Reporte De Proyecto Final - Introducción a La Mecatrónica Otoño 2024

El objetivo del presente documento es describir el proceso de elaboración de un carro eléctrico para participar en una competición de la materia Introducción a la mecatrónica del ciclo de otoño 2024.

1. 4 Motores reductor de doble eje tipo.
2. 4 Llantas complementaria al motor de doble eje.
3. Cables.
4. 1 Arduino uno.
5. Motor Drive Shield Puente H L293d Arduino Uno Mega.
6. 1 HC-05.
7. 2 Pilas de Li-Ion 3.7 VDC/9800mAh.
8. 1 Capacitor de 4000 uf.
9. 4 Capacitores de 1000 uf.
10. Plancha de MDF de 3 mm de grosor.
11. Tornillos (falta).
12. Silicón.
13. Porta pilas.
14. 2 servomotores Sg90.

El coche se diseñó enteramente en SolidWorks. Para diseñar en SolidWorks se tiene que seguir una serie de pasos muy sencillos. El primer paso es crear un croquis en uno de los planos preestablecidos (Alzado, Planta o Lateral), posteriormente se desplegará una barra de herramientas para el croquizado, como las líneas, acotar (medir), múltiples figuras, entre otras. Una vez contando con dichas herramientas el límite es la imaginación. Por último, se tiene que extruir en el apartado operaciones y dar las dimensiones de la extrusión.

Una vez se diseñó el coche, en la misma plataforma de SolidWorks creamos un ensamblaje, que consiste en aglomerar múltiples figuras previamente hechas y generarles relaciones de posición para poder "armar" una figura. posterior a ello, cortamos todas las figuras con láser. Empleamos SmartCarve43 para poder efectuar los cortes.

La programación se llevo a cabo usando la aplicación de arduino y cargándola a una placa de Arduino uno.

Programación

Se comenzó incluyendo las librerías necesarias para poder operar con motores reductores y servomotores (AFMOTOR.h, SoftwareSerial.h, Servo.h), posteriormente se declararon los puertos en los que los siguientes componentes van a estar conectados: HC-O5 (Bluetooth), Motores reductores y servomotores. Se declaró la posición inicial de cada componente y de manera consecuente se estableció la condición que permitiría efectuar los movimientos con los componentes.

Las condiciones establecidas para generar los movimientos tienen un comando simple, envían un mensaje que es interpretado por el Arduino uno, consecutivamente se efectúan los movimientos.

Por último, se estableció el retraso en el que se van a realizar las acciones.

Los materiales empleados en la elaboración del circuito están especificados en el apartado de supplies, se cableó de acuerdo a lo declarado en en el programa de arduino cerciorándonos que la polaridad de los motores no estuviera invertida y que no hubieran "bajones" de energía. Para cablear en arduino se debe conectar a los pines enumerados del 0 al 13, el 0 y 1 están diseñados para RX y TX, en otras palabras, controladores de bluetooth (HC-05), del 2 al 13 se pueden conectar señales de servomotores, estos conectados a una fuente de alimentación externa. Los motores de reducción necesitan un "traductor", por lo que se usó el Motor Drive Shield Puente H L293d Arduino Uno Mega conectado al Arduino uno por medio de los pines, este componente envía señales a los motores así como los alimenta de energía. Para conectar la pila se ocupa el puerto de alimentación del componente previamente descrito en los puertos correspondientes (GND y +M). Por último, para evitar perdidas de energía, se usaron capacitores electrolíticos conectados en paralelo a GND y +M.

Diseño

El diseño de la plataforma involucra emplear múltiples botones, extensiones de bluetooth y una lista desplegable que permita seleccionar las opciones disponibles de dispositivos por medio de bluetooth (HC-05), así como descargar fuentes e imágenes. Colocar, descargar y diseñar es sumamente intuitivo. Para descargar fuentes se puede usar la página de DAFONT y las imágenes de Google.

Programación

La programación de la app es muy intuitiva, se desarrolla mediante bloques. Se declaró que cada botón envíe una letra por medio de bluetooth al Arduino uno. Para programar el bluetooth se debe inicializar la pantalla, después dar permisos para desplegar la lista de dispositivos posibles para conectar y por último declarar que los botones hechos en el diseño realicen una acción.