Vagones de metro

Metrino es un sistema autónomo de transporte de pasajeros implementado en Arduino que consiste en un módulo que circula por un carril señalizado y un sistema de detección de dicho módulo ubicado a la entrada y la salida de cada parada del recorrido.

 

Nuestro sistema se basa en un vehículo siguelíneas autónomo realizado con LEDs y LDRs, que cuenta con apertura automática de puertas con la ayuda de un servomotor y un segundo módulo de control y seguimiento de paradas que se basa dos pares detector-emisor de infrarrojos, colocados a la salida y entrada de la estación y un panel LCD en el que se visualiza la información del estado del vehículo: cuándo entra, cuándo está en la parada (pasado un tiempo preestablecido) y cuándo sale (ofreciendo información sobre el tiempo de llegada para el siguiente tren como posible futura mejora). Nuestro vehículo es capaz de detectar paradas señalizadas en el suelo mediante una línea perpendicular al recorrido, detenerse, abrir las puertas y tras cerrarlas, reanudar su marcha por el circuito.

 

Para el proyecto hemos utilizado los siguientes componentes:

 

	Cantidad	Precio unitario	Total
Arduino UNO	1 + 1 cedido	10,00€	10,00€
LCD 16×2	1	3,91€	3,91€
LEDs color (R,G,W)	8	Cedido	—
LEDs IR	2	0,16€	0,32€
Receptores IR	4	0,26€	1,04€
LDRs	3	Cedido	—
Resistencias	~20	Cedido	—
Diodo IN4007	2	0,08€	0,16€
Transistor 2N2222A	2	0,74€	1,49€
Servomotor	1	Cedido	—
Chasis + Motores	1	15,24€	15,24€
Interruptor	1	0,65€	0,65€
Protoboards varias	7	—	7,42€
Pack cables Macho-Hembra	40	2,56€	2,56€
Pack cables Macho-Macho	40	2,56€	2,56€
Tabla de Contrachapado 3mm	1	5,00€	5,00€
TOTAL			50,35€

 

Contamos con un presupuesto razonable para la fabricación del proyecto, siendo lo mas caro los componentes motores del vehículo.

 

Contamos con dos módulos independientes conectados cada uno a una placa Arduino distinta. A continuación especificamos el diseño del sistema de detección del vehículo mediante IR:

 

 

 

 

 

El otro módulo es el que corresponde al vehículo motriz, realizado mediante el siguiente esquema eléctrico:

 

 

Este sistema cuenta con dos LEDs blancos de alumbrado, uno para la detección de paradas, leída mediante un único LDR, y los otros dos para seguir la línea negra del suelo, tanto por la izquierda como por la derecha.

Módulo Parada:

   #include <IRremote.h>
   #include <LiquidCrystal.h>

   #define PIN_DETECT_IN 7# define PIN_STATUS_IN 10# define PIN_DETECT_OUT 8# define PIN_STATUS_OUT 9

LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);

IRsend irsend;
void setup() {
   delay(1000);
   lcd.begin(16, 2);
   lcd.print(“METRINO”);
   lcd.setCursor(0, 1);
   lcd.print(“Sistema iniciado”);
   pinMode(PIN_DETECT_IN, INPUT);
   pinMode(PIN_STATUS_IN, OUTPUT);
   pinMode(PIN_DETECT_OUT, INPUT);
   pinMode(PIN_STATUS_OUT, OUTPUT);
   irsend.enableIROut(38);
   irsend.mark(0);
}

void loop() {
   if (!digitalRead(PIN_DETECT_IN)) {
      digitalWrite(PIN_STATUS_IN, HIGH);
      lcd.clear();
      lcd.print(“TREN ENTRANDO”);
      delay(3000);
      lcd.setCursor(0, 0);
      lcd.print(“TREN EN ESTACION”);
      lcd.setCursor(0, 1);
      lcd.print(“Estacion 1”);
      digitalWrite(PIN_STATUS_IN, LOW);
      delay(2000);
   }

   if (!digitalRead(PIN_DETECT_OUT)) {
      digitalWrite(PIN_STATUS_OUT, HIGH);
      lcd.clear();
      lcd.print(“TREN FUERA EST.”);
      delay(3000);
      lcd.setCursor(0, 1);
      lcd.print(“Proximo: 01 min.”); //Estimación
      digitalWrite(PIN_STATUS_OUT, LOW);
      delay(2000);
   }
}

Módulo Vehículo: 

#include <Servo.h>

#define pinMotorLeft 1
# define pinMotorRight 2
# define pinLEDverde 3
# define pinLEDrojo 11
# define pinServo 13

//analogicos
int pinLDRizdo = 0;
int pinLDRdcho = 1;
int pinParada = 2;

//variables
int valorLDRL = 0;
int valorLDRR = 0;
int parada = 0;

Servo servoMotor;

void setup() {

   pinMode(pinMotorLeft, OUTPUT);
   pinMode(pinMotorRight, OUTPUT);
   pinMode(pinLEDrojo, OUTPUT); //LED PUERTA
   pinMode(pinLEDverde, OUTPUT); //LED PUERTA
   servoMotor.attach(pinServo);

}

void loop() {

   servoMotor.write(15); //cierro puerta
   valorLDRL = analogRead(pinLDRizdo); //guardo lectura de LDR en
   valorLDRR = analogRead(pinLDRdcho); //guardo lectura de LDR en
   parada = analogRead(pinParada); //guardo lectura de ldr parada

   if (parada > 20) { //si el funcionamiento es normal
      //coloco los led en modo circulación
      digitalWrite(pinLEDrojo, HIGH);
      digitalWrite(pinLEDverde, LOW);
      
      if ((valorLDRL > 3) && (valorLDRR <= 3)) {
         digitalWrite(pinMotorRight, LOW);
         digitalWrite(pinMotorLeft, HIGH);
      } else if ((valorLDRR > 3) && (valorLDRL <= 3)) {
         digitalWrite(pinMotorLeft, LOW);
         digitalWrite(pinMotorRight, HIGH);
      } else if ((valorLDRR > 3) && (valorLDRL > 3)) {
         digitalWrite(pinMotorLeft, LOW);
         digitalWrite(pinMotorRight, LOW);
      } else {
         digitalWrite(pinMotorRight, HIGH);
         digitalWrite(pinMotorLeft, HIGH);
      }
   } else {
      digitalWrite(pinMotorRight, LOW);
      digitalWrite(pinMotorLeft, LOW);
      servoMotor.write(80); //abro puerta
      digitalWrite(pinLEDrojo, LOW);
      digitalWrite(pinLEDverde, HIGH);
      delay(5000);
      servoMotor.write(15); //cierro puerta
      digitalWrite(pinLEDrojo, HIGH);
      digitalWrite(pinLEDverde, LOW);
      digitalWrite(pinMotorRight, HIGH);
      digitalWrite(pinMotorLeft, HIGH);
      delay(500);
   }

}

 

El proyecto ha ido evolucionando modularmente, es decir, mediante el desarrollo de funcionalidades básicas que se han ido aumentando paulatinamente hasta llegar al resultado final, pudiéndose aumentar el proyecto final en mayor medida.

 

Primero nos encargamos tanto de que el vehículo fuese capaz de seguir líneas como de que los pares infrarrojos de las paradas detectasen cortes. Una vez conseguido este objetivo pasamos a detectar las paradas en el vehículo mediante un sistema similar al que usamos para seguir líneas: la detección de una línea perpendicular negra.