer
cada botó, o cada element que afegeixis a l’aplicació. El primer sistema de
blocs significa, que quan cliquem el botó al que anteriorment hem posat el
nom “Connexió Dispositius”; s’obrirà un apartat on hi haurà una llista, en la
que constaran els elements entre els quals podem escollir perquè es connecti
amb l’aplicació, en el nostre cas amb el mòdul Bluetooth. Anteriorment,
haurem de connectar el mòdul de Bluetooth amb el mòbil, perquè sinó no
apareixerà en la llista.
Per connectar-lo al mòbil anirem a ajustaments, desprès a Bluetooth, tot
seguit ho posarem en mode ON, després clicarem l’opció cerca dispositius i
finalment clicarem HC-06. Com podrem veure ens demanarà una
contrasenya, en aquest cas és 1234. Un cop finalitzat aquest procés, haurem
connectat el mòdul de Bluetooth amb el mòbil.
TREBALL DE RECERCA CONSTRUCCIÓ D’UN ROBOT CONTROLAT PEL MÒBIL
Pàgina 46
El segon sistema de blocs significa que quan s’obri
la llista d’elements connectats al Bluetooth
seleccionarem el dispositiu que necessitem per fer
funcionar el robot, en el nostre cas seleccionarem
el que posa HC-06, com podem veure en la
fotografia
TREBALL DE RECERCA CONSTRUCCIÓ D’UN ROBOT CONTROLAT PEL MÒBIL
Pàgina 47
El següents sistemes de blocs signifiquen la connexió entre el programa que
hem fet per l’arduino i el programa que hem realitzat per l’aplicació. És a dir
en el programa de l’arduino, cada “state” significa un botó diferent.
Per exemple l’estat “a” significa el botó del davant, i en la programació abans
de donar-li les funcions als motors li posarem if(State==’a’). La relació entre
l’Arduino i l’aplicació es basarà en l'estat, ja que en els dos programes els hem
anomenat igual. Per exemple, si cliquem l'estat “a” en l’aplicació, a través del
mòdul de Bluetooth, l’Arduino ho rep i com podem veure en la imatge l'estat
“a” significa el botó que va cap endavant, per tant, el robot es mourà cap
endavant. En el programa després de posar-li la funció if(State==’a’), i tenint
present que és el botó del davant hi haurem d’afegir la funció que volem que
facin els motors.
“a”
“b” “d”
“e”
“c”
“f” “g”
TREBALL DE RECERCA CONSTRUCCIÓ D’UN ROBOT CONTROLAT PEL MÒBIL
Pàgina 48
7. Logotip
He realitzat el meu logotip amb el Photoshop. El logotip és la inicial del nom
del robot, que és Zest.
Ho vaig posar de color blau, ja que és el color de l’aigua i el cel, per tant és el
color de la vida, el creixement, l’esperança i el futur. Amb això, vull dir que la
robòtica és el futur, el creixement de la societat d’avui en dia, i l’esperança de
persones malaltes o discapacitades per poder viure amb normalitat gràcies a
la robòtica.
El terme blau entre altres també implica constància, confiança , coneixement,
puresa i tranquil·litat.
Volia que el meu prototip de robot transmetés la constància que es necessita
per aconseguir que funcioni, uns certs coneixements que es necessiten per
poder crear un prototip i finalment la tranquil·litat i l’alegria que ens dóna
aconseguir el que ens proposem.
L’altre motiu es perquè el blau és un dels colors que més m’agraden.
TREBALL DE RECERCA CONSTRUCCIÓ D’UN ROBOT CONTROLAT PEL MÒBIL
Pàgina 49
8. Problemes
PROBLEMA 1
Un dels problemes que vaig tenir va ser que no li arribava corrent a tots els
punts, ho vaig solucionar seguint un procediment:
Aconseguir dos bateries, amb les seves respectives bases de bateria.
Connectar les bateries en paral·lel
Verificar 9V a la sortida de la base de la bateria
Connectar 9V ( positiu i negatiu de la bateria)
Connectar el pin 1 del regulador amb el positiu de la bateria
Connectar el pin 2 del regulador amb el GND de l’Arduino
Verificar que en el pin 3 del regulador hi hagi 5V. Hem de tenir en
compte que no es calenta el regulador
Connectar el pin 3 del regulador al pin on posa 5V de l’Arduino.
Amb el tester verificar que en tots els punts li arriba 5V
Si funcionen els punts anteriors, connectar tots els cables amb el pont H
L239D i verificar que en tots els punts li arriba la mateixa corrent.
PROBLEMA 2
Si el Bluetooth no funciona:
Hem de saber que el mòdul de Bluetooth HC-05 es pot connectar com esclau
i com a mestre, per tant es més difícil connectar-ho. Vaig intentar-ho, però
com que no vaig obtenir resultats positius, vaig canviar el mòdul de Bluetooth
per un més senzill que només es pogués connectar com esclau; en aquest
cas el mòdul de Bluetooth HC-06.
PROBLEMA 3
Al principi no hem funcionaven el motors, perquè hi havia un problema en la
soldadura del pont. El que vaig fer va ser dessoldar-ho i desprès torna-ho a
soldar, anant amb compte de no tornar a crear un curtcircuit.
TREBALL DE RECERCA CONSTRUCCIÓ D’UN ROBOT CONTROLAT PEL MÒBIL
Pàgina 50
9. Agraïments
M’agradaria donar-li les gràcies a totes aquelles persones que m’han ajudat i
guiat amb els dubtes que anaven sorgint al llarg del treball de recerca, ja que
sense ells no hagués sigut possible.
- En primer lloc a la meva mare, perquè sense ella no hagués sigut
possible.
- Voldria agrair en especial a Daniel Villella, perquè encara que estigués
molt lluny per correu electrònic m’ha ajudat a resoldre els dubtes
mecànics que he tingut.
- Al Xavier Farrero per proporcionar-me alguns materials que
necessitava.
- Al meu cosí per ensenyar-me els coneixements bàsics del llenguatge
C, i resoldre’m qüestions del programa per xarxes socials.
- Al meu tutor de recerca.
TREBALL DE RECERCA CONSTRUCCIÓ D’UN ROBOT CONTROLAT PEL MÒBIL
Pàgina 51
10. Conclusions
Aquest treball m’ha servit per aprendre a utilitzar la placa Arduino, tenir unes
nocions bàsiques en la programació i aprendre a utilitzar nous elements
electrònics. M’he adonat que la robòtica no és el simple fet de connectar dos
cable i pretendre que tot funcioni correctament, sinó que és més complexa.
S’ha de saber connectar cada cable a on correspon, pensar en el disseny
mecànic, i a l’hora de connectar provar que cada pas funciona correctament
amb el tester.
En el moment de programar, no només s’han de seguir unes instruccions, sinó
s’ha de tenir uns coneixements bàsics i anant provant fins que funcioni,
procurant de no deixar-te res.
Finalment, per a que tot funcioni s’ha de tenir una mica de sentit comú per
poder esbrinar on ha estat el error i solucionar-ho, no tot és tan fàcil com
sembla i poden haver-hi errors dels elements i no de la connexió.
Al principi, m’imaginava que seria com el robot LEGO, però estava molt
equivocada. Se m’han presentat diferents problemes en la construcció del
robot, que m’han fet plantejar-me deixar aquest tema del Treball de Recerca.
Però al final, reconstruint pas a pas el que havia fet, comprovant que cada
element funcionés, que fessin contacte entre ells i verificant que el programa
estigués correcte i no tingués cap equivocació, ho vaig aconseguir.
Va ser una satisfacció personal que al final funcionés. En definitiva amb esforç,
dedicació, paciència tot s’aconsegueix.
He après molt amb aquest projecte; ara tinc una altre visió de la robòtica i de
la tecnologia. Desprès de fer aquest treball, puc dir que no tinc tant clar què
vull estudiar al futur. Abans de fer aquest projecte, pensava que la
programació seria una de les coses que més m’agradaria, però no ha estat
així, allò que més m’ha agradat ha sigut la part mecànica del robot.
TREBALL DE RECERCA CONSTRUCCIÓ D’UN ROBOT CONTROLAT PEL MÒBIL
Pàgina 52
Un del altres aspectes que he pogut esbrinar en aquest treball és que potser
la construcció de robots no és el que més em motiva.
Per altre banda, una de les coses més importants és que m’ha canviat la meva
visió de veure la robòtica. Ha estat un treball llarg, però ha valgut la pena fer-
ho i no rendir-me en cap moment.
TREBALL DE RECERCA CONSTRUCCIÓ D’UN ROBOT CONTROLAT PEL MÒBIL
Pàgina 53
11. Bibliografia
Pàgines Web
MIT App inventor (2012-2015). MIT App Inventor
Accessible a: http://appinventor.mit.edu/explore/
Arduino (2015). Arduino
Accessible a:http://www.arduino.cc/
Fundació Wikimedia(2015). Arduino
Accessible a:http://es.wikipedia.org/wiki/Arduino
Jonathan Amangandi(2012). Arduino
Accessible a:http://jamangandi2012.blogspot.com.es/2012/10/que-es-
arduino-te-lo-mostramos-en-un.html
GeekyTherory (2015). Andriod
Accessible a:https://geekytheory.com/conectar-android-con-arduino-por-
bluetooth-capitulo-1/
SualLabs(2015). Puente H
Accessible a:http://www.suallabs.com/Puente-H-STL293D
InformaticaModerna.com(2008-2015).Regulador de voltatge.
Accessible a:http://www.informaticamoderna.com/Regulador_voltaje.htm
Diotronic S.A. Diotronic
Accessible a: http://www.diotronic.com/
Info-ab.uclm. El Servomotor
TREBALL DE RECERCA CONSTRUCCIÓ D’UN ROBOT CONTROLAT PEL MÒBIL
Pàgina 54
Accessiblea:http://www.infoab.uclm.es/labelec/solar/electronica/elementos/
servomotor.htm
Diego Pérez(2006). Sensores de distancia por ultrasonidos
Accessible a:
http://www.alcabot.com/alcabot/seminario2006/Trabajos/DiegoPerezDeDiego
YamidRamirez. Servomotres
Accessible a: http://www.monografias.com/trabajos60/servo-motores/servo-
motores.shtml
Prometec(2014). Módulo Bluetooth HC-06
Accessible a: http://www.prometec.net/bt-hc06/
Fundació Wikimedia (2013). 78xx
Accessible a: https://es.wikipedia.org/wiki/78xx
InformaticaModerna.com (2008-2015). El regulador de voltaje
Accessible a: http://www.informaticamoderna.com/Regulador_voltaje.htm
Ibertrónica (2015). PWM
Accessible a: http://www.ibertronica.es/blog/refrigeracion/funcion-pwm/
Enrique Crespo. AprendiendoArduino
Accessible a: https://aprendiendoarduino.wordpress.com/2014/11/18/tema-6-
comunicaciones-con-arduino-4/
Robots Argentina (2007) Manejo de potencia para motores con el integrado
L293D.
TREBALL DE RECERCA CONSTRUCCIÓ D’UN ROBOT CONTROLAT PEL MÒBIL
Pàgina 55
Accessible a: http://robots-argentina.com.ar/MotorCC_L293D.htm
Hipertextual(2015). R.U.R Robots universales de rossum
Accessible a:http://hipertextual.com/2010/06/rur-robots-universales-de-
rossum
Fundació Wikimedia(2015). Robot
Accessible a: https://es.wikipedia.org/wiki/Robot
Llibres
1. José Mª Angulo Usategui, Susana Romero Yesa. Ignacio Angulo
Martínez. Microrobótica: Tecnología, Aplicaciones y Montaje Práctico.
2na edició. Madrid. S.A Ediciones Paraninfo
2. John J.Craig. Robótica. Tercera edició. México. Pearson Prentice Hall.
Imatges del treball
Imatge de la pàgina 7 “Gràfic de la distribució de robots per sectors. Any 2014”
Extreta de: http://nova.aeratp.com/wp-content/uploads/2015/09/ESTUDIO-
COMPLETO-2015.pdf
Imatge de la pàgina 9 “Isaac Asimov”:
Extreta de: http://www.fotoseimagenes.net/isaac-asimov
Imatge de la pàgina 9, “Robot Unimate”
Extreta de: http://www.cnet.com/pictures/rethinking-the-robot-through-history-
images/6/
Imatge de la pàgina 14
Extreta de
http://es.slideshare.net/CristianDavis/partes-de-un-servo-motor
TREBALL DE RECERCA CONSTRUCCIÓ D’UN ROBOT CONTROLAT PEL MÒBIL
Pàgina 56
Imatge de la pàgina 15:
Extreta de: http://www.info-
ab.uclm.es/labelec/solar/electronica/elementos/servomotor.htm
Imatge de la pàgina 17.” Sensor D’ultrasons”
Extreta de: https://ardubasic.wordpress.com/tag/ldr/
Imatge de la pàgina 17
Extreta de:http://www.fim.umich.mx/teach/ifranco/notas/C6-
Detectores%20sensores%20y%20transductores%20E.pdf
Imatge de la pàgina 19:
Extreta de : http://articulo.mercadolibre.com.ar/MLA-601910121-pack-4-
reguladores-tension-5v-78l05-7805-arduino-nubbeo-_JM
Imatge de la pàgina 23:
Extreta de:
http://rc.lapipadelindio.com/general/servos-radiocontrol-modelismo
Imatge de la pàgina 24:
Extreta de: http://www.sciencebuddies.org/science-fair-
projects/project_ideas/Robotics_ServoMotors.shtml
Imatge de la pàgina 24:
Extreta de: http://arduinoecompanhia.blogspot.com.es/2014/05/arduino-
motor-shield.html
Imatge de la pàgina 33-35:
Extreta de: http://diyhacking.com/diy-arduino-keyboard/
Extreta de: http://www.auriculares.org/foro/index.php?topic=13808.0
Extreta de: http://www.spainlabs.com/foro/viewtopic.php?f=9&t=1192
TREBALL DE RECERCA CONSTRUCCIÓ D’UN ROBOT CONTROLAT PEL MÒBIL
Pàgina 57
12. Annexos
Per finalitzar he realitzat un vídeo amb el resultat final del prototip. En el vídeo
podem veure com és connecta el robot amb el mòbil, com és mou, i finalment
la forma en que detecta un objecte i la seva reacció davant l’objecte detectat.