Tabla de contenido:
2025 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2025-01-13 06:57
En este Instructable aprendemos dos cosas:
- Construir un robot sencillo
- Incroporarle un sistema de control para que se mueva entre paredes
Para el sistema de control, utiliza una versión simplificada de control PID y se utiliza algo de impresión 3D, y programación de Arduinos. La explicación de sistemas de control aplica a muchos otros robots, no tiene que ser el que se construye acá.
El costo del robot es menor a los $ 35, así que es una buena opción para enseñanza de temas avanzados de robótica, y se podría utilizar como base para robots tipo "micromouse" que resuelven un laberinto.
Gracias al apoyo de CrCibernetica.com quien me facilitó los motores DC y algunos otros componentes.
Paso 1: Materiales
Partes
Lo que se ocupa:
- Un controlador S4A EDU (aunque sirve cualquiera). La ventaja de este controlador es que trae los drivers de motor DC incorporados
- Cable f-f de 3 pinos
- Motores DC pequeños con caja de engranajes. Los motores que utilizo son de 140/270 revoluciones. Estos motores viene con agarradera para montar en chasis como se ve en la foto.
- Sensor analógico de infrarrojo. Yo utilizo estos de Sparkfun
- Un soporte de 4 baterías AA como este.
Herramientas
- Cautín
- Desatornillador, alicate y cortador de cables
- Impresora 3D (para imprimir el chasis y pieza del controlador)
Paso 2: Impresión 3D Del Chasis
Son dos piezas las que hay que imprimir. Yo lo imprimí con resolución baja de 300 micras y plástico PLA. Tal vez tengan que ajustar algo las medidas, o limar un poco el plástico para que todo ajuste bien. Los archivos 3D los pueden descargar de acá junto con todo el código del robot.
Paso 3: Armado
Ensamblado
- Simplemente monte los motores como se observa en la foto.
- Inserte las piezas 3d de soporte de baterías en el chasis
- Lo sensores van en la parte delantera del robot, y se ajustan con gasas de plástico (ver foto)
- Coloque el controlador con tornillos (M3) en la pieza impresa 3D, y el soporte de baterías como se muestra en la foto.
Conexiones
-
El S4A EDU viene listo para conectar las baterías, y para conectar los motores. Note como los cables van conectados. el MR y ML van al revés (nota el cable café y rojo en la foto)
- Los sensores van conectados a los pines A0 (sensor izquierdo), A1 (centro) y A2 (sensor derecho)
Paso 4: ¿Cómo Controlar El Robot?
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Ajuste de Kp y Kd
En el video se ve el robot funcionando. Sin embargo hay que ajustar los valores de Kp y Kd. Hay varias formas de hacerlo, sin embargo, para este caso es mejor de forma manual. Simplemente ajuste primero Kp, y cuando funcione de manera aceptable, comience a aumentar Kp. En principio comenzará a observar que el robot llega más rápido al centro sin oscilaciones.
En el video simplemente lo pongo a moverse por un pasillo. les queda a ustedes armar un laberinto
Retos
- Ajustar Kp y Kd no es sencillo. ¿Existirá una manera mejor de hacerlo?
- Agregarle información de el desempeño en el tiempo (la parte integral)
- Que se mueva por un laberinto
- ¿Qué pasa si le agrego sensores a 45 grados a cada lado? Note como en el diseño del chasis tinene donde colocarlos
- Probablemente algunos otros algoritmos de control
Material Adicional
- PID en Wikipedia
- Otro instructable de control PID bastante bueno (en ingles) de un seguidor de línea