1 Arduino UNO LOG 8431

1 Cable USB LOG 7509

1 Protoboard LOG 886

1 Optoacoplador CNY70 LOG 837

2 Resistencias de 220 Ohmios (rojo – rojo – marrón) LOG 748 220

1 Resistencia de 10K Ohmios (marrón – negro – naranja) LOG 748 10K

1 Diodo LED 5mm Verde LOG 722

7 Latiguillos board macho–macho LOG 7519

• El diodo emite constantemente una luz infrarroja (no es visible al ojo humano)
• Si el receptor (fototransistor) recibe rayos reflejados, deja pasar la corriente (disminuye mucho su resistencia), de modo el valor que llega a la toma A5 de Arduino es de +5V aproximadamente.
• Si el receptor NO recibe luz reflejada, no deja pasar la corriente (su resistencia se mantiene muy elevada), quedando la toma A5 de Arduino en un valor bajo, aproximadamente 0V.
• Para que se reflejen los rayos infrarrojos, hay que situar un objeto de color blanco (o claro) a una distancia de entre 0 y 5mm.

• Acerca diversos objetos con colores distintos y observa si se enciende el LED.
• Con una resistencia de 10K prácticamente sólo detecta objetos de color blanco pegados al sensor. Es lo que se usa para detectar líneas blancas en los circuitos con robots seguidores de línea.
• Si cambias la resistencia de 10K por otra mayor, podrás alejar más los objetos para que los detecte, aunque llegará un momento en que no se apague el LED en ningún caso.
  

• El LED Verde se encenderá cuando se detecte un color Claro
• y el Rojo cuando no se detecte, o el color sea oscuro.

1 Arduino UNO LOG 8431

1 Cable USB LOG 7509

1 Miniservo 4,5V SG90 180º LOG 06

3 Latiguillos board macho–macho LOG 7519

• Inicialmente se posicionará en 0º
• Cada segundo incrementará su posición 30º
• Cuando llegue a 180º volverá decreciendo cada segundo hasta volver a 0º
• En definitiva, irá pasando por 0º, 30º, 60º, 90º etc hasta llegar a 180º y luego viceversa: 180º, 150º, 120º, 90º...
• El ciclo se repetirá indefinidamente
  

• Igual que en el apartado anterior, el servomotor irá cambiando su posición desde 0º hasta 180º y viceversa a razón de 30º cada segundo.
• Se utilizará el puerto serie como Receptor, es decir, Arduino nos informará cada segundo de los grados en que se sitúa el servomotor, mandando la información por el Monitor Serie.
• Una vez que compruebes los números que aparecen por el monitor serie puedes hacer cambios si detectas errores.
  

1 Arduino UNO LOG 8431

1 Cable USB LOG 7509

1 Protoboard LOG 886

1 Potenciómetro de 100K LOG 743

1 Miniservo 4,5V SG90 180º LOG 06

8 Latiguillos board macho–macho LOG 7519

• POTENCIOMETRO: Almacena el valor obtenido del cursor del potenciómetro en la entrada analógica (A0). Se trata de un número entre 0 y 1023.
  
• ANGULO: Es el valor que se pasa al servomotor. Debe estar entre 0 y 179. Se calcula mediante regla de tres, a partir del la variable anterior:
• ANGULO = POTENCIOMETRO*179/1023

En realidad no es necesario crear las variables, pudiendo realizarse todo el programa directamente en una orden que lo aglutine todo:

• potenciometro: Almacena el valor leído en la entrada analógica (A0), que depende de la posición del cursor del potenciómetro. Puede variar entre 0 y 1023.
  
• angulo: Este valor será el que se escriba en el servomotor, por tanto debe estar entre 0 y 179. Se hace una regla de tres para calcularlo a partir de la variable anterior:
• angulo = potenciometro*179/1023

• Para hacerlo en mBlock utiliza la orden "Fijar pin PWM __  a _____"

• esta orden sólo es válida para los pines  ~3   ~5   ~6   ~9   ~10   ú  ~11 (los marcados con el signo ~)

• pudiendo usar valores desde 0 hasta 255

• En el IDE de Arduino, el comando correspondiente es   analogWrite ( pin , valor );

• sólo se puede usar para los pines  ~3   ~5   ~6   ~9   ~10   ú  ~11 (los marcados con el signo ~)

• y admite valores entre 0 y 255.
  

1 Arduino UNO LOG 8431

1 Cable USB LOG 7509

1 Protoboard LOG 886

2 Motores de CC de 1,5-4,5V y eje de 2mm LOG 00

2 Condensadores de poliéster de 100nF LOG 770

1 Puente en H - Driver de motores L293D LOG 874

3 pilas Alcalinas AA de 1,5V R6 LOG 570

1 Portapilas 3xR6 (para 3 pilas 1,5V AA) LOG 533

20 Latiguillos board macho–macho LOG 7519

• Proporciona alimentación a los motores que se conecten, evitando que Arduino se sobrecargue.
  
• En función de las señales de Arduino, puede manejar motores en distinta configuración:
• 4 motores DC conectados en configuración Directa o Inversa. Con esta configuración podemos conseguir que un motor gire más o menos deprisa, pero no invertir su giro (ejemplo).
  
• ó 2 motores DC conectados en configuración Push-Pull. En esta configuración puede hacerse que cada motor invierta su sentido de giro, además de controlar su velocidad (ejemplo)
  
• ó 1 motor stepper, también llamado motor "paso a paso", es un motor de corriente continua en el que podemos elegir la posición angular (ejemplo)

(Para más detalles, consultar hoja de caracteristicas y conexiones del L293 y L293D)

• El propio circuito integrado L293D tiene que tener su propia alimentación de +5V para poder funcionar. Esta toma de tensión se denomina Vcc1 y se obtendrá de Arduino.
• Conviene situar un par de condensadores en paralelo con los motores para que el arranque y la parada sean más graduales, evitando picos de corriente. Además de eso, el propio circuito L293D incorpora diodos internos para evitar las corrientes inversas (el L293 "normal" no tiene estos diodos. Precisamente esta es la diferencia entre el L293 y el L293D)
• Por otra parte, aunque Arduino es capaz de alimentar estos pequeños motores, para no sobrecargarlo se recomienda utilizar una alimentación externa para los motores. Por este motivo se incluye una batería, que se conecta en la toma llamada Vcc2.
• Las tomas denominadas ENABLE (o EN) sirven para desactivar o activar los amplificadores correspondientes, de modo que:
• Si se pone a "0", es decir, si se conecta ENABLE a 0V (GND), se desactiva los amplificadores asociados.
  
• Si se pone a "1", o sea, ENABLE se conecta a +5V, se activan dichos amplificadores.
• Por construcción del circuito, si se dejan estas tomas sin conectar, actúan como si se tuvieran un "1". Pero por precaución las conectaremos a +5V obtenidos de Arduino.
• Hay que conectar a GND todas las tomas de tierra del L293D, así como el negativo de la pila.
  

(Pulsa para verlo más grande)

Para realizar el programa, vamos a suponer que ambos motores se montan en un chasis, de modo que la combinación de los giros de ambos motores produce un movimiento global de Avance, giro a la Derecha o a la Izquierda, movimiento hacia Atrás y Paro. Todo ello se explica en el siguiente apartado

MOVIMIENTO DE UN CHASIS-ROBOT CON DOS MOTORES
Montamos los dos Motores DC en un chasis para un Robot. Los Motores DC (de corriente continua), producen un giro continuo que puede ser Horario o Antihorario.
SENTIDO DE ROTACIÓN EFECTIVO: En un motor DC comercial ¿Cómo se entiende el sentido de una rotación? Si el motor tiene alguna marca se supone que el sentido Horario es cuando el valor + se conecta en ese polo y el - en el contrario. Sin embargo ¿Desde dónde se mira el sentido horario? ¿Desde el punto de vista del motor o desde el espectador externo?
Observamos aquí el punto de vista del motor. En este ejemplo se ha representado el Sentido Horario en color rojo y el Antihorario en verde.	Este es el punto de vista de un observador externo. Los mismos sentidos anteriores, desde esta perspectiva parecen "equivocados". Seguimos representando el sentido Horario en rojo y el Antihorario en verde.
Sin embargo, este criterio no siempre se respeta por el fabricante, por lo que será mejor comprobarlo en cada caso.

ROBOT MODELO
Para la práctica se utiliza un robot gobernado por dos Servomotores M1 y M2. Para mantener la estabilidad y poder girar con facilidad, se sitúa una rueda loca en posición delantera. En el modelo se indican los sentidos de giro. Según el criterio del punto de vista del motor la flecha roja indica el sentido Horario y la verde el Antihorario. Con los motores montados uno frente al otro, hay que estudiar los sentidos de giro necesarios para que el robot haga las cinco operaciones básicas:
MOVIMIENTOS DEL ROBOT: Con este criterio, para conseguir...
(1) Que el robot AVANCE: el motor M1 debe girar en sentido Horario y M2 en modo Antihorario	(2) para que el robot vaya hacia ATRÁS: M1 debe girar en modo Antihorario y M2 en modo Horario
(3) El GIRO a la IZQUIERDA se consigue con: M1 en modo Antihorario y M2 también en Antihorario (También se podría hacer con M1 parado, pero sería un giro más amplio y, por tanto, menos preciso)	(4) El GIRO a la DERECHA se logra con: M1 en modo Horario y M2 asímismo en modo Horario (Igualmente se podría hacer con M2 parado, pero sería un giro más amplio y menos preciso)
(5) Finalmente, para que el ROBOT se PARE, los dos motores deben estar parados.

Para simplificar el programa, definimos previamente 5 bloques:

• AVANCE
• PARO
• IZQUIERDA
• DERECHA y
• ATRÁS (no poner tilde en mBlock ni IDE)
  

• Se conecta el positivo de la batería externa +Vcc2 a la toma Vin de Arduino (Voltaje de entrada).
• Se elimina el cable que partía desde Arduino para propocionar voltaje de +5V al circuito.
• Una vez cargado el programa a Arduino, se desconecta el cable USB.

• Que se detengan los motores si ENABLE =  0
• Que giren al valor máximo si ENABLE = 255
• Que giren a un valor intermedio usando un valor entre ENABLE = 0 y ENABLE = 255

• Deben estar 2 segundos detenidos.
  
• Luego deben girar 2 segundos a una velocidad media.
• Girarán otros 2 segundos a velocidad máxima.
• A continuación girarán de nuevo a velocidad media.
• Por último se detendrán otros 2 segundos.
• Acto seguido, realizarán la misma secuencia pero girando en sentido contrario.
  

(Pulsa para verlo más grande)

• La señal del cursor del potenciómetro se introduce en la entrada Analógica A5 produciendo un valor entre 0 y 1024.
• Este valor se traducirá en otro que varíe entre 0 y 255.
  
• Este último valor será el que salga por la entrada PWM~3 para alimentar las tomas ENABLE.
• El resultado debe ser que, girando el potenciómetro se consiga variar la velocidad de ambos motores
• En esta práctica es indiferente el sentido de giro de los motores.
  

(Pulsa para verlo más grande)

1 Arduino UNO LOG 8431

1 Cable USB LOG 7509

1 Protoboard LOG 886

1 Kit mando + Receptor infrarrojos TSOP LOG 8401

1 Pila de botón CR2032 de Litio de 3V para mando LOG 602

3 Latiguillos board macho–macho LOG 7519

• Procedimiento 1 - se tarda más debido a que el Administrador de extensiones del IDE va muy lento.

• Procedimiento 2 - es más rápido al partir de un archivo ya descargado.

PROCEDIMIENTO 1 Instalar la librería IRremote 1.0.0 desde el buscador del IDE de Arduino

Para instalar librerías para el IDE de Arduino accede al menú Programa > Incluir Librería > Administrar Bibliotecas... (Ctrl+Mayús+I) En este momento se actualizará la lista de las librerías que están instaladas Escribe en el Cuadro de Búsqueda superior el texto IRremote Tras unos segundos se muestra en la pantalla distintas librerías en las que se incluye el término IRremote. Escoge la denominada IRremote by shirriff en la versión deseada (en este caso la 1.0.0) y pulsa Instalar Pero ¿Y si tenías ya instalada otra versión de IRremote como por ejemplo la 4.4.0? Entonces te aparecerá esa librería como INSTALADA y tendrás que escoger en el desplegable de abajo la versión que prefieres (en nuestro caso la 1.0.0) y pulsa Instalar Tras el proceso, aparecerá la nueva versión 1.0.0 de la librería como INSTALADA Cierra la ventana de las librerías. En la ventana principal del IDE de Arduino accede de nuevo al menú Programa > Incluir Librería y verás que en la lista que se ofrece aparece la librería recién instalada: IRremote (al estar recién instalada aparecerá al final del todo) Pulsa sobre el texto IRremote para agregarla al programa. Al pulsar sobre IRremote el volvemos a la pantalla inicial y en el programa vemos que ya se ha incluido la referencia a una librería del sistema. En este caso aparecen dos librerías: La primera es IRremote.h que es la que continene las órdenes que vamos a utilizar en la práctica La otra es IRremoteInt.h que sirve para programar Interrupciones" en el microcontrolador (microprocesador de Arduino), que se usan cuando Arduino tiene que conmutar entre distintos procesos que exigen una 'atención constante' de modo que para el usuario parezca que los controla todos a la vez. Igualmente sirve para establecer temporizadores. Todo esto son funciones avanzadas que no usaremos y podríamos borrar esa referencia a la librería IRremoteInt.h Si en el apartado de IRremote del  Gestor de librerías pulsamos en More info se nos abre la página de github con información sobre la librería IRremote pero no se encuentra allí el enlace a la versión IRremote-1.0.0 ¿Entonces cómo podemos obtener los archivos IRremote para otro ordenador? NOTA: en la plataforma github sólo se ofrecen las versiones de IRremote a partir de la 4.0.0 y en las explicaciones sólo se comenta las diferencias entre las versiones 2, 3 y 4 (aunque la 2 es en realidad muy similar a la 1 y los comandos que nos interesan son los mismos). Para obtener el archivo de IRremote, lo más fácil es acceder a la guía de referencia de Arduino o buscar directamente en internet la palaba IRremote y de este modo acceder a la información sobre dicha librería que aparece en la nombrada guía de referencia de Arduino: https://www.arduino.cc/reference/en/libraries/irremote/ En esta página podemos acceder a todas las versiones de esta librería, desde la inicial (la 1.0.0) hasta la que es la última a fecha de redacción de este tutorial: la 4.4.0 (actual) De este modo, podremos descargar la versión deseada en formato ZIP: IRremote-1.0.0.zip Guarda el archivo en un lugar adecuado para que el IDE de Arduino lo encuentre. Un buen sitio sería en la ruta Mis documentos \ Arduino \ libraries En dicha carpeta (creada cuando se instaló Arduino en el ordenador) suele haber un archivo de texto llamado "readme" que simplemente ofrece una dirección donde se explica cómo instalar librerías. La dirección aludida es http://arduino.cc/en/Guide/Libraries

PROCEDIMIENTO 2 Instalar IRremote-1.0.0 a partir de un archivo ya descargado

Vamos a instalar la librería IRremote desde un archivo ya descargado. Utiliza este archivo: IRremote (versión 1.0.0) Guarda el archivo anterior en una carpeta adecuada. Por ejemplo en Mis documentos \ Arduino \ libraries Si ya habías instalado previamente otra versión de IRremote aparecerá todo en la misma carpeta: No podrás instalar una versión anterior desde un zip si ya tienes una versión más actualizada instalada. Lo primero que debes hacer es borrar los archivos y carpetas de la versión anterior (borrar IRremote-4.4.0 en este caso) Ahora sí, accede al menú Programa > Incluir Librería > Añadir biblioteca .ZIP Busca el archivo de IRremote-1.0.0 descargado en tu carpeta en la ruta: Mis documentos \ Arduino \ libraries  En el apartado Archivos de tipo: debes escoger Ficheros Zip o Carpetas Y entonces seleccionar el archivo deseado IRremote-1.0.0 en la ruta: Mis documentos \ Arduino \ libraries Acabado ésto, aparece un mensaje en la zona de notificaciones indicando que se ha añadido la librería a Arduino y, por tanto. aparece disponible en el menú "Incluir Librería". Para utilizar en el programa la librería accedemos al menú  Programa > Incluir Librería  y observamos que aparece en el listado (si está recién instalada estará en la zona del final) Ya se incluyen los comandos para utilizar la librería en el programa actual. Como se dijo antes aparecen dos librerías aunque la que nos interesa es la primera. Si accedes a la ruta donde descargaste el archivo ( Mis documentos \ Arduino \ libraries) verás que automáticamente aparece descomprimido en una carpeta con el mismo nombre mostrándose sólo la versión que vamos a usar inicialmente: IRremote-1.0.0

El programa para el IDE de Arduino usando la librería IRremote-1.0.0 sería el siguiente:

• La patilla Positiva (+) se conecta a la toma de +5V de Arduino
• La patilla Negativa (-) se conecta a la toma de tierra GND de Arduino
• La patilla de Señal (Signal) se conectará a un PIN ~PWM de Arduino. En nuestro caso hemos escogido el PIN ~5

• PROCEDIMIENTO 1  (desde el Gestor de librerías del IDE de Arduino)

• PROCEDIMIENTO 2  (a partir de un archivo ya descargado)
  

• El LED se conectará al PIN PWM ~5 de Arduino

• El Receptor TSOP se conectará al PIN ~10 (observa que es un PIN distinto al usado en los circuitos anteriores). Como ya hemos dicho antes, al usarse como ENTRADA no es necesario que sea ~PWM
  

• Al pulsar la tecla "0" (CERO) el LED se iluminará a un valor PWM intermedio: 120

• Cada vez que se pulsa la tecla "#" el valor PWM asignado al LED aumentará en 15
• Cada vez que pulsamos la tecla "*" el valor PWM asignado al LED disminuirá en 15

• PWM sólo puede variar entre 0 y 255

Ejemplo de programa con IRremote-1.0.0:

• El LED RGB se conectará a los PINES PWM de Arduino ~5 (Rojo) ~6 (Verde) y ~9 (Azul)

• El Receptor TSOP se conectará al PIN ~10 (como antes)
  

• Las teclas numéricas del 1 al 9 serán las que controlan la luminosidad de cada uno de los colores de forma similar al proyecto anterior:

• Las teclas 1, 2 y 3 controlan el color Rojo (haciendo que el valor disminuya 15 / se ajuste a 120 / o aumente 15 respectivamente)
• Las teclas 4, 5 y 6 controlan el color Verde (para que el valor disminuya 15 / sea 120 / o aumente 15 respectivamente)
• Las teclas 7, 8 y 9 controlan el color Azul (logrando que el valor disminuya 15 / se fije a 120 / o aumente 15 respectivamente)

• Retoma el circuito del apartado 18 sobre el control de 2 motores DC con un puente en H pero usando el código de Arduino IDE
  

• Completa el circuito con un receptor TSOP que se conectará al PIN ~3

• El Receptor TSOP permitirá el control del movimiento de los motores usando el mando a distancia. Se pueden controlar muchas variables pero inicialmente te pedimos que hagas al menos lo siguiente:

• Las teclas de control serán las flechas y el botón OK

• Según la flecha pulsada, el móvil se moverá en esa dirección, haciendo los cambios de giro de los motores pertinentes.

• El botón OK servirá para parar el móvil completamente.




Como ampliación, harás que 3 botones controlen la velocidad, cambiando el valor PWM que les llega a los motores. Eso será en la práctica siguiente pero te lo adelanto para que lo tengas en cuenta y no borres el apartado de la variable PWM porque te puede servir en la práctica siguiente.

Lo más fácil es que combines las ideas que se han ido sembrando en estas prácticas. Por ejemplo, el programa para el control de motores con el dedicado al receptor TSOP a partir del mando a distancia:

• Lo primero que debes hacer es identificar los códigos de las teclas y anotarlo.

• Tendrás que cambiar las teclas asignadas a las distintas funciones.

• Respecto a la variable PWM puedes dejarla, porque te puede servir para la práctica siguiente.

• Una vez comprobado el funcionamiento del programa puedes quitar los mensajes del monitor Serie.

• Localizadas las teclas, define las funciones que vas a necesitar (fíjate en el ejemplo siguiente) y en lugar de hacer una SECUENCIA de movimientos haz que, al pulsar cierta tecla del mando, el programa "llame" a la función correspondiente:

• Haz que otros 3 botones del mando controlen la velocidad, cambiando el valor PWM de las tomas ENABLE (1 y 9) del L293D.

• Para ello hay que cambiar el circuito, alimentando las tomas ENABLE (1 y 9) del L293D a partir del PIN ~11 de Arduino.

• Usa las mismas teclas y criterios que en el ejercicio 19E:

• Al pulsar la tecla "0" (CERO) el móvil se moverá con un valor PWM intermedio: 120

• Cada vez que se pulsa la tecla "#" el valor PWM asignado al PIN~11 aumentará en 15
• Cada vez que pulsamos la tecla "*" el valor PWM asignado al PIN~11 disminuirá en 15

• PWM sólo puede variar entre 0 y 255

Las teclas de  control son las que están situadas en la mitad inferior del mando:

Combina ambos códigos para diseñar un programa que cumpla con todas las especificaciones.

1 Arduino UNO LOG 8431

1 Cable USB LOG 7509

1 Protoboard LOG 886

7 Resistencias de 220 Ohmios (rojo – rojo – marrón) LOG 748 220

3 Resistencias de 470 Ohmios (amarillo – morado – marrón) LOG 748 470

2 Resistencias de 1K Ohmios (marrón – negro – rojo) LOG 748 1K

1 Resistencia de 10K Ohmios (marrón – negro – naranja) LOG 748 10K

1 LDR LOG 731

1 Pulsador para circuito impreso LOG 542

1 Zumbador piezo-eléctrico activo LOG 714

1 Diodo de silicio 1N4007 LOG 760

1 Transistor NPN BC547 LOG 751

1 Hélice de 4 aspas para ejes de 2mm LOG 22

1 Led RGB ánodo común LOG 730

1 Display de 7 segmentos Cátodo Común de 1 dígito SC39-11 LOG 831-CC11

1 Optoacoplador CNY70 LOG 837

2 Diodos LED 5mm Rojo LOG 724

2 Diodos LED 5mm Amarillo (Ámbar) LOG 723

2 Diodos LED 5mm Verde LOG 722

1 Potenciómetro de 100K LOG 743

1 Miniservo 4,5V SG90 180º LOG 06

2 Motores de CC de 1,5-4,5V y eje de 2mm LOG 00

2 Condensadores de poliéster de 100nF LOG 770

1 Puente en H - Driver de motores L293D LOG 874

3 pilas Alcalinas AA de 1,5V R6 LOG 570

1 Portapilas 3xR6 (para 3 pilas 1,5V AA) LOG 533

1 Kit mando + Receptor infrarrojos TSOP LOG 8401

1 Pila de botón CR2032 de Litio de 3V para mando LOG 602

20 Latiguillos board macho–macho LOG 7519