{"id":118,"date":"2017-04-26T08:55:00","date_gmt":"2017-04-26T08:55:00","guid":{"rendered":"https:\/\/blogs.etsii.urjc.es\/dseytr\/?p=118"},"modified":"2019-05-04T17:52:04","modified_gmt":"2019-05-04T17:52:04","slug":"vagones-metro","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blogs.etsii.urjc.es\/dseytr\/vagones-metro\/","title":{"rendered":"Vagones de metro"},"content":{"rendered":"

Introducci\u00f3n y funcionamiento<\/h2>\n
Metrino es un sistema aut\u00f3nomo de transporte de pasajeros implementado en Arduino que consiste en un m\u00f3dulo que circula por un carril se\u00f1alizado y un sistema de detecci\u00f3n de dicho m\u00f3dulo ubicado a la entrada y la salida de cada parada del recorrido.<\/div>\n
\u00a0<\/div>\n
Nuestro sistema se basa en un veh\u00edculo siguel\u00edneas aut\u00f3nomo realizado con LEDs y LDRs, que cuenta con apertura autom\u00e1tica de puertas con la ayuda de un servomotor y un segundo m\u00f3dulo de control y seguimiento de paradas que se basa dos pares detector-emisor de infrarrojos, colocados a la salida y entrada de la estaci\u00f3n y un panel LCD en el que se visualiza la informaci\u00f3n del estado del veh\u00edculo: cu\u00e1ndo entra, cu\u00e1ndo est\u00e1 en la parada (pasado un tiempo preestablecido) y cu\u00e1ndo sale (ofreciendo informaci\u00f3n sobre el tiempo de llegada para el siguiente tren como posible futura mejora). Nuestro veh\u00edculo es capaz de detectar paradas se\u00f1alizadas en el suelo mediante una l\u00ednea perpendicular al recorrido, detenerse, abrir las puertas y tras cerrarlas, reanudar su marcha por el circuito.<\/div>\n
\u00a0<\/div>\n

1. Materiales y costes del proyecto<\/h2>\n
Para el proyecto hemos utilizado los siguientes componentes:<\/div>\n
\u00a0<\/div>\n
\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
\u00a0<\/td>\n\n
Cantidad<\/div>\n<\/td>\n
\n
Precio unitario<\/div>\n<\/td>\n
\n
Total<\/div>\n<\/td>\n<\/tr>\n
\n
Arduino UNO<\/div>\n<\/td>\n
\n
1 + 1 cedido<\/div>\n<\/td>\n
\n
10,00\u20ac<\/div>\n<\/td>\n
\n
10,00\u20ac<\/div>\n<\/td>\n<\/tr>\n
\n
LCD 16×2<\/div>\n<\/td>\n
\n
1<\/div>\n<\/td>\n
\n
3,91\u20ac<\/div>\n<\/td>\n
\n
3,91\u20ac<\/div>\n<\/td>\n<\/tr>\n
\n
LEDs color (R,G,W)<\/div>\n<\/td>\n
\n
8<\/div>\n<\/td>\n
\n
Cedido<\/div>\n<\/td>\n
\n
—<\/div>\n<\/td>\n<\/tr>\n
\n
LEDs IR<\/div>\n<\/td>\n
\n
2<\/div>\n<\/td>\n
\n
0,16\u20ac<\/div>\n<\/td>\n
\n
0,32\u20ac<\/div>\n<\/td>\n<\/tr>\n
\n
Receptores IR<\/div>\n<\/td>\n
\n
4<\/div>\n<\/td>\n
\n
0,26\u20ac<\/div>\n<\/td>\n
\n
1,04\u20ac<\/div>\n<\/td>\n<\/tr>\n
\n
LDRs<\/div>\n<\/td>\n
\n
3<\/div>\n<\/td>\n
\n
Cedido<\/div>\n<\/td>\n
\n
—<\/div>\n<\/td>\n<\/tr>\n
\n
Resistencias<\/div>\n<\/td>\n
\n
~20<\/div>\n<\/td>\n
\n
Cedido<\/div>\n<\/td>\n
\n
—<\/div>\n<\/td>\n<\/tr>\n
\n
Diodo IN4007<\/div>\n<\/td>\n
\n
2<\/div>\n<\/td>\n
\n
0,08\u20ac<\/div>\n<\/td>\n
\n
0,16\u20ac<\/div>\n<\/td>\n<\/tr>\n
\n
Transistor 2N2222A<\/div>\n<\/td>\n
\n
2<\/div>\n<\/td>\n
\n
0,74\u20ac<\/div>\n<\/td>\n
\n
1,49\u20ac<\/div>\n<\/td>\n<\/tr>\n
\n
Servomotor<\/div>\n<\/td>\n
\n
1<\/div>\n<\/td>\n
\n
Cedido<\/div>\n<\/td>\n
\n
—<\/div>\n<\/td>\n<\/tr>\n
\n
Chasis + Motores<\/div>\n<\/td>\n
\n
1<\/div>\n<\/td>\n
\n
15,24\u20ac<\/div>\n<\/td>\n
\n
15,24\u20ac<\/div>\n<\/td>\n<\/tr>\n
\n
Interruptor<\/div>\n<\/td>\n
\n
1<\/div>\n<\/td>\n
\n
0,65\u20ac<\/div>\n<\/td>\n
\n
0,65\u20ac<\/div>\n<\/td>\n<\/tr>\n
\n
Protoboards varias<\/div>\n<\/td>\n
\n
7<\/div>\n<\/td>\n
\n
—<\/div>\n<\/td>\n
\n
7,42\u20ac<\/div>\n<\/td>\n<\/tr>\n
\n
Pack cables Macho-Hembra<\/div>\n<\/td>\n
\n
40<\/div>\n<\/td>\n
\n
2,56\u20ac<\/div>\n<\/td>\n
\n
2,56\u20ac<\/div>\n<\/td>\n<\/tr>\n
\n
Pack cables Macho-Macho<\/div>\n<\/td>\n
\n
40<\/div>\n<\/td>\n
\n
2,56\u20ac<\/div>\n<\/td>\n
\n
2,56\u20ac<\/div>\n<\/td>\n<\/tr>\n
\n
Tabla de Contrachapado 3mm<\/div>\n<\/td>\n
\n
1<\/div>\n<\/td>\n
\n
5,00\u20ac<\/div>\n<\/td>\n
\n
5,00\u20ac<\/div>\n<\/td>\n<\/tr>\n
\n
TOTAL<\/div>\n<\/td>\n
\n
50,35\u20ac<\/div>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n
\u00a0<\/div>\n
Contamos con un presupuesto razonable para la fabricaci\u00f3n del proyecto, siendo lo mas caro los componentes motores del veh\u00edculo.<\/div>\n
\u00a0<\/div>\n
2. Esquemas de conexi\u00f3n<\/span><\/div>\n
Contamos con dos m\u00f3dulos independientes conectados cada uno a una placa Arduino distinta. A continuaci\u00f3n especificamos el dise\u00f1o del sistema de detecci\u00f3n del veh\u00edculo mediante IR:<\/div>\n
\u00a0<\/div>\n
\u00a0<\/div>\n\n\n\n\n
<\/td>\n<\/tr>\n
Esquema del m\u00f3dulo de detecci\u00f3n del veh\u00edculo<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n
\u00a0<\/div>\n
\u00a0<\/div>\n
\u00a0<\/div>\n
El otro m\u00f3dulo es el que corresponde al veh\u00edculo motriz, realizado mediante el siguiente esquema el\u00e9ctrico:<\/div>\n
\u00a0<\/div>\n\n\n\n\n
<\/td>\n<\/tr>\n
Esquema el\u00e9ctrico del m\u00f3dulo del veh\u00edculo<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n
\u00a0<\/div>\n
Este sistema cuenta con dos LEDs blancos de alumbrado, uno para la detecci\u00f3n de paradas, le\u00edda mediante un \u00fanico LDR, y los otros dos para seguir la l\u00ednea negra del suelo, tanto por la izquierda como por la derecha.<\/div>\n
\u00a0<\/span><\/div>\n
3. C\u00f3digo fuente del proyecto<\/span><\/span><\/span><\/div>\n
\u00a0<\/span><\/span><\/div>\n
\n
M\u00f3dulo Parada:\n\n   #include <IRremote.h>\n   #include <LiquidCrystal.h>\n\n   #define PIN_DETECT_IN 7# define PIN_STATUS_IN 10# define PIN_DETECT_OUT 8# define PIN_STATUS_OUT 9\n\nLiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);\n\nIRsend irsend;\nvoid setup() {\n   delay(1000);\n   lcd.begin(16, 2);\n   lcd.print(\u201cMETRINO\u201d);\n   lcd.setCursor(0, 1);\n   lcd.print(\u201cSistema iniciado\u201d);\n   pinMode(PIN_DETECT_IN, INPUT);\n   pinMode(PIN_STATUS_IN, OUTPUT);\n   pinMode(PIN_DETECT_OUT, INPUT);\n   pinMode(PIN_STATUS_OUT, OUTPUT);\n   irsend.enableIROut(38);\n   irsend.mark(0);\n}\n\nvoid loop() {\n   if (!digitalRead(PIN_DETECT_IN)) {\n      digitalWrite(PIN_STATUS_IN, HIGH);\n      lcd.clear();\n      lcd.print(\u201cTREN ENTRANDO\u201d);\n      delay(3000);\n      lcd.setCursor(0, 0);\n      lcd.print(\u201cTREN EN ESTACION\u201d);\n      lcd.setCursor(0, 1);\n      lcd.print(\u201cEstacion 1\u201d);\n      digitalWrite(PIN_STATUS_IN, LOW);\n      delay(2000);\n   }\n\n   if (!digitalRead(PIN_DETECT_OUT)) {\n      digitalWrite(PIN_STATUS_OUT, HIGH);\n      lcd.clear();\n      lcd.print(\u201cTREN FUERA EST.\u201d);\n      delay(3000);\n      lcd.setCursor(0, 1);\n      lcd.print(\u201cProximo: 01 min.\u201d); \/\/Estimaci\u00f3n\n      digitalWrite(PIN_STATUS_OUT, LOW);\n      delay(2000);\n   }\n}\n\nM\u00f3dulo Veh\u00edculo: \n\n#include <Servo.h>\n\n#define pinMotorLeft 1\n# define pinMotorRight 2\n# define pinLEDverde 3\n# define pinLEDrojo 11\n# define pinServo 13\n\n\/\/analogicos\nint pinLDRizdo = 0;\nint pinLDRdcho = 1;\nint pinParada = 2;\n\n\/\/variables\nint valorLDRL = 0;\nint valorLDRR = 0;\nint parada = 0;\n\nServo servoMotor;\n\nvoid setup() {\n\n   pinMode(pinMotorLeft, OUTPUT);\n   pinMode(pinMotorRight, OUTPUT);\n   pinMode(pinLEDrojo, OUTPUT); \/\/LED PUERTA\n   pinMode(pinLEDverde, OUTPUT); \/\/LED PUERTA\n   servoMotor.attach(pinServo);\n\n}\n\nvoid loop() {\n\n   servoMotor.write(15); \/\/cierro puerta\n   valorLDRL = analogRead(pinLDRizdo); \/\/guardo lectura de LDR en\n   valorLDRR = analogRead(pinLDRdcho); \/\/guardo lectura de LDR en\n   parada = analogRead(pinParada); \/\/guardo lectura de ldr parada\n\n   if (parada > 20) { \/\/si el funcionamiento es normal\n      \/\/coloco los led en modo circulaci\u00f3n\n      digitalWrite(pinLEDrojo, HIGH);\n      digitalWrite(pinLEDverde, LOW);\n      \n      if ((valorLDRL > 3) && (valorLDRR <= 3)) {\n         digitalWrite(pinMotorRight, LOW);\n         digitalWrite(pinMotorLeft, HIGH);\n      } else if ((valorLDRR > 3) && (valorLDRL <= 3)) {\n         digitalWrite(pinMotorLeft, LOW);\n         digitalWrite(pinMotorRight, HIGH);\n      } else if ((valorLDRR > 3) && (valorLDRL > 3)) {\n         digitalWrite(pinMotorLeft, LOW);\n         digitalWrite(pinMotorRight, LOW);\n      } else {\n         digitalWrite(pinMotorRight, HIGH);\n         digitalWrite(pinMotorLeft, HIGH);\n      }\n   } else {\n      digitalWrite(pinMotorRight, LOW);\n      digitalWrite(pinMotorLeft, LOW);\n      servoMotor.write(80); \/\/abro puerta\n      digitalWrite(pinLEDrojo, LOW);\n      digitalWrite(pinLEDverde, HIGH);\n      delay(5000);\n      servoMotor.write(15); \/\/cierro puerta\n      digitalWrite(pinLEDrojo, HIGH);\n      digitalWrite(pinLEDverde, LOW);\n      digitalWrite(pinMotorRight, HIGH);\n      digitalWrite(pinMotorLeft, HIGH);\n      delay(500);\n   }\n\n}<\/pre>\n
\u00a0<\/p>\n<\/div>\n
4. Evoluci\u00f3n del proyecto, problemas y resoluci\u00f3n<\/h2>\n
El proyecto ha ido evolucionando modularmente, es decir, mediante el desarrollo de funcionalidades b\u00e1sicas que se han ido aumentando paulatinamente hasta llegar al resultado final, pudi\u00e9ndose aumentar el proyecto final en mayor medida.<\/div>\n
\u00a0<\/div>\n
Primero nos encargamos tanto de que el veh\u00edculo fuese capaz de seguir l\u00edneas como de que los pares infrarrojos de las paradas detectasen cortes. Una vez conseguido este objetivo pasamos a detectar las paradas en el veh\u00edculo mediante un sistema similar al que usamos para seguir l\u00edneas: la detecci\u00f3n de una l\u00ednea perpendicular negra.<\/div>\n
\u00a0<\/div>\n\n\n\n\n
\"IMG_20170421_243727954.jpg\"<\/td>\n<\/tr>\n
Chasis con motores del veh\u00edculo<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n
\u00a0<\/div>\n\n\n\n\n
\"IMG_20170422_021934683.jpg\"<\/td>\n<\/tr>\n
Chasis con contrachapado y par<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n
\u00a0<\/div>\n
\"IMG_1588.JPG\" \u00a0<\/div>\n
Sistema de detecci\u00f3n mediante IR; primer prototipo<\/strong><\/div>\n
\n
\u00a0<\/div>\n
Una vez que conseguimos esto, terminamos la implementaci\u00f3n del detector de paradas, conectando el LCD y mostrando en \u00e9l el paso del veh\u00edculo. Tuvimos que conectar un LCD distinto al que usamos incialmente, ya que el primero que pusimos no funcionaba.<\/div>\n
\u00a0<\/div>\n
\"IMG_2066.JPG\"<\/div>\n
\u00a0<\/div>\n
\u00a0<\/div>\n
\"IMG_2080.JPG\"<\/div>\n
\u00a0<\/div>\n
\u00a0<\/div>\n
Tras completar y comprobar que el detector del veh\u00edculo funciona correctamente, pasamos a realizar la implementaci\u00f3n de la puerta del veh\u00edculo mediante un servomotor y un mecanismo para su apertura y cierre.<\/div>\n
\u00a0<\/div>\n
\"IMG_20170422_031349565.jpg\"<\/div>\n
\u00a0<\/div>\n
\u00a0<\/div>\n
\n
<\/a><\/div>\n
\u00a0<\/p>\n
Una vez realizado todo lo anterior procedimos a crear una cubierta de contrachapado para el veh\u00edculo as\u00ed como para el m\u00f3dulo de detecci\u00f3n de paradas.<\/div>\n
\u00a0<\/div>\n
Tras detectar problemas de estabilidad con las barras que separan el emisor del receptor de la parada, procedimos a crear unos puentes de contrachapado para pasar los cables por encima de la v\u00eda y evitar que el veh\u00edculo pudiera desestabilizarse.<\/div>\n
La caja que porta el sistema de detecci\u00f3n de paradas cuenta con un interruptor que finalmente no fue implementado, ya que no funcionaba como es debido por no inicializar el LCD cuando se presiona.<\/p>\n<\/div>\n
\n
5. Posibles\/futuras mejoras<\/h2>\n
El proyecto es ampliamente mejorable en bastantes aspectos debido a su modularidad. Una de las primeras mejoras que se podr\u00edan realizar ser\u00eda la implantaci\u00f3n de m\u00faltiples paradas y el desarrollo de un algoritmo que permita calcular el tiempo que hay entre ellas basado en experiencias previas y con sensibilidad a desviaciones, ya que ahora mismo se imprime un texto que no representa el tiempo real.<\/p>\n
Asimismo se podr\u00eda mejorar la forma en la que se siguen las l\u00edneas para que tomase curvas con mayor precisi\u00f3n y no se saliese de la v\u00eda, probablemente mediante la implantaci\u00f3n de sensores IR en lugar de LDRs y LEDs, tal y como se hace con los m\u00f3dulos de parada, as\u00ed como regular el peso del veh\u00edculo para evitar derrapes mediante el incremento del peso del veh\u00edculo o la colocaci\u00f3n de resistencias para regular la intensidad de corriente que les llega a los motores. Otras posibles mejoras podr\u00edan incluir un sistema de ventilaci\u00f3n con un sensor de temperatura cuando se alcance cierto valor preestablecido. De mayor utilidad ser\u00eda implementar un sensor mediante IR que evitase colisiones con objetos en la v\u00eda y que hiciese detenerse al veh\u00edculo en el caso de detectarlo.<\/p>\n
6. Conclusi\u00f3n<\/h2>\n
Hemos conseguido realizar un proyecto con Arduino, lo que nos ha servido para organizar un sistema propio de electr\u00f3nica y programaci\u00f3n.<\/p>\n
Durante el desarrollo nos hemos encontrado con m\u00faltiples problemas que hemos ido solucionando, teniendo que idear alternativas para sobrepasarlos con \u00e9xito. Esto nos ha hecho darnos cuenta de que de la teor\u00eda a la pr\u00e1ctica hay bastantes variables que no siempre se tienen en cuenta y que alteran el resultado final de forma inesperada; no obstante hemos conseguido solucionar la mayor\u00eda.<\/p>\n
Ha sido un proyecto entretenido pero laborioso, y hemos podido descubrir todo el potencial que tienen las placas computadoras para el desarrollo de hardware\/software.<\/p>\n
7. Recursos<\/h2>\n
V\u00eddeo: https:\/\/vimeo.com\/214749497<\/a><\/p>\n
Presentaci\u00f3n: PDF con las diapositivas<\/a><\/p>\n<\/div>\n
\u00a0<\/div>\n
\n
\u00a0<\/div>\n
\u00a0<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n
<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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