Con la una alta precisión, el robot Kastelan lograra recorrer el laberinto en el menor tiempo posible con un diseño optimizado para evitar cualquier colisión con el terreno en el que se encuentra. Con su algoritmo lograra resolver cualquier desafío presentado.

En este informe número uno se presentara el concepto de robot móvil para laberinto, las ideas planteadas para su creación, componentes y planos prototipos ideados para este proyecto. Se especificaran los detalles de sus componentes y función en la estructura además de una explicación del porque fueron elegidos.

Robot móvil para laberinto

Robot móvil para laberinto es un conjunto de piezas mecánicas y electrónicas que producen un movimiento autónomo. El objetivo de este robot es escapar del laberinto presentado hacia el siguiendo una serie de algoritmos para lógralo de la manera más veloz posible.

Componentes:

-Micro controlador

-Protoboard

-Motores

-Sensores

-Baterías

-Chasis o esqueleto del Robot

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Especificación de los componentes del Robot móvil para el laberinto

Micro controlador:

Se escogió como Micro Controlador una The Raspberry Pi 4 Model B con 4gb de ram que posee las siguientes especificaciones:

               -Procesador:

                              Broadcom BCM2711B0, quad-core Cortex-A72

               -puertos: GPIO 40 pines

2 x Micro HDMI

2 x USB 2.0

2 x USB 3.0

CSI (cámara Raspberry Pi)

DSI (pantalla tácil)

Toma auriculares / vídeo compuesto

Micro SD

USB-C (alimentación)

Power-over-Ethernet (PoE)

Se ha seleccionado este micro controlador debido a su alta versatilidad y capacidad computacional. Un objetivo secundario presente en la creación de nuestro robot es la capacidad de memorizar el laberinto ya resuelto, almacenando en una memoria rutas realizadas. Por lo tanto si se indica la orden el repetirá un patrón ya guardado en una exploración anterior, resolviendo el laberinto a una mayor velocidad. Por el anterior motivo se ha escogido este micro procesador.

Ilustración 1. Micro Procesador Raspberry Pi 4 Model B

Protoboard

Esta parte del montaje se utilizara para las respectivas conexiones entre los motores y el micro procesador seleccionado.

Ilustración 2. Protoboard

 

Motores

Los candidatos actuales serían dos servomotores SG90 que poseen las siguientes características:

-Tamaño: 21.5mmX11.8mmX22.7mm

-Peso: 9 gramos

-Velocidad sin carga: 0.12 segundos / 60 grados (4.8V)

-Par de parada de 1.2 - 1.4 kg / cm (4.8V)

-Temperatura de funcionamiento: -30 a +60 grados Celsius

-Dead-set: 7 microsegundos

-Voltaje de funcionamiento: 4.8V-6V

La selección de estos motores es debido a su costo individual bajo y precisión. Debido a su precisión podemos crear algoritmos que faciliten un movimiento más fluido del robot al encontrar obstáculos durante su recorrido.

Ilustración 3.Servomotor SG90

 

Sensores

Se utilizaran 4 Sensores Hc-sr04 tipo Ultrasonido, con un voltaje de funcionamiento de 5V cada uno. Se escogieron esos sensores debido a su bajo costo y capacidad de detección con sensibilidad a diferentes distancias, proporcionando información al Robot necesaria conocer la distancia de la pared más próxima y evitar el choque con esta.

Ilustración 4. Sensor Hc-sr04 Tipo ultrasonido.

Baterías

Se utilizaran una serie de baterías 18650 en base a litio en donde cada una proporciona 3,7V. Se eligieron porque esta serie de baterías permite un montaje adecuado y variable. Necesitamos esta característica debido al consumo de 9V presente en nuestro micro controlador. Con esta serie de baterías también podremos distribuir el peso presente en el robot y disminuir las fuerzas ejercidas en ciertos puntos de su esqueleto.

Ilustración 5. Baterías tipo 18650 en base a litio.

 

El Chasis o esqueleto

Este presentara 2 plantas, en la parte inferior se encontrara los motores, batería y protoboard. En la parte superior se encontraran nuestro micro controlador juntos a los 4 sensores de ultrasonido. El esqueleto probablemente será construido con piezas de aluminio.

Los 2 servomotores ejercerán control de las 2 ruedas traseras, en la parte delantera se encontrara una rueda loca para dar estabilidad a todo el montaje. Los primeros planos del montaje son los siguientes:

Ilustración 6. Primeros planos diseñados para el proyecto. 

Tabla de presupuesto inicial:

Componente	Precio
Micro Controlador	$300.000 (se posee de antemano)
Protoboard	$7.999
Motores	$10.800
Sensores	$26.000
Baterías	$20.000 (aprox)
Esqueleto	$50.000 (aprox)
Total	$114.799