UAMIBOT
Se describe el diseño y construcción de UAMIBOT, un robot que es útil en la enseñanza de varias
materias relacionadas con las ingenierías y las ciencias básicas en diversos niveles educativos. En sus
diferentes fases de desarrollo se ha utilizado en las materias de circuitos digitales e inteligencia
artificial a nivel licenciatura y a nivel de secundaria y preparatoria en educación continua. Las
funciones del robot actual son: seguimiento de líneas, recorrido de laberintos, actividad de sumo y
actividades de algunos vehículos de Braitenberg. El robot está construido con partes económicas que se
consiguen fácilmente, por lo que su mantenimiento es posible en cualquier momento.
Descripción de sus partes constitutivas
UAMIBOT es un robot móvil autónomo que está
constituido por un sistema motorizado
diferencial. Funciona con 6 pilas AA y tiene
sensores infrarrojos para la localización de
obstáculos, de líneas y del contrincante en sumo
y foto-resistencias para la detección de la
intensidad luminosa del medio ambiente.
Para su control se ha desarrollado una tarjeta
basada en el microcontrolador Microchip
PIC18F4550 a 12 MHz con 32KB de memoria
flash y 2KB de RAM. Su programación se realiza
en lenguaje ensamblador y en lenguaje C.
Además, se implementaron varias subrutinas para
los movimientos de los motores y la detección de
sensores que se incorporaron a la biblioteca de C,
de tal manera que su programación es más
modular. Por ejemplo, para adquirir señales de
los sensores y maniobrar los motores se tendría la
siguiente porción de código:
……
.
#include
#include
void main() // Programa Principal
{
Byte Dato;
initialize();
Inicializa_Motores();
Inicializa_Sensores();
.
…….
La tarjeta electrónica del robot se alimenta de un
regulador LM2940CT-5.0 y los motores toman el
voltaje directamente de las pilas.
Los sensores infrarrojos (QRD1114) para la
detección de las líneas se conectan al convertidor
analógico-digital del microcontrolador.La parte
motriz se regula con un circuito integrado tipo
puente H (SN754410) que es modulado por el
PWM del microcontrolador. Un diagrama a
bloque del circuito electrónico se aprecia en la
figura 3.
La parte mecánica, que se ha hecho de aluminio o
de plástico, permite reunir la actuación de todas
las operaciones del robot (figura 4). Tiene en la
parte frontal dos tipos de sensores; los sensores
infrarrojos que le permite evitar los obstáculos,
detectar al contrincante y fotoceldas que le
permiten medir la intensidad luminosa del medio
ambiente. Al mismo tiempo, este frente, que está
en forma de rampa, le sirve para las luchas de
sumo. En la parte inferior se encuentran
localizados los sensores infrarrojos para la
detección de las líneas.
El robot sumo es una actividad llamativa,
completa y sencilla de implementar. El robot
debe ser autónomo y lograr mantenerse dentro
del tatami, intentando expulsar al contrincante del
mismo. El tatami es una mesa circular,
normalmente negra, con una franja blanca como
borde. Esta franja se coloca para que el robot
pueda detectar fácilmente cuando llegó al borde
del área de juego. Pierde el robot que cae o es
empujado fuera del círculo. Cada competencia
delrobot sumo posee un reglamento particular
que incluye tamaño y peso máximo, elementos
permitidos y prohibidos en los robots, diámetro
del tatami, ancho de la franja en el borde,
ubicación inicial de los robots, sistema de puntaje
y penalizaciones (por ejemplo la pérdida del
combate por el desprendimiento de partes),
tiempo de lucha, tiempo de arranque y cantidad
de rounds, sistema de competencia, calificación,
eliminación, llaves, rondas, requisitos para
participar, reglas de conducta, jurado, etc.[10].
Los robots seguilíneas son muy populares en el
nivel medio superior y superior. Su uso motiva
mucho a los estudiantes para aprender de manera
activa la implementación de habilidades
inteligentes en los robots [11].
El seguimiento de línea, en UAMIBOT,permite
el recorrido en un circuito cerrado y con un
control PID admite que se ajuste al recorrido de
los laberintos. El recorrido de líneas se puede
utilizar para explicar fenómenos ingenieriles y
biológicos como búsquedas o para modelar el
aprendizaje en laberintos a que se someten las
ratas en el laboratorio. Estos experimentos se han
simulado, en la UAMI, en materias relacionadas
con la Inteligencia Artificial.
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