mapa de los componentes en el prototipo

Se trata de una actividad abierta a todas las especialidades de las Ingenierías impartidas en la EPI de Gijón, con el fin de introducirse en el mundo de la electrónica así cómo a  la puesta en práctica de los conocimientos teóricos.

Construiremos, ensamblaremos e implementaremos los algoritmos de control en un robot móvil con ruedas, de tracción diferencial guiado por sensores ópticos y mecánicos, y que a su vez servirá cómo placa entrenadora.

Los talleres se realizarán en el Local de la Rama de estudiantes del IEEE de la Universidad de Oviedo en el Campus de Gijón (ver mapa) y se realizarán los viernes por la tarde (15:00 a 21:00) a lo largo de 6 semanas, empezando el día 9 de noviembre de 2012:

  1. 9 noviembre 2012: Introducción
  2. 16 noviembre 2012: Montaje I
  3. 23 noviembre 2012: Montaje II
  4. 30 noviembre 2012: Programación I
  5. 14 diciembre 2012: Programación II
  6. 21 diciembre 2012: Finalización
  7. Febrero de 2013: Competición

Se proporcionarán todos los componentes y el coste total del robot finalmente fue de 75€. También hay un pack (opcional) de 5€ por los 4 sensores CNY70 que no vienen incluidos en los componentes del robot.

El robot

conector estandar curuxa

Conector, el 1 siempre hacia el PIC.

Consiste en una PCB en la que se pondrán todos los componentes electrónicos a la vez que sirve de chasis para el robot (es decir, los motores y ruedas irán anclados a la misma). Adicionalmente el circuito electrónico tiene 17 entradas/salidas del microcontrolador accesibles para servir de placa entrenadora.

Se seguirán los estándares de Curuxa.org y la placa es 100% compatible con ella (con la ventaja de llevar los módulos más básicos integrados), a continuación se listan los que lleva el robot:

  • Placa principal (MBP40): El microcontrolador con sus entradas/salidas (aunque de las 36 iniciales sólo están disponibles 17).
  • Control de motores (MC2A): Es una versión modificada (el original utiliza un L293B/L293NE y nosotros un L298, pese a que el aspecto externo y las características eléctricas son diferentes ambos tienen el mismo circuito y esquema).
  • LED indicador (LTIND-A): La placa tiene 3 LED indicadores (que se controlan desde el microcontrolador) El cuarto LED sólo indica que existe alimentación, no se puede controlar.
  • Pulsadores (SISW-SPST): Pese a que ambos son idénticos, uno de ellos puede generar interrupciones al pulsarse (por software).
  • Sensor blanco/negro (SIBW-1Y): Inicialmente se montarán los 2 sensores centrales y se dará la opción de instalar los 4 restantes (ya que los 4 extras representan entre el 5 y el 10% del coste del robot). Con 2 sensores se puede hacer un velocista y con los 6 un rastreador.
  • Alimentación de 5V (PWR-DD5): No es exactamente el mismo circuito que hay en la web de curuxa, pero la teoría es idéntica y el componente electrónico es el mismo regulador de tensión, un 7805.
  • Motores y ruedas: Son componentes comerciales de la marca Pololu.
  • Batería: Una LiPo genérica de 2 celdas y 7.4V.

Hay mucha más información sobre el robot en su sección: Robot 2012.

Desarrollo de los talleres

9 noviembre 2012: Introducción

Se repartió la PCB del robot y 3 componentes (2 resistencias y el diodo de la alimentación) con la que se pudo practicar la soldadura de dichos componentes. Y la mayor parte del tiempo fue dedicado a los fundamentos teóricos que atañen al robot desde puntos de vista comerciales (por qué se eligieron los componentes), electrónicos (vimos cómo funciona un microcontrolador y usando la documentación de curuxa.org cómo funciona un LED, un pulsador…) e informáticos (programación en CCS).

16 noviembre 2012: Montaje I

Se reciben todos los componentes electrónicos y se comienza el montaje de los mismos en la PCB.

Material necesario para este día:

  • Estañador y estaño.
  • PCB entregada la semana anterior.

Material recomendable:

  • Caja pequeña para guardar la placa y los componentes que no de tiempo a montar sobre ella.

Pedidos, compras y similares:

  • Pago (TODOS): resto del robot (35€).
  • Entrega (TODOS): componentes (LEDs, resistencias, interruptor, condensadores y diodos).
  • Pago (opcional): pack de 4 CNY70 (opcional) de 5€.
  • Entrega (opcional): Estañador con la peana (35€) al que lo encargase.
  • Entrega (opcional): 4 sensores CNY70.
  • Pedido (opcional): Se puede encargar un polímetro.

Este día aún no es necesario disponer de ordenador, se dedicará al completo para montaje de los componentes en la placa de circuito impreso.

23 noviembre 2012: Montaje II

Se recibe el resto de componentes electrónicos y se finaliza el montaje de los mismos en la PCB.

Material necesario para este día:

  • Estañador y estaño.
  • PCB con los componentes montados hasta el momento.
  • Componentes entregados y que aún no se han montado.

Material recomendable:

  • Caja pequeña para guardar la placa y los componentes que no de tiempo a montar sobre ella.
  • Polímetro (para comprobar si hay una mala conexión en algún punto).

Pedidos, compras y similares:

  • Pago sólo si se tiene atrasado algo de anteriores días.
  • Entrega (TODOS): componentes restantes (L298, 7805, botones y conectores).

Este es el último día dedicado en exclusiva al montaje, por lo que el ordenador es opcional. Si crees que terminarás pronto: llevar el ordenador para ir instalando los programas que se usarán la semana siguiente.

30 noviembre 2012: Programación I

Se estañarán los pines restantes que no estaban en stock la semana pasada y se comenzará la programación. Lo principal de este día es conocer el entorno de programación y ver las nociones básicas de C para microcontroladores. Para la instalación del MPLab y del CCS se ha creado una nueva página en la web, se recomienda encarecidamente que se lea antes de ponerse a programar el robot.

Material necesario para este día:

  • Estañador y estaño.
  • PCB con los componentes montados hasta el momento.
  • Ordenador portátil.
  • PicKit2 ó 3 (si se dispone de él).

Material recomendable:

  • Caja pequeña para guardar la placa y los componentes que no de tiempo a montar sobre ella.
  • Polímetro (para comprobar si hay una mala conexión en algún punto).

Pedidos, compras y similares:

  • Pedidos: Los motores están enviados (y según el rastreador del paquete ya se encuentra por España). Las baterías ya están encargadas pero aún las han enviado, se desconoce la fecha de recepción de los mismos.

En este momento la PCB debería estar terminada y empezar a programar el robot, si se llevase el trabajo retrasado recomendamos que se realice en casa o nos consulte si es posible que algún día de la semana podamos abrir el local para finalizarlo.

14 diciembre 2012: Programación II

Se hará el cable de conexión de los motores y se harán pruebas de programación: Lo principal de este día es programar y probar los ejemplos de programación de la web. También será el momento de hacer pruebas con los motores.
Se ha actualizado la página del robot para utilizar unas nuevas cabeceras para controlar los motores con PWM y se ha creado una nueva página de documentación explicando cómo programar en C para microcontroladores. Por último, se añadió a la página del MPLAB cómo crear un proyecto de MPLAB 8.

Material necesario para este día:

  • Estañador y estaño.
  • PCB con los componentes montados hasta el momento.
  • Ordenador portátil.
  • PicKit2 ó 3 (si se dispone de él).

Material recomendable:

  • Caja pequeña para guardar la placa.
  • Polímetro (para comprobar si hay una mala conexión en algún punto).

Pedidos, compras y similares:

  • Entrega (TODOS): motores con sus enganches, ruedas de los motores y la rueda loca delantera.
  • Pago (TODOS): gastos de la Aduana española (9.5€).
  • Pedidos: Las baterías están en tránsito desde el día 30 de noviembre, no disponemos de número de seguimiento y no se sabe cuándo llegarán.

En este momento el robot tendría que estar finalizado en la parte física. Al final del día lo único que debería faltar es la programación del mismo. Al no disponer de las baterías, lamentablemente no se pueden hacer las pruebas con los motores en casa.

21 diciembre 2012: Finalización

Se pondrán las 3 tiras de pines que aún no habían llegado y se hará un algoritmo para seguir una línea utilizando los 4 sensores centrales del robot usando el PWM.

Material necesario para este día:

  • Robot con los motores montados.
  • Ordenador portátil.
  • PicKit2 ó 3 (si se dispone de él).

Material recomendable:

  • Caja donde guardar el robot para no romper las ruedas durante el traslado.
  • Polímetro (para comprobar si hay una mala conexión en algún punto).

Pedidos, compras y similares:

  • Entrega (TODOS): tiras de pines que faltaban.
  • Pedidos: Sin información de las baterías, se ha contactado con el vendedor con idea de conocer el estado del pedido.

Febrero de 2013: Competición

Se pegará el velcro a la batería y al PIC para que no se caiga y se afinará el algoritmo para seguir una línea utilizando los 4 sensores centrales del robot y el PWM.

Material necesario para este día:

  • Robot con los motores montados.
  • Ordenador portátil.
  • PicKit2 ó 3 (si se dispone de él).

Material recomendable:

  • Caja donde guardar el robot para no romper las ruedas durante el traslado.
  • Polímetro (para comprobar si hay una mala conexión en algún punto).

Pedidos, compras y similares:

  • Entrega (TODOS): baterías y velcro para fijar al robot. Nota: En cuanto lleguen las baterías podremos entregarlas, no tiene que esperarse hasta febrero.

Enlaces relacionados

A lo largo del desarrollo de estos talleres se ha ido creado una documentación, este es el esquema:

Galería de fotos

Actualizaciones

(Última: 26/12/2012)

Esta página la iremos actualizando puntualmente para añadir la información relevante y tenerla toda en el mismo lugar.

Por ejemplo el desarrollo de cada uno de los días, enlaces útiles que iremos necesitando y los programas en C que se necesiten para hacer las pruebas.