Robot láser controlado con un Joystick Analógico

En este POST vamos a construir un pequeño robot de dos ejes (x e y), que va a llevar incorporado un módulo láser, con el que se va a poder apuntar al objeto que deseemos, mediante el movimiento de un pequeño joystick analógico que va a ser el encargado de controlar el ángulo de giro de las plataformas que realmente componen el cuerpo del robot.

Como del joystick y de los micro servos SG90 9G ya he hablado ampliamente en POST anteriores, ahora os voy a comentar algunas cosas a cerca del módulo láser. Este módulo consta de un pequeño diodo láser emisor de 6 mm, alimentación a 5Vdc, de color rojo, 650nm de longitud de onda y  un bajo consumo de 30mA cuando se le entregan 5Vdc; además es muy usado en proyectos de alarmas, mandos a distancia, contadores por obstrucción, sensores de barrera, etc…

Módulo láser

Como precaución importantísima antes de utilizar un láser,  os advierto de que nunca debemos apuntar directamente a los ojos de personas ni animales, puesto que este láser aunque es de baja potencia, es capaz de dañar gravemente la visión, incluso a largas distancias.

Para finalizar de hablar sobre el robot láser, os voy a hablar sobre el mecanismo que da vida al movimiento del robot, que es simplemente una plataforma utilizada para cámaras FPV (vuelo en Primera persona), que incorporan algunos de los modelos actuales de DRON,  dotada de un par de micro servos SG90 9G que van a ser los encargados de generar el movimiento en los ejes x e y, dependiendo directamente de las señales que se le envíen desde el joystick analógico. Para que os hagáis una idea concreta de lo que os estoy hablando, a continuación os muestro una serie de fotos de como queda el montaje final del robot.

Montaje final del Robot láser

Lista de Materiales:

·         Arduino UNO Rev.3.

·         Cable USB tipo A-B.

·         Joystick analógico.

·         Plataforma para cámara FPV.

·         2 Micro Servos Mr RC SG90 9G.

·         Módulo laser.

·         Protoboard.

·         Cables de conexión.

Código del programa:

Descarga del Programa

Video:

Control del Micro Servo Tower Pro SG90 9G mediante un potenciómetro

En este POST os voy a mostrar como gobernar el movimiento de un Micro Servo SG90 9G mediante el uso de un potenciómetro que conectarémos a una de las entradas analógicas de Arduino, en este caso a la entrada analógica A0, aunque podría ser cualquiera de las que dispone siempre que lo tengamos en cuenta en la programación.

Como en POST anteriores, el servo irá conectado a GND (cable color café), a +5V (cable de color rojo) y a un Pin digital con PWM (cable de color naranja), en  nuestro caso al Pin digital 9 de Arduino. Para hacer que el valor del potenciómetro represente la posición del servo de manera que el servo se mueva siguiendo al potenciómetro, necesitamos entender que el valor que leamos en la entrada analógica A0 está comprendido entre 0 y 1024, y que estos valores tienen que distribuirse entre 0 y 180º. Para ello vamos a hacer uso de la función map() de la que se dispone en la programación:
 

angulo  = map(analogRead(A0), 0, 1024, 0, 180);

La expresión anterior lo que hace es  asignarle a la variable angulo, la proporción de los valores que leamos en la entrada analógica A0 (0 - 1024), en relación a un valor comprendido entre 0° y 180°. Para que lo entendamos mejor es necesario montar el circuito y cargar el programa, para poder observar que cuando llegamos al tope del mando del potenciómetro hacia un lado, el servo estará en la posición de 0°,  y en cambio, si llegamos al tope contrario del mando del potenciómetro, el servo estará en la posición de 180°. Tenemos que tener en cuenta que en otras posiciones del mando del potenciómetrto (que no sean las extremas), se obtendrán posiciones del servo comprendidas siempre entre 0° y 180°.

Es recomendable alimentar el Arduino con una fuente de alimentación externa de más de 700 mA, para evitar problemas de corriente, ya que los servos consumen bastante en relación a la corriente que nos ofrece la placa en sus salidas digitales (40-50 mA), aunque para efectos de prueba nos es suficiente con alimentar el Arduino a través de la conexión USB de nuestro PC.

 Lista de Materiales:

·         Arduino UNO Rev.3.
 

·         Cable USB tipo A-B.
 

·         Micro Servo TowerPro SG90 9G (180°).
 

·         Potenciómetro lineal de 10KΩ.
 

·         Protoboard.
 

·         Cables de conexión.

 

Código del programa:

 

Descarga del Programa

 

Video:

Programar posiciones en un Micro Servo Tower Pro SG90 9G

Los servos son motores de corriente continua (CC), pero en lugar tener un giro continuo que podamos aprovechar (para mover un molino por ejemplo), están preparados para moverse a un ángulo fijo en respuesta a una señal de control, y mantenerse fijos en dicha posición. Estos servomotores son muy frecuentes en Aero modelismo y en robótica, puesto que su funcionamiento y control son muy precisos.

Un servo principalmente está formado por un conjunto reductor (engranajes), un motor de CC y por último por un circuito de control, aunque en la práctica se comporta como un bloque funcional que posiciona su eje en un ángulo preciso en función de la señal de control.

 

Composición de un Servomotor

Habitualmente los servos tiene un margen de operación, es decir, pueden moverse entre 0º y ángulo dado, que suele ser de 180º. Normalmente estos pequeños servos funcionan sobre 5V y el control se realiza mediante una señal de control PWM, en la que el ancho el pulso indica el ángulo que deseamos que adopte el eje. 

En este proyecto vamos a utilizar un  Micro Servo SG90 Tower Pro, puesto que es ideal para las primeras experiencias de aprendizaje y prácticas con servos, ya que sus requerimientos de energía son bastante bajos y se permite alimentarlo con la misma fuente de alimentación que el circuito de control, es decir, si se conecta a un Arduino, se puede alimentar durante las pruebas desde el puerto USB del PC sin mayor problema, aunque es recomendable alimentar el Arduino con una fuente de alimentación externa de más de 700 mA, para evitar problemas de corriente.

Micro Servo SG90 Tower Pro

 

A continuación os muestro las principales características de las que dispone:

Ø   Dimensiones (L x W x H) = 22.0 x 11.5 x 27 mm  (0.86 x 0.45 x 1.0 pulgadas)

Ø   Peso: 9 gramos

Ø   Longitud de cable de conector: 24.5cm

Ø   Velocidad: 0.10 seg/60° @ 4.8V

Ø   Torque: 1.8 Kg-cm @ 4.8V

Ø   Voltaje de funcionamiento: 3.0-7.2V

Ø   Temperatura de funcionamiento: -30℃ ~ 60℃

Ø   Ángulo de rotación: 180°

Ø   Ancho de pulso: 500-2400 µs

 
 

Lista de Materiales:

 

·         Arduino UNO Rev.3.
 

·         Cable USB tipo A-B.
 

·         Micro Servo TowerPro SG90 9G (180°).
 

·         Protoboard.
 

·         Cables de conexión.

 
 

Código del programa:
 



 

Descarga del Programa

 

Video: