Proyectos prácticos de Electrónica y Robótica: Robótica : Seguidores de linea

¿Qué es un Robot Sigue Línea?
Los robots seguidores de línea (o robots rastreadores de linea) son considerados como el primer paso en el mundo de la robótica. Son robots muy sencillos, que cumplen una única misión: seguir una línea marcada en el suelo (normalmente una línea negra sobre un fondo blanco).
Como tarea de inicio en Robótica intentaremos construir un robot lo más simple posible.Se trata de construir un robot (carrito) que siga la trayectoria de una fuente de luz, de manera que si este foco se interrumpe, el robot dejará de desplazarse hacia delante y empezará a buscar el foco de luz nuevamente,para esto necesitamos de un vehículo accionado por dos ruedas accionadas por motores.
En el principio básico necesitamos mínimo dos sensores de luz (fotoresistencias , fototransistores) y dos o mas fuentes de luz (foquitos , leds ) cada sensor de luz debe captar oscuridad o reflejo de una superficie blanca.
El robot estará compuesto de un circuito que podremos hacer fácilmente con una placa pre perforada o haciendo un circuito impreso , es importante indicar que se deberá construir dos circuitos exactamente iguales : uno para cada sensor-motor (rueda) e irán cruzados .El sensor izquierdo actuara sobre el motor derecho y el sensor derecho sobre el motor izquierdo ,un diagrama explicaría mejor esta conexión.

Los motores deben ser de corriente continua , en nuestro caso tomados de carritos de juguete que traen engranajes reductores de velocidad para mover las ruedas, las rueditas pueden tomarse del mismo carrito de juguete . Los sensores van paralelos al suelo y a unos 2 o 3 mm de separación desde el suelo a la superficie del sensor , la separación entre ambos sensores será para que quede dentro de la línea negra que vayamos a usar como trayectoria.
Suponiendo que el seguidor debe detectar una linea negra como es la mayoria de circuitos propuestos en la red , cuando tenga los dos sensores viendo blanco (con la linea negra entre ellos) los 2 motores estarán en marcha con lo que el robot avanzara en línea recta, cuando llega a una curva y supongamos que el sensor izquierdo sale de la línea negra entonces provocara que el motor del lado contrario (motor derecho) se desactiva con lo cual el robot girara a derecha entrando de este modo en la línea negra otra vez , para el caso contrario pasa lo mismo pero con el otro motor y sensor.
Información sobre esto es muy abundante en internet , la mayor parte basada en microcontroladores debido a que las nuevas generaciones de electrónicos basan su formación en ellos dejando de lado transistores y circuitos electrónicos digitales TTL o CMOS.
Para este post usaremos la lógica mas simple que podamos mostrar, intentaremos hacer un seguidor de trayectoria utilizando solo un fotoresistor (en Lima Perú se encuentran por S/1 un sol ,más o menos 0.30 centavos de dolar ) un foquito de linterna para mayor simplicidad si no se sabe usar leds , un transistor de potencia con disipador de calor y dos motorcitos (en la "cachina" de Lima se encuentran muchos carritos de juguetes malogrados buenos para este fin ), no olvidar los diodos de protección en reversa para los picos inversos.
En este tipo de diseño una de las ruedas estará accionada siempre mientras que la otra se activará o desactivará de acuerdo a que la LDR (fotoresistencia) no reciba luz o la reciba por reflejo.
Cuando iluminamos la fotorresistencia (LDR) por el reflejo de zona blanca el transistor conduce, accionando el motor de su rueda. En este caso, estarán en funcionamiento los dos motores y pero el motor controlado por el transistor tiene mayor voltaje que el otro y hará un giro en la dirección que se le ha asignado el robot irá en sentido contrario. Un circuito muy sencillo sería este:

Aqui la zona central seria blanca mientras que la de afuera es negra , el motor que tiene solo una pila la lleva hacia el centro mientras que cuando el fotoresistor ve blanco se vá hacia afuera . En el video adjunto la zona central es negra por tanto se debe invertir la conexion del sensor usando una resistencia referida a tierra y tomar el divisor de voltaje . En este proyecto como solo vamos a usar un fotoresistor no podemos usar una linea , el robot deberá distinguir solo blanco o negro es decir deberá ir por los bordes de una superficie cerrada curva cuya parte interior será negra como se verá en el video adjunto si aprecian el movimiento del robot la rueda que está permanente conectada es la derecha intentando llevar al robot hacia la izquierda , pero este motor tiene solo una pila y tiende a llevar al robot hacia la zona negra . Para este diseño el motor izquierdo deberá activarse cuando el fotoresistor "vea" negro y apagarse cuando entre a la zona blanca, pero para salir "con fuerza" de la zona oscura este motor lleva dos pilas que lo hacen salir hacia la izquierda debido a tener el doble de velocidad debido al mayor voltaje de alimentación , al salir y encontrar zona blanca el motor se apaga regresando nuevamente a la zona oscura y "rebotando " nuevamente , como se verá el movimiento es oscilante pero se podria afinar reduciendo la velocidad de este motor . Sin embargo es un circuito bastante sencillo que nos permite entender el principio de los seguidores de luz , en este caso análogos , el prototipo original tiene más o menos esta apariencia :