{"id":29,"date":"2019-04-25T07:48:00","date_gmt":"2019-04-25T07:48:00","guid":{"rendered":"https:\/\/blogs.etsii.urjc.es\/dseytr\/?p=29"},"modified":"2020-11-22T10:51:29","modified_gmt":"2020-11-22T10:51:29","slug":"coche-autonomo","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blogs.etsii.urjc.es\/dseytr\/coche-autonomo\/","title":{"rendered":"Coche Autonomo"},"content":{"rendered":"
Introducci\u00f3n<\/span><\/div>\n
El objetivo es llevar a cabo un proyecto con Arduino en grupo. El proyecto tiene 3 fases:<\/div>\n
    \n
  1. Validaci\u00f3n<\/li>\n
  2. Desarrollo<\/li>\n
  3. Presentaci\u00f3n<\/li>\n<\/ol>\n
    En la primera fase se valida el tema del proyecto. En la segunda fase se lleva a cabo el
    \nproyecto. Se busca, se crea y se codifica. Y en la \u00faltima fase se defiende el proyecto delante
    \nde todos.<\/div>\n

    \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0\u00a0<\/span><\/b><\/p>\n

    Descripci\u00f3n del proyecto<\/span><\/div>\n
    Nuestro proyecto es un coche aut\u00f3nomo construido y codificado con Arduino.
    \nEl coche aut\u00f3nomo:<\/div>\n
      \n
    • Es un coche que es capaz de mover y girar aut\u00f3nomamente.<\/li>\n
    • Tiene una fuente de energ\u00eda externa.<\/li>\n
    • Puede evitar los obst\u00e1culos en tiempo real.<\/li>\n
    • <\/li>\n<\/ul>\n
      Para el funcionamiento correcto del coche es necesario los siguientes componentes:<\/div>\n
        \n
      • Energ\u00eda externa: como una fuente de tensi\u00f3n o pilas.<\/li>\n
      • Sensores para detectar obst\u00e1culos, por ejemplo un sensor ultras\u00f3nico.<\/li>\n
      • Servo para girar el sensor para buscar camino \u00f3ptimo.<\/li>\n
      • Motores y controladores para el movimiento del coche.<\/li>\n
      • Ruedas<\/li>\n
      • Chassis<\/li>\n
      • <\/li>\n<\/ul>\n
        \u00a0<\/span><\/div>\n
        Materiales necesarios<\/span><\/div>\n
        \n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
        \n
        Arduino Mega 2560 R3<\/div>\n<\/td>\n
        		\n
        Puede costar unos 5 euros o m\u00e1s. La original es muy cara. Las
        \ncopias viene baratas y sirven para poder realizar proyectos. Est\u00e1n
        \nincluidas en los kits generales.<\/div>\n<\/td>\n
        		\n
        14\u20ac<\/div>\n<\/td>\n<\/tr>\n
        \n
        Protoboard<\/div>\n<\/td>\n
        		\n
        Suele estar incluido en los kits generales de arduino.<\/div>\n<\/td>\n
        		\n
        2\u20ac<\/div>\n<\/td>\n<\/tr>\n
        \n
        Cable USB<\/div>\n<\/td>\n
        		\n
        Suele venir junto con la placa de arduino. Cuesta unos 6 euros o m\u00e1s
        \ncon la placa de arduino.<\/div>\n<\/td>\n
        		<\/td>\n<\/tr>\n
        \n
        Cables<\/div>\n<\/td>\n
        		\n
        Son baratas. Est\u00e1n incluidos en los kits generales y b\u00e1sicos.<\/div>\n<\/td>\n
        		<\/td>\n<\/tr>\n
        \n
        Kit de coche<\/div>\n<\/td>\n
        		\n
        Viene con las ruedas, los motores, el chasis y el fuente de
        \nalimentaci\u00f3n de pilas.<\/div>\n<\/td>\n
        		\n
        20\u20ac<\/div>\n<\/td>\n<\/tr>\n
        \n
        Bateria \/ Pilas<\/div>\n<\/td>\n
        		\n
        Est\u00e1n incluidos en algunos kits de arduino, no en el nuestro.<\/div>\n<\/td>\n
        		\n
        12\u20ac<\/div>\n<\/td>\n<\/tr>\n
        \n
        Cargador<\/div>\n<\/td>\n
        		\n
        Suelen estar incluidos en los kits generales. Venia incluido.<\/div>\n<\/td>\n
        		<\/td>\n<\/tr>\n
        \n
        Controlador de
        \nmotores<\/div>\n<\/td>\n
        		\n
        Normalmente no est\u00e1n incluidos. En algunos vienen junto con el
        \nmotor (1 unidad).<\/div>\n<\/td>\n
        		\n
        9,9\u20ac<\/div>\n<\/td>\n<\/tr>\n
        \n
        Servo<\/div>\n<\/td>\n
        		\n
        Est\u00e1n incluidos en casi todos los kits generales. Los servos comunes
        \npueden girar hasta 180 grados.<\/div>\n<\/td>\n
        		\n
        12\u20ac<\/div>\n<\/td>\n<\/tr>\n
        \n
        Sensor ultrasonico
        \nHC-SR04<\/div>\n<\/td>\n
        		\n
        Est\u00e1n incluidos en la mayor\u00eda de los kits generales. Son capaces de
        \ntransmitir se\u00f1ales ultras\u00f3nicos y recibirlos durante un periodo.<\/div>\n<\/td>\n
        		\n
        5\u20ac<\/div>\n<\/td>\n<\/tr>\n
        \n
        Soporte<\/div>\n<\/td>\n
        		\n
        Se utiliza como soporte para fijar el ultrasonido y el servo.<\/div>\n
        Se puede comprar o fabricar.<\/div>\n<\/td>\n
        		\n
        4,40<\/div>\n<\/td>\n<\/tr>\n
        \n
        Kit comprado<\/div>\n<\/td>\n
        		\n
        Kit comprado por los alumnos, que contiene cableado,
        \ntransformador de corriente, ultrasonidos, servo, placa arduino, etc.
        \nEl kit completo esta valorado en 50\u20ac. Los kits para estudiantes y\/o
        \ngenerales est\u00e1n valorados entre 20-40 \u20ac.<\/div>\n<\/td>\n
        		<\/td>\n<\/tr>\n
        \n
        TOTAL<\/div>\n<\/td>\n
        		<\/td>\n\n
        ~100\u20ac<\/div>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n
        \u00a0<\/span><\/div>\n
        \n
        Componentes<\/span><\/div>\n<\/div>\n
          \n
        • Arduino<\/span><\/span><\/li>\n<\/ul>\n
          \n
          Hay varias placas de arduino. Nosotros decidimos utilizar la del<\/div>\n
          \u201cArduino Mega 2560 R3\u201d. La placa est\u00e1 dise\u00f1ada para proyectos m\u00e1s complejos<\/div>\n
          disponiendo de m\u00e1s salidas digitales y analogicas que la placa Arduino Uno.<\/div>\n
          Decidimos utilizar esta placa en lugar de la de Arduino Uno para poder aprovechar<\/div>\n
          de la gran cantidad de puertos y minimizar la cantidad de cables usados. Tambi\u00e9n<\/div>\n
          resulta m\u00e1s simple a la hora de escribir el c\u00f3digo y asignar los puertos.<\/div>\n
          <\/div>\n<\/div>\n
          \n
          <\/span><\/div>\n<\/div>\n
            \n
          • Componentes b\u00e1sicos<\/span><\/span><\/li>\n<\/ul>\n
            \n
            Protoboard:<\/span><\/div>\n
            Hay varias placas de inserci\u00f3n (protoboard) seg\u00fan su tama\u00f1o. Para ahorrar espacio<\/div>\n
            nosotro utilizamos la placa \u201cprotoboard mini\u201d.<\/div>\n<\/div>\n
            \n
            <\/span><\/div>\n<\/div>\n
            \n
            Cables:<\/span><\/div>\n
            Hay dos tipos cables: <\/span>\u201cmacho-macho\u201d<\/span> (macho) y <\/span>\u201cmacho-hembra\u201d <\/span>(hembra). <\/span><\/span><\/div>\n
            Los cables macho lo utilizamos en la placa de inserci\u00f3n y el arduino. Los cables <\/span><\/span><\/div>\n
            hembra los utilizamos para el controlador de motores.<\/span><\/span><\/div>\n<\/div>\n

            \n<\/b>
            \n<\/span><\/div>\n
            \n\n\n\n\n
            \n
            Cables macho-macho<\/span><\/div>\n<\/td>\n
            		\n
            Cables macho-hembra<\/span><\/div>\n<\/td>\n<\/tr>\n
            \n
            <\/span><\/div>\n<\/td>\n
            		\n
            <\/span><\/div>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n
            \n
            Kit del coche<\/span><\/span><\/div>\n<\/div>\n
            \n
            <\/span><\/div>\n<\/div>\n
            \n
            Motores y ruedas<\/span><\/div>\n
            El kit del coche incluye cuatro motores y cuatro ruedas, una para cada motor. En <\/span><\/span><\/div>\n
            el kit tambi\u00e9n se encuentra el soporte de las pilas adem\u00e1s del chasis donde se <\/span><\/span><\/div>\n
            montaran todos los componentes. Para controlar la velocidad y direcci\u00f3n en la que <\/span><\/span><\/div>\n
            giran los motores las ruedas, es necesario un controlador <\/span><\/span><\/div>\n
            <\/div>\n
            Alimentaci\u00f3n externa<\/span><\/span><\/div>\n
            Es necesario alimentar el coche con una fuente de tensi\u00f3n externa aparte para que <\/span><\/span><\/div>\n
            los motores tengan suficiente fuerza de torsi\u00f3n para girar las cuatro ruedas a una <\/span><\/span><\/div>\n
            velocidad determinada.<\/span><\/span><\/div>\n
            <\/div>\n
            Chasis<\/span><\/span><\/div>\n
            El chasis es el material de soporte del coche. En el chasis caben todos los <\/span><\/span><\/div>\n
            componentes, incluyendo la placa de Arduino, placa de inserci\u00f3n, servo y el sensor <\/span><\/span><\/div>\n
            ultras\u00f3nico, adem\u00e1s de los controladores, pilas, los motores y las ruedas.<\/span><\/span><\/div>\n<\/div>\n
              \n
            • Controlador de motores<\/span><\/span><\/li>\n<\/ul>\n
              \n
              Hay varios tipos de controladores de motores seg\u00fan su <\/span>\u201c<\/span>modelo\u201d<\/span> y\/o fabricante y <\/span><\/span><\/div>\n
              seg\u00fan su <\/span>capacidad<\/span>,la cantidad de motores que puede controlar. Nosotro utilizamos <\/span><\/span><\/div>\n
              el controlador de motores <\/span>\u201cL298N\u201d<\/span> capaz de controlar dos motores a la vez. \u00a0<\/span><\/span><\/div>\n<\/div>\n
              \n
              <\/span><\/div>\n<\/div>\n
              \n
              El controlador, el que utilizamos, tiene varios puertos:<\/span><\/div>\n<\/div>\n
                \n
              • \n
                  \n
                • 2 puertos PWM (ENA, ENB): controlan la potencia que de los motores A y B <\/span>respectivamente.<\/span><\/li>\n
                • \n
                  \n
                  4 puertos digitales (IN1, IN2, IN3, IN4): controlan las direcciones que giran cada motor:<\/span><\/div>\n<\/div>\n
                    \n
                  • Motor A: IN1 y IN2<\/span><\/li>\n
                  • Motor B: IN3 y IN4<\/span><\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n
                  • 2 salidas que alimentan cada motor:<\/span><\/span>\n
                      \n
                    • Motor A: OUT1 y OUT2<\/span><\/li>\n
                    • Motor B: OUT3 y OUT4<\/span><\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n
                    • 2 entradas de alimentaci\u00f3n: 12V y 5V<\/span><\/span><\/li>\n
                    • GND: tierra<\/span><\/span><\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<\/ul>\n
                      \n
                      Para cambiar de sentido de giro se invierten los valores de los puertos digitales <\/span><\/div>\n
                      entre <\/span>\u201cHIGH\u201d <\/span>y <\/span>\u201cLOW\u201d<\/span>. La potencia de cada motor vendr\u00e1 dada por el valor que <\/span><\/span><\/div>\n
                      se le asigna a el puerto PWM correspondiente.<\/span><\/div>\n<\/div>\n
                      <\/div>\n
                        \n
                      • Radar o detector de obst\u00e1culos<\/span><\/span><\/li>\n<\/ul>\n
                        \n
                        Para el radar se usar\u00e1 un Ultrasonido \u201cHC-SR04\u201d que env\u00eda se\u00f1ales ultras\u00f3nicos<\/div>\n
                        y los recibe cada intervalo de tiempo. Para que el sensor ultras\u00f3nico act\u00fae como un<\/div>\n
                        radar, es decir vaya girando para poder detectar bien los obst\u00e1culos, lo conectamos<\/div>\n
                        a un servo.<\/div>\n
                        <\/div>\n
                        El servo es un dispositivo que va cambiando de \u00e1ngulo. Puede ir desde 0 grados a<\/div>\n
                        180 grados. El \u00e1ngulo de giro se controla con el c\u00f3digo, lo cual nos permite elegir los<\/div>\n
                        \u00e1ngulos espec\u00edficos.<\/div>\n<\/div>\n

                        \n<\/b>
                        \n<\/span><\/div>\n
                        \n\n\n\n\n
                        \n
                        Ultrasonido: HC-SR04<\/span><\/div>\n<\/td>\n
                        		\n
                        Servo: Tower PRO SG-90<\/span><\/div>\n<\/td>\n<\/tr>\n
                        \n
                        <\/span>
                        \n<\/span><\/div>\n<\/td>\n
                        		\n
                        <\/span>
                        \n<\/span><\/div>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n
                        \u00a0<\/span><\/b><\/div>\n
                        \n
                        <\/div>\n<\/div>\n
                        \n
                        Desarrollo y Funcionamiento del proyecto<\/span><\/div>\n<\/div>\n
                          \n
                        • Radar<\/span><\/span><\/li>\n<\/ul>\n
                          \n
                          Ultrasonido<\/strong><\/div>\n
                          Para poder detectar objetos tenemos un ultrasonido montado sobre un servo que<\/div>\n
                          manda y recibe se\u00f1ales para calcular las distancias a los obst\u00e1culos. Con el Trig<\/div>\n
                          conectado al puerto A5, mandamos unos pulsos o se\u00f1ales y escuchamos con el<\/div>\n
                          Echo conectado al puerto A6. El tiempo que tarda en que se manda y recibe la<\/div>\n
                          se\u00f1al se usa para calcular la distancia al objeto que apunta.<\/div>\n
                          <\/div>\n
                          Servo<\/strong><\/div>\n
                          Para que el ultrasonido actu\u00e9 como un tipo de radar, se program\u00f3 el servo para que<\/div>\n
                          complete un barrido de 180 grados. Con el ultrasonido montado en el mismo servo<\/div>\n
                          leemos la distancia cada 45 grados de izquierda a derecha para elegir una direcci\u00f3n.<\/div>\n
                          Durante el barrido la primera direcci\u00f3n sin obst\u00e1culos es la que se elige y el servo<\/div>\n
                          vuelve a su posici\u00f3n inicial de 90 grados. De este modo no requiere completar todo<\/div>\n
                          el barrido cada vez que se encuentre un obst\u00e1culo.<\/div>\n<\/div>\n
                          \n
                          \n<\/span><\/div>\n
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                          <\/span><\/div>\n<\/div>\n
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                          • Controlador de Motores<\/span><\/span><\/li>\n<\/ul>\n
                            \n
                            Cada controlador dirige dos motores usando 3 pines por cada motor. <\/span><\/div>\n
                            Los pines digitales son para girar los motores en un sentido u otro, IN1 e IN2 <\/span><\/div>\n
                            corresponden con el motor A y IN3 e IN4 con el motor B. El tercer pin de control <\/span><\/div>\n
                            es PWM que se usa para regular la potencia de cada motor pasandole un valor <\/span><\/div>\n
                            entre 0 y 255. El ENA y ENB corresponden respectivamente al motor A y B. Para <\/span><\/div>\n
                            el funcionamiento correcto de los motores tenemos la siguiente tabla l\u00f3gica:<\/span><\/div>\n<\/div>\n
                            \n
                            <\/span><\/div>\n<\/div>\n
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                            Decidimos programar las ruedas para que giren todas a la vez en los sentidos <\/span><\/div>\n
                            correctos para completar los giros que debe hacer el coche. Para completar un<\/span><\/div>\n
                            giro a la izquierda, por ejemplo, las ruedas a la izquierda del coche giran hacia <\/span><\/div>\n
                            atr\u00e1s y las ruedas a la derecha giran en sentido contrario. <\/span><\/span><\/div>\n<\/div>\n
                              \n
                            • Funcionamiento<\/span><\/span><\/li>\n<\/ul>\n
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                              Para controlar los movimientos del coche, se usar\u00e1 el radar en conjunto con <\/span>los controladores y sus correspondientes motores y ruedas. Cuando se carga el programa el radar empieza a leer distancias. Lo hace, continuamente mandando pulsos ultras\u00f3nicos, para detectar obst\u00e1culos calculando la distancia hacia adelante. En caso de encontrar alg\u00fan obst\u00e1culo en su camino, se calcula la distancia al obst\u00e1culo y \u00a0se comprueba si es menor que 30 cm. Si se cumple esta condici\u00f3n, el coche se detiene y realiza un barrido con el radar. El radar puede llegar a hacer 5 lecturas durante el barrido, buscando el camino que este libre. Como se coment\u00f3 antes, se elige el primer camino sin obst\u00e1culos que se encuentra. Cuando encuentra el primer camino libre, el radar vuelve a su posici\u00f3n inicial antes de que gire el coche para que antes de avanzar poder realizar una lectura por si el camino se ha obstruido de repente. Si el radar completa el barrido entero y no ha encontrado ning\u00fan camino libre el coche hace un giro de 180 grados en su sitio y empieza de nuevo.<\/div>\n<\/div>\n

                              \n<\/b>
                              \n<\/span><\/div>\n
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                              Video<\/u><\/b><\/span><\/div>\n
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