{"id":108,"date":"2017-04-27T07:33:00","date_gmt":"2017-04-27T07:33:00","guid":{"rendered":"https:\/\/blogs.etsii.urjc.es\/dseytr\/?p=108"},"modified":"2020-11-15T10:49:54","modified_gmt":"2020-11-15T10:49:54","slug":"colorduino","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blogs.etsii.urjc.es\/dseytr\/colorduino\/","title":{"rendered":"Colorduino"},"content":{"rendered":"

Grupo 3 – Campus Madrid<\/span>
\n
<\/span>
\nJos\u00e9 Manuel Loeches Ruiz<\/span>
\nIn\u00e9s de Blas Ruiz<\/span>
\nAlejandro S\u00e1nchez Torrico<\/span>
\n
<\/span><\/p>\n

\n<\/span><\/a><\/div>\n
\n
<\/span><\/div>\n
\n\u00cdndice<\/b><\/span><\/div>\n
\n1. Introducci\u00f3n.<\/span><\/div>\n
\n2.Componentes utilizados.<\/span><\/div>\n
\n3. Presupuesto.<\/span><\/div>\n
\n4. Funcionamiento.<\/span><\/div>\n
\n5. Problemas encontrados.<\/span><\/div>\n
\n6. Mejoras.<\/span><\/div>\n
\n7. V\u00eddeo, presentaci\u00f3n y c\u00f3digo.<\/span><\/div>\n
\n
<\/span><\/div>\n
\n1. Introducci\u00f3n<\/b><\/span><\/div>\n
\n
<\/b><\/span><\/div>\n
\nNuestro proyecto, Colorduino, se caracteriza por ser capaz
\nde detectar y clasificar colores (en nuestro caso, funciona con peque\u00f1as
\npelotas de goma de colores rosa, verde y azul). La estructura ha sido fabricada
\ncon madera a mano, y est\u00e1 controlada por una aplicaci\u00f3n m\u00f3vil, que explicaremos
\nm\u00e1s adelante, que sirve para iniciar el proceso de clasificaci\u00f3n, y tambi\u00e9n
\ncomo interfaz, pues muestra el color detectado y la cantidad de elementos
\ndetectados, as\u00ed como un contador con las pelotas de cada color detectadas. <\/span><\/div>\n
\n
<\/span><\/div>\n
\n<\/span><\/a><\/div>\n
\n
<\/span><\/div>\n
\nEn el piso de arriba de la estructura hay una plataforma
\ncuadrada de madera, con un hueco para introducir una pelota, que rota entre
\ntres posiciones. Una vez se coloca una bola (posici\u00f3n 1), Colorduino detecta su
\ncolor (posici\u00f3n 2) y, dependiendo del resultado, mueve el tobog\u00e1n de la
\nestructura en direcci\u00f3n al recipiente correspondiente al color detectado, y la
\npelota vuelve a moverse en el piso de arriba para caer por el tobog\u00e1n (posici\u00f3n
\n3). La aplicaci\u00f3n Android registra el resultado, y vuelve a solicitar la
\ncolocaci\u00f3n de una pelota para volver a iniciar y repetir el proceso.<\/span><\/div>\n
\n
<\/span><\/div>\n
\nA continuaci\u00f3n, explicaremos los componentes que hemos
\nutilizado y el dinero que hemos invertido en cada uno de ellos, as\u00ed como una
\ndescripci\u00f3n de los problemas que hemos tenido y las soluciones que hemos
\naportado. Por \u00faltimo, hablaremos brevemente de las formas en las que nuestro
\nproyecto podr\u00eda ser mejorado.<\/span><\/div>\n
\n
<\/span><\/div>\n
\n2. Componentes utilizados<\/b><\/span><\/div>\n
\n
<\/b><\/span><\/div>\n
\nHemos utilizado 2 motores servo, uno para mover el tobog\u00e1n y
\notro para el desplazamiento de las bolas, el desplazamiento de estos en funci\u00f3n
\ndel PWM, es decir en funci\u00f3n de la anchura del pulso gira hacia un sentido u
\notro.<\/span><\/div>\n
\n
<\/span><\/div>\n
\n<\/span><\/a><\/div>\n
\n
<\/span><\/div>\n
\nPara que el movimiento del servo sea suave, hemos utilizado
\nun bucle for, el cual va moviendo el servo poco a poco con unos delays cortos,
\ncomo se puede ver la imagen presentada a continuaci\u00f3n:<\/span><\/div>\n
\n
<\/span><\/div>\n
\n<\/span><\/a><\/div>\n
\n
<\/span><\/div>\n
\nEn cuanto al sensor de color, la conexi\u00f3n con el Arduino es
\nla siguiente:<\/span><\/div>\n
\n
<\/span><\/div>\n
\n
<\/span><\/div>\n
\n
<\/span><\/div>\n
\n
<\/span><\/div>\n
\n<\/span><\/a><\/div>\n

<\/span><\/span>
<\/span><\/p>\n

\nEl funcionamiento de este componente es algo complejo, est\u00e1
\nformado por un array de 4 grupos de fotodiodos, 3 de ellos con filtro (colores
\nrojo, verde y azul) y uno sin filtro. El reconocimiento del color consiste en
\ntransformar la luz en frecuencia y es programable utilizando las 4 entradas de
\nconfiguraci\u00f3n (desde s0 a s3):<\/span><\/div>\n
\n
<\/span><\/div>\n
\n<\/span><\/a><\/div>\n
\n
<\/span><\/div>\n
\nHemos puesto a s0 el valor 0 y a s1 el valor el 1 para que
\nla escala de la frecuencia sea del 20%.<\/span><\/div>\n
\n
<\/span><\/div>\n
\n<\/span><\/a><\/div>\n


<\/span><\/p>\n

\n<\/p>\n

<\/span><\/p>\n


\n<\/span>Posteriormente vamos cambiando los valores de s2 y s3 para la lectura
\nde los distintos colores<\/span><\/div>\n

\n
<\/span><\/div>\n
\n<\/span><\/a><\/div>\n


<\/span><\/p>\n

\n<\/span><\/a><\/div>\n


<\/span><\/p>\n

\n<\/span><\/a><\/div>\n


<\/span><\/p>\n

\nEn la figura anterior vemos la funci\u00f3n implementada para la
\ndetecci\u00f3n de colores.<\/span><\/div>\n
\n
<\/span><\/div>\n
\n<\/span><\/a><\/div>\n
\n
<\/span><\/div>\n
\nEste es el esquema de alimentaci\u00f3n utilizado en el proyecto,
\nque consta de una pila de 9v para alimentar el Arduino y un porta pilas que
\nproporciona 6 voltios para alimentar los servos y un interruptor para poder
\nencender y apagar los servos.<\/span>
\n
<\/span><\/p>\n

\nM\u00f3dulo
\nBluetooth: Esquema de conexi\u00f3n<\/u><\/span><\/h2>\n
\nLa
\nsiguiente imagen muestra el esquema de conexi\u00f3n del Arduino con el m\u00f3dulo
\nBluetooth. Se observa que el m\u00f3dulo Bluetooth transmite los datos por el TXD y
\nel Arduino recoge estos datos utilizando el pin 10, mientras que el Arduino
\nemplea el pin 11 para transmitir los datos y el m\u00f3dulo Bluetooth los recoge con
\nRXD.<\/span><\/span><\/div>\n
\n
<\/span><\/span><\/div>\n
\n
<\/span><\/span><\/div>\n
\n<\/span><\/a><\/div>\n
\n
<\/span><\/span><\/div>\n<\/div>\n
\n
<\/span><\/div>\n
\n3. Presupuesto<\/b><\/span><\/div>\n
\n
<\/b><\/span><\/div>\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
\n
\nCantidad<\/span><\/b><\/div>\n<\/td>\n
\n
\ncomponente<\/span><\/b><\/div>\n<\/td>\n
\n
\ngasto total<\/span><\/b><\/div>\n<\/td>\n<\/tr>\n
\n
\n1x<\/span><\/div>\n<\/td>\n
\n
\nPortapilas Aerzetix<\/span><\/div>\n<\/td>\n
\n
\n3.99<\/span><\/div>\n<\/td>\n<\/tr>\n
\n
\n1x<\/span><\/div>\n<\/td>\n
\n
\nportapilas 9V
\n conexi\u00f3n Arduino<\/span><\/div>\n<\/td>\n
\n
\n4.99<\/span><\/div>\n<\/td>\n<\/tr>\n
\n
\n1x<\/span><\/div>\n<\/td>\n
\n
\nCables Arduino <\/span><\/div>\n<\/td>\n
\n
\n7.99<\/span><\/div>\n<\/td>\n<\/tr>\n
\n
\n2x<\/span><\/div>\n<\/td>\n
\n
\nServor Tama\u00f1o
\n standard <\/span><\/div>\n<\/td>\n
\n
\n24<\/span><\/div>\n<\/td>\n<\/tr>\n
\n
\n1x<\/span><\/div>\n<\/td>\n
\n
\nHC-05 Wireless
\n Bluetooth   <\/span><\/div>\n<\/td>\n
\n
\n8.07<\/span><\/div>\n<\/td>\n<\/tr>\n
\n
\n1x<\/span><\/div>\n<\/td>\n
\n
\nSerreta y pelos para
\n madera<\/span><\/div>\n<\/td>\n
\n
\n10<\/span><\/div>\n<\/td>\n<\/tr>\n
\n
\n1x<\/span><\/div>\n<\/td>\n
\n
\nMadera<\/span><\/div>\n<\/td>\n
\n
\n2<\/span><\/div>\n<\/td>\n<\/tr>\n
\n
\n1x<\/span><\/div>\n<\/td>\n
\n
\nPilas AA<\/span><\/div>\n<\/td>\n
\n
\n2.5<\/span><\/div>\n<\/td>\n<\/tr>\n
\n
\n1x<\/span><\/div>\n<\/td>\n
\n
\npila 9v<\/span><\/div>\n<\/td>\n
\n
\n3.8<\/span><\/div>\n<\/td>\n<\/tr>\n
\n
\n1x<\/span><\/div>\n<\/td>\n
\n
\nlijas<\/span><\/div>\n<\/td>\n
\n
\n2<\/span><\/div>\n<\/td>\n<\/tr>\n
<\/td>\n<\/td>\n<\/td>\n<\/tr>\n
<\/td>\n<\/td>\n<\/td>\n<\/tr>\n
\n
\ntotal <\/span><\/div>\n<\/td>\n
<\/td>\n<\/td>\n<\/tr>\n
<\/td>\n<\/td>\n\n
\n69.34<\/span><\/div>\n<\/td>\n<\/tr>\n
<\/td>\n<\/td>\n<\/td>\n<\/tr>\n
<\/td>\n<\/td>\n<\/td>\n<\/tr>\n
\n
\nMaterial comprado pero finalmente no forma parte de
\n la soluci\u00f3n final por sustituci\u00f3n de otros modelos como mejora al proyecto<\/span><\/div>\n<\/td>\n<\/tr>\n
\n
\nCantidad<\/span><\/div>\n<\/td>\n
\n
\ncomponente<\/span><\/div>\n<\/td>\n
\n
\ngasto<\/span><\/div>\n<\/td>\n<\/tr>\n
\n
\n2x<\/span><\/div>\n<\/td>\n
\n
\nMicro Digital Servo<\/span><\/div>\n<\/td>\n
\n
\n16<\/span><\/div>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n


<\/span><\/p>\n

\n
<\/span><\/div>\n
\n
<\/b><\/span><\/div>\n
\n
<\/b><\/span><\/div>\n
\n
<\/b><\/span><\/div>\n
\n
<\/b><\/span><\/div>\n
\n
<\/b><\/span><\/div>\n
\n
<\/b><\/span><\/div>\n
\n
<\/b><\/span><\/div>\n
\n
<\/b><\/span><\/div>\n
\n
<\/b><\/span><\/div>\n
\n
<\/b><\/span><\/div>\n
\n
<\/b><\/span><\/div>\n
\n
<\/b><\/span><\/div>\n
\n
<\/b><\/span><\/div>\n
\n
<\/b><\/span><\/div>\n
\n
<\/b><\/span><\/div>\n
\n
<\/b><\/span><\/p>\n

\n4. Funcionamiento<\/span><\/span><\/h1>\n
\nUna
\nvez encendido el interruptor, los motores hacen un giro simulando que cogen una
\nbola y se colocan en la posici\u00f3n inicial. Despu\u00e9s procedemos a utilizar la
\naplicaci\u00f3n del m\u00f3vil, que necesita que previamente est\u00e9n vinculados el m\u00f3vil y
\nel m\u00f3dulo Bluetooth. A trav\u00e9s de la aplicaci\u00f3n se conectar\u00eda el m\u00f3vil al m\u00f3dulo
\nBluetooth.<\/span><\/span><\/div>\n
\n
<\/span><\/span><\/div>\n
\nA
\ncontinuaci\u00f3n, se introduce una bola en el agujero y se pulsa Start, para que
\nlos motores comiencen el movimiento de rotaci\u00f3n y trasladen la bola hasta el
\nsensor, y finalmente hasta el tobog\u00e1n, por el que se deslizar\u00e1 cayendo en el
\nvaso adecuado, en funci\u00f3n del color de la bola.<\/span><\/span><\/div>\n
\n
<\/span><\/span><\/div>\n

<\/p>\n

<\/span><\/p>\n

\nCuando
\nse detecte el color de la bola se informar\u00e1 a la aplicaci\u00f3n del color
\ndetectado, que actualizar\u00e1 los contadores de bolas correspondientes y mostrar\u00e1
\nuna secci\u00f3n de la pantalla con el color de la bola. Introducir\u00edamos la
\nsiguiente bola y ser\u00eda necesario volver a pulsar Start para que la bola se
\ntraslade hasta el tobog\u00e1n.<\/span><\/span><\/div>\n
\n
<\/span><\/span><\/div>\n
\n<\/span><\/a><\/div>\n
\n
<\/span><\/span><\/div>\n
\n
<\/span><\/span><\/div>\n
\n
<\/span><\/span><\/div>\n<\/div>\n
\n5. Problemas encontrados<\/b><\/span><\/div>\n
\n
<\/b><\/span><\/div>\n
\nDurante la realizaci\u00f3n del proyecto, nos hemos encontrado
\ncon una serie de problemas que listamos a continuaci\u00f3n, as\u00ed como las soluciones
\na esos problemas:<\/span><\/div>\n
\n\u00b7        
\n<\/span><\/span>Sensor de
\ncolores:<\/b> iluminaci\u00f3n:<\/b> cuando
\ncomenzamos a probar nuestro sensor de colores, al registrar las salidas de los
\nvalores RGB en el Monitor Serie de Arduino, nos dimos cuenta de c\u00f3mo variaban
\nestos valores dependiendo del lugar en el que estuvi\u00e9ramos trabajando,
\nprincipalmente por la iluminaci\u00f3n de cada lugar. Para solucionarlo, recubrimos
\nel sensor con un poco de cartulina negra, para evitar en medida de lo posible
\nel problema de los valores RGB cambiantes, protegiendo las luces del sensor. De
\nesta forma, el impacto de las distintas iluminaciones de los ambientes en los
\nque trabajamos se vio bastante reducido.<\/span><\/div>\n
\n\u00b7        
\n<\/span><\/span>Sensor de
\ncolores: colocaci\u00f3n: <\/b>para que el sensor de colores registre bien el color
\ndel objeto a detectar, dicho objeto debe recubrir las cuatro luces del sensor,
\nde forma que reciba la informaci\u00f3n correcta. Por lo tanto, debimos buscar
\nobjetos del tama\u00f1o adecuado para utilizar en el proyecto (las pelotas de
\ncolores en nuestro caso, de aproximadamente 4 cm de di\u00e1metro); y tambi\u00e9n buscar
\nuna ubicaci\u00f3n adecuada del sensor en el dise\u00f1o final.<\/span><\/div>\n
\n\u00b7        
\n<\/span><\/span>Motores
\nservo: rotaci\u00f3n: <\/b>al principio de nuestro proyecto, cuando empezamos a
\nintentar comprender el funcionamiento de los motores servo, no entend\u00edamos bien
\nel criterio del propio motor a la hora de elegir una posici\u00f3n inicial. Tambi\u00e9n
\ntuvimos problemas al adaptar esta circunstancia con las rotaciones exactas
\nnecesarias para el correcto funcionamiento del proyecto final. A base de
\ntrabajar con los motores  y realizar
\nvarias pruebas acabamos consiguiendo el resultado esperado.<\/span><\/div>\n
\n\u00b7        
\n<\/span><\/span>Motores
\nservo: peso:<\/b> para realizar los desplazamientos precisos (mover la bola en
\nel piso de arriba y el tobog\u00e1n), en principio, utilizamos motores micro-servo.
\nSin embargo, al empezar a unir toda la estructura, tuvimos problemas, ya que
\nlas estructuras de madera, e incluso el peso de las bolas de colores, eran
\ndemasiado para esos servos, que se resent\u00edan poco a poco y acababan por
\nromperse. Finalmente, optamos por utilizar unos servos m\u00e1s grandes, a los que
\npod\u00edamos adem\u00e1s atornillar las estructuras de madera, que s\u00ed nos ofrecieron los
\nresultados esperados.<\/span><\/div>\n
\n\u00b7        
\n<\/span><\/span>Montaje:<\/b>
\nel montaje del proyecto tambi\u00e9n result\u00f3 problem\u00e1tico, ya que construimos la
\nestructura desde cero. El principal problema fue que algunas de las ideas que
\nten\u00edamos inicialmente tuvieron que ser cambiadas sobre la marcha, debido a
\nproblemas que sobre el papel no exist\u00edan, pero de los que nos dimos cuenta una
\nvez comenzamos con el montaje. Por lo tanto, tuvimos que desmontar partes de la
\nestructura, modificar algunos dise\u00f1os y construir otros nuevos que se adaptaran
\na lo que ten\u00edamos en mente.<\/span><\/div>\n
\n<\/div>\n
\n
\n\u00b7        
\n<\/span><\/span>Bluetooth: <\/b>el m\u00f3dulo Bluetooth y el Arduino
\nestablecen una comunicaci\u00f3n serie, al igual que el Arduino y el ordenador a
\ntrav\u00e9s del puerto USB y los pines 0 (RX) y 1 (TX) del Arduino. Para poder hacer
\nun mejor desarrollo de la pr\u00e1ctica se decidi\u00f3 poder depurar el c\u00f3digo
\nutilizando el ordenador, por ello, necesit\u00e1bamos mantener las dos
\ncomunicaciones: Arduino y el ordenador para depurar y la comunicaci\u00f3n entre el
\nArduino y el m\u00f3dulo Bluetooth. <\/span>La soluci\u00f3n al problema descrito anteriormente se realiz\u00f3 empleando una librer\u00eda llamada <\/span>SoftwareSerial, <\/i>que permite establecer una comunicaci\u00f3n serie con otros pines digitales del Arduino. Se opt\u00f3 por utilizar el pin 10 para que recibiese el Arduino los datos (RX), en lugar del pin 0 que ten\u00edamos en un principio, y el pin 11 para que el Arduino los enviase (TX), en lugar del pin 1. <\/span>Otro problema con el Bluetooth ha sido la recogida de la informaci\u00f3n enviada por el Arduino, \u00fanicamente comprobaba si se cumpl\u00eda la primera condici\u00f3n y no el resto. La soluci\u00f3n al problema fue sencilla, recoger la informaci\u00f3n que recibe la aplicaci\u00f3n en una variable y hacer las comparaciones usando esa variable.<\/span><\/span><\/div>\n
\n
<\/span><\/div>\n<\/div>\n
\n6. Mejoras<\/span><\/b>
\n
<\/span><\/b><\/p>\n
\nUna
\nposible mejora ser\u00eda la incorporaci\u00f3n de un tubo en el que est\u00e9n almacenadas
\nlas bolas. Aunque inicialmente se contempl\u00f3 esta idea, no se llev\u00f3 a cabo por
\nla inestabilidad de la estructura y el peso de las bolas, que en un principio
\nser\u00edan m\u00e1s peque\u00f1as y pesar\u00edan menos, pero debido a que el sensor era
\ndefectuoso tuvimos que aumentar su tama\u00f1o. Sin embargo, consideramos que
\nreforzando la estructura se podr\u00eda conseguir esa estabilidad que a d\u00eda de hoy
\ncarece y podr\u00edamos implementar esta mejora.<\/span><\/span><\/div>\n
\nLa
\naplicaci\u00f3n ser\u00eda tambi\u00e9n otro aspecto susceptible a ser mejorado. En funci\u00f3n de
\nla utilidad del producto, la aplicaci\u00f3n puede ser adaptada para satisfacer
\nmejor las necesidades de los usuarios y hacer la interfaz m\u00e1s amistosa y
\nusable. Por ejemplo, si el producto es un juguete para ni\u00f1os destinado al aprendizaje
\nde los colores y las matem\u00e1ticas, se introducir\u00edan m\u00e1s colores y animaciones
\npara captar su atenci\u00f3n. Por otro lado, si el producto est\u00e1 destinado al
\ninventario, si utilizar\u00eda un estilo m\u00e1s minimalista y podr\u00eda proporcionar m\u00e1s
\ninformaci\u00f3n como por ejemplo un historial de pasados inventarios.<\/span><\/span><\/div>\n
\nInicialmente
\nse pens\u00f3 incluir m\u00e1s colores, pero se desech\u00f3 esta idea por la limitada
\nrotaci\u00f3n del servo. Por lo tanto, ampliando esta rotaci\u00f3n se podr\u00eda
\nmaterializar esta mejora.<\/span><\/span><\/div>\n
\nPara
\nproporcionar m\u00e1s dinamismo podr\u00edamos aumentar la velocidad reduciendo los
\nretardos.<\/span><\/span><\/div>\n
\n<\/div>\n
\nAl
\nproblema de la iluminaci\u00f3n le dimos una soluci\u00f3n a\u00f1adiendo un trozo de
\ncartulina negra al sensor. La mayor\u00eda de las ocasiones detecta correctamente
\nlos colores, pero hay veces que falla. Deber\u00edamos incluir alg\u00fan mecanismo, como
\nincorporar unos focos o cerrar la estructura, para que la intensidad de la luz
\nsea siempre la misma.<\/span><\/span><\/div>\n<\/div>\n
\n
<\/span><\/b><\/div>\n
\n7. V\u00eddeo, presentaci\u00f3n y c\u00f3digo<\/span><\/b>
\n
<\/span><\/b><\/div>\n
\nV\u00eddeo del proyecto<\/span><\/a>
\n
<\/span>
\nPresentaci\u00f3n<\/a><\/span>
\n
<\/span>
\nC\u00f3digo del proyecto<\/span><\/a>
\n
<\/span>
\nAplicaci\u00f3n Android<\/a><\/span><\/div>\n
\n
<\/b><\/div>\n
\n<\/div>\n
\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Grupo 3 – Campus Madrid Jos\u00e9 Manuel Loeches Ruiz In\u00e9s de Blas Ruiz Alejandro S\u00e1nchez Torrico \u00cdndice 1. Introducci\u00f3n. 2.Componentes utilizados. 3. Presupuesto. 4. Funcionamiento. 5. Problemas encontrados. 6. Mejoras. 7. 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