SEGUIDOR DE LINEAS EN ARDUINO

 

INVESTIGACION PREVIA:

• Que es una variable en arduino?
• Que es una constante en arduino?
• Para que sirve la estructura de control IF en arduino?
• Que es un diagrama de flujo en arduino?
• Que se necesita par armar un carro seguidor de lineas?
• Investigue acerca del sensor TCRT5000 en arduino

QUE NECESITAMOS PARA ARMAR UN CARRO EN ARDUINO (EVASOR DE OBSTACULOS / SEGUIDOR DE LINEAS)

1. Conceptos Básicos de Electrónica

Antes de conectar cables, el estudiante debe entender cómo fluye la energía:

• Voltaje, Corriente y Polaridad: Diferenciar entre el polo positivo (+) y negativo (-) para evitar quemar componentes.

• Uso de la Protoboard (Placa de pruebas): Entender cómo están conectadas las filas y columnas internamente para hacer puentes.

• Identificación de Componentes: Saber qué es un LED, una resistencia, un motor DC y, lo más importante, el Sensor Ultrasónico (HC-SR04) y el Puente H (L298N o L293D) que controla los motores.

2. Programación en Arduino (Nivel Principiante)

No es necesario que escriba código desde cero de memoria, pero debe entender la lógica de lo que está copiando o modificando:

• Estructura del Código: Diferencia entre void setup() (configuración inicial) y void loop() (instrucciones que se repiten).

• Variables y Tipos de Datos: Saber que se pueden guardar números (como la distancia medida por el sensor) en variables.

• Condicionales (Lógica IF/ELSE): Este es el "cerebro" del robot: "SI la distancia es menor a 20 cm, ENTONCES detente y gira; SI NO, sigue adelante".

• Lectura de Sensores: Entender cómo el sensor ultrasónico envía un pulso y mide el tiempo que tarda en regresar para calcular la distancia.

3. Manejo de Componentes Específicos

• El Sensor Ultrasónico (HC-SR04): Entender que funciona como el oído de un murciélago (emite sonido y recibe el eco).

• Control de Motores (Puente H): Saber que los motores no se conectan directo al Arduino (porque lo quemarían), sino a través de un controlador que regula la potencia y dirección.

• Servomotor (Opcional): Si el robot mueve el sensor de lado a lado para "mirar" antes de girar, el niño debe saber cómo posicionar un servo en grados (de 0° a 180°).

4. Habilidades de Montaje y Mecánica

• Conexionado (Jumpers): Saber conectar cables macho-macho y macho-hembra siguiendo un diagrama de circuito.

• Alimentación: Entender que los motores necesitan su propia fuente de energía (pilas 18650 o una batería de 9V) separada o compartida con el Arduino pero con suficiente amperaje.

• Uso de Herramientas: Manejo básico de destornilladores, pinzas y, en algunos casos, saber que existe la soldadura (aunque a los 12 años se recomienda usar cables con conectores listos).

5. Pensamiento Computacional

• Diagramas de Flujo: Ser capaz de dibujar en papel qué pasos debe seguir el robot antes de programar.

• Resolución de Problemas (Debugging): Aprender que si el robot gira en círculos, probablemente un cable de motor está invertido; o si no detecta nada, puede ser un error en los pines del sensor.

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SENSOR TCRT5000 - SEGUIR DE LINEA - ¿Qué necesitamos?

1. El Nuevo Componente: Sensor Infrarrojo (IR)

Es el componente clave. El estudiante debe entender cómo funciona:

• Módulo Seguidor de Línea (TCRT5000): Saber que tiene un LED que emite luz infrarroja (invisible al ojo humano) y un receptor que mide cuánta luz rebota.

• Reflexión de la luz: Concepto básico de física: el color blanco refleja la luz y el negro la absorbe. El sensor "sabe" que está sobre la línea negra porque no recibe rebote de luz.

• Calibración (Potenciómetro): Muchos sensores tienen un pequeño tornillo (potenciómetro) que regula la sensibilidad. El estudiante debe aprender a ajustarlo para que detecte la línea según la iluminación del lugar.

2. Diferencia en la Lógica de Programación

A diferencia del evasor, que solo reacciona cuando algo está "cerca", el seguidor de línea requiere una lógica de corrección constante:

• Lectura Digital (0 y 1): Entender que el sensor enviará un "1" si ve blanco y un "0" si ve negro (o viceversa, según el modelo).

• Lógica de dos sensores:

  • Si ambos ven blanco: Avanzar.

  • Si el derecho ve negro: Girar a la derecha para recuperar la línea.

  • Si el izquierdo ve negro: Girar a la izquierda.

  • Si ambos ven negro: Detenerse o avanzar (según el diseño del circuito).

3. Conceptos de Señales Digitales vs. Analógicas

• Aunque se pueden usar lecturas analógicas para mayor precisión, a los 12 años se suele empezar con lecturas digitales (digitalRead). El estudiante debe entender que el sensor solo tiene dos estados: "estoy en la línea" o "no estoy en la línea".

4. Mecánica Específica (Altura de los sensores)

• Distancia al suelo: A diferencia del sensor ultrasónico que "mira" a lo lejos, los sensores IR deben estar muy cerca del suelo (entre 5mm y 1cm). El estudiante debe saber ajustar físicamente los sensores para que no choquen con el piso pero que logren leer la línea.

5. Comparativa: ¿Qué cambia respecto al evasor?

Característica	Evasor de Obstáculos	Seguidor de Línea
Sensor principal	Ultrasónico (HC-SR04)	Infrarrojo (TCRT5000 o KY-033)
Tipo de señal	Tiempo de eco (distancia)	Reflexión de luz (color)
Ubicación	Al frente, mirando hacia adelante	Debajo, mirando hacia el suelo
Objetivo	Evitar el contacto	Mantener el contacto con la línea

Resumen de materiales adicionales:

• 2 o 3 Módulos de sensores infrarrojos.

• Cinta aislante negra: Para crear el circuito o camino en un piso claro.

• Cables jumper hembra-macho: Para conectar los sensores directamente a la placa o protoboard.