Los carritos de compras son útiles, pero todos estos carritos requieren un empujón o un tirón para moverse. ¿Qué tal si creamos un carrito que funciona con baterías y que no requiere esfuerzo humano?
En este proyecto, diseñaremos un mini carrito de compras motorizado que funciona con baterías y que utiliza cuatro motores de CC conectados a cuatro ruedas, que se puede controlar mediante una aplicación Bluetooth en su teléfono inteligente con un control remoto tipo joystick.
Construyendo un carrito de compras motorizado
Este carrito de compras se puede construir utilizando elementos fácilmente disponibles, como un carrito de compras, cuatro ruedas de 10” (usadas en carritos robóticos), cuatro motores de engranajes de CC (12 V a 300 RPM), tubos de PVC y una lámina acrílica.
Figura 1: Imagen completa del prototipo de carro motorizado.
Artículos necesarios para el carrito.
- Cesta de compras: es una cesta de compras de plástico de 30” x 20” x 15”
Fig. 2: Imagen que muestra el carrito de compras
- Tuberías de PVC Juntas en T, juntas en L: requerimos 4 juntas en L, 2 juntas en T, tubería de PVC de 1”
Fig. 3: Imagen que muestra varias tuberías y uniones
- Lámina acrílica: es una lámina acrílica transparente de 3' x 1,5' y 4 mm de espesor.
Fig. 4: Imagen que muestra una lámina acrílica transparente.
- Ruedas: cuatro ruedas de 10” de diámetro
Fig. 5 Imagen que muestra las ruedas.
- Motorreductores de CC: cuatro motorreductores de CC de 12 V y 300 RPM
Fig.6: Imagen que muestra motorreductores de CC
Cuando tengas todos los elementos necesarios, sigue el proceso paso a paso para construir el carrito.
Paso 1: Construya un marco usando tubos de PVC, juntas en T y juntas en L. El tamaño del marco es de aproximadamente 3'x 1,5' (36” x 20”).
Paso 2: Fije la lámina acrílica de 3'x 1,5' al marco del tubo de PVC con tornillos y prepare una base para el carrito de compras.
Paso 3: Fije la canasta de compras de 2'x1.5' a la base de la lámina acrílica con tornillos y fevicol.
Paso 4: Conecte una rueda de 10” directamente al eje del motor de CC usando los tornillos provistos.
Paso 5: Aloje y asegure dos ruedas motorizadas una al lado de la otra dentro de un tubo de PVC de 2” de diámetro y prepare las ruedas delantera, izquierda y derecha. Prepare las ruedas traseras izquierda y derecha de la misma forma.
Paso 6: Finalmente, fije las cuatro ruedas delanteras y traseras con un marco de tubo de PVC utilizando abrazaderas y tornillos. El carrito de compras motorizado está listo.
Aquí hay algunas instantáneas que le darán una idea completa de cómo construir el carrito.
Fig. 7: Imagen que muestra los pasos para crear el carrito usando los componentes.
Es hora de construir tu circuito de control y control remoto. Entonces, comencemos con el diagrama de bloques del sistema.
Diagrama de bloques del sistema
Fig. 8: El componente principal del sistema de carro de trabajo que utiliza teléfonos inteligentes y joystick.
La figura muestra los principales componentes básicos del sistema. El sistema completo se puede dividir en dos secciones diferentes.
- Sistema de control del carrito de compras
- Mando a distancia con palanca de mando
El carrito de compras se está moviendo y el sistema de control se construye utilizando cuatro motores de CC, una placa Arduino NANO, 2 módulos de controlador de motor de CC, un módulo Bluetooth HC05 y un transceptor de RF HC12.
El control remoto basado en joystick está construido con un joystick resistivo de 2 ejes, una placa Arduino NANO y un módulo transceptor HC-12.
Módulo transceptor HC-12
Se utiliza como transmisor en un mando a distancia y como receptor en un carrito de compras. Se utiliza para transmitir comandos desde un control remoto y el receptor en el carrito de compras recibe estos comandos transmitidos. Funciona en una frecuencia de 433 MHz y tiene un alcance de 1100 metros.
Módulo Bluetooth HC05
Este módulo se utiliza para recibir comandos desde el teléfono inteligente del usuario a través de la aplicación Bluetooth de Android. Recibe comandos y los transmite en serie al microcontrolador de la placa Arduino.
Control de video juego
Se utiliza para enviar comandos de avance-retroceso-izquierda-derecha desde el control remoto al carrito de compras.
placa arduino nano
La placa Arduino en el carrito de compras realiza todas las siguientes tareas
- Recibe comandos para mover el carro HC12.
- Se requieren controles para mover el carro HC05.
- Mueve el carro en la dirección deseada, como adelante-atrás-izquierda-derecha, girando los cuatro motores.
Usando el control remoto, la placa Arduino recibe comandos del joystick hacia adelante, atrás, izquierda y derecha y los transmite usando el HC12.
módulo controlador de motores
Se utiliza para accionar dos motores de CC. Proporciona suficiente voltaje y corriente a ambos motores.
Motores CC
Hay 4 motores de engranajes de CC conectados a las cuatro ruedas del carrito de compras que proporcionan el movimiento deseado al carrito.
Batería
Una batería de 12 V proporciona energía a todo el circuito del carrito de compras.
Regulador de voltaje
Se utiliza para suministrar 5 V regulados a la placa Arduino y al módulo controlador del motor.
Para comenzar a construir el circuito, primero debes recolectar todos los elementos necesarios. Aquí está la lista de elementos necesarios para hacer ambos circuitos.
Elementos necesarios para el control remoto y el circuito del carrito de compras.
- Módulo transceptor HC12
Fig. 9: Imagen que muestra el módulo transceptor HC12
- Módulo Bluetooth HC05
Fig. 10: Imagen que muestra el módulo Bluetooth HC05
- Módulo controlador de motor L298
Fig. 11: Imagen que muestra el módulo controlador de motor L298
- Palanca de mando de dos ejes
Fig. 12: Imagen que muestra un joystick de dos ejes
- placa arduino nano
Fig. 13: Imagen que muestra la placa Arduino NANO
- regulador de voltaje 7805
Fig. 14: Imagen que muestra el regulador de voltaje 7805
Ahora veamos un diseño detallado del sistema con un diagrama de circuito de su funcionamiento y operación.
Diagrama del circuito de control remoto del joystick
Fig. 15: Imagen que muestra un diagrama de circuito completo del control remoto tipo joystick
El circuito de control remoto utiliza sólo tres componentes: un joystick de 2 ejes, un módulo transceptor HC12 y una placa Arduino NANO.
- El joystick tiene una interfaz de 5 cables (1) +5V (2) Gnd (3) VRx (4) VRy (5) SW. Los pines 5V y GND están conectados a los pines 5V y Gnd de la placa Arduino que proporcionan alimentación de 5V a los POT internos del joystick.
- El pin VRx es el terminal deslizante (medio) del POT horizontal (X) y está conectado a la entrada analógica A0 de Arduino.
- El pin VRy es el terminal deslizante (medio) del POT vertical (Y) y está conectado a la entrada analógica A1 de Arduino.
- El terminal SW del botón del joystick interno está conectado al pin digital 13 de la placa Arduino.
- El módulo HC-12 tiene una interfaz de cuatro cables (1) Vcc (2) GND (3) Tx y (4) Rx. Los pines Vcc y Gnd están conectados a los pines 5V y GND de la placa Arduino que proporcionan una fuente de alimentación de 5V al módulo.
- Sus pines Tx y Rx están conectados a los pines digitales D12 y D11 de la placa Arduino.
- Un LED está conectado al pin digital D10 para indicar la transmisión.
Circuito del carrito de compras
Fig. 16: Imagen que muestra el circuito del carrito de compras
La figura muestra que el circuito del carrito de compras se construye utilizando el módulo HC05, el módulo HC12, 7805, dos módulos de controlador de motor L298 y una placa Arduino NANO.
- El módulo HC-12 se conecta de la misma forma que el mando a distancia. Sus cuatro pines están conectados a los pines +5 V, GND, D12 y D11 de la placa Arduino.
- El módulo HC-05 también cuenta con interfaces de cuatro cables (1) Vcc (2) GND (3) Tx y (4) Rx. El pin Vcc recibe alimentación de +5 V del 7805 y el pin GND está conectado a tierra del circuito.
- Los pines Tx y Rx están conectados a los pines Rx y Tx de la placa Arduino (D0 y D1), respectivamente.
- Arduino controla cuatro motores de CC utilizando dos módulos de controlador de motor L293D
- Los pines Arduino D2-D3-D4-D5 están conectados a cuatro entradas del módulo 1 L293D. Las cuatro salidas del módulo 1 accionan dos motores de CC frontales (izquierdo y derecho)
- De manera similar, los pines D6-D7-D8-D9 están conectados a cuatro entradas del módulo dos. Sus cuatro salidas accionan motores CC traseros (izquierdo y derecho)
- Ambos módulos de accionamiento del motor reciben una alimentación de motor de 12 V desde la batería. La placa Arduino también recibe un suministro de 12 V al pin Vin de la batería.
- 7805 IC proporciona una salida regulada de 5 V (de una batería de 12 V) que se suministra a HC12, HC05 y a ambos módulos de controlador de motor.
- Un LED está conectado al pin digital D10 para indicación
Funcionamiento y operación del circuito.
Primero, veamos cómo funciona el control remoto.
Trabajar con el mando a distancia es bastante sencillo. En tan solo una línea de explicación, transmite diferentes comandos para mover el carro cuando se mueve el joystick de izquierda a derecha o de arriba a abajo.
- A medida que el usuario (operador) mueve el joystick en la dirección X (horizontal – izquierda o derecha) o Y (vertical – arriba o abajo), los POT internos X e Y cambian, y esto variará las salidas analógicas VRx y VRy de 0 a 5V
- Estas salidas se proporcionan como entradas analógicas para Arduino. El Arduino leerá estas entradas analógicas y, en función de un cambio en los valores VRx y VRy, enviará y transmitirá los siguientes comandos al carrito de compras usando HC12.
- Los comandos se dan en serie al módulo HC12. El módulo HC12 transmite estos comandos utilizando una frecuencia portadora de 433 MHz.
- El LED parpadea cada vez que se transmite un comando.
Ahora veamos cómo funciona el circuito del carrito de compras.
De nuevo en una sola línea, este circuito mueve el carrito de la compra en cuatro direcciones, adelante-atrás-izquierda-derecha, según el comando recibido desde el control remoto o el teléfono inteligente.
- El comando transmitido por el módulo de control remoto HC12 es recibido y demodulado por el módulo HC12 en el receptor. Proporciona este comando en serie al microcontrolador Arduino.
- De manera similar, si un teléfono inteligente controla el carrito, la aplicación de control Bluetooth de Android envía comandos para mover el carrito y el módulo Bluetooth HC05 los recibe. El módulo HC05 además proporciona este comando en serie al Arduino (Nota: antes de enviar comandos al módulo HC05, el operador (usuario) debe emparejar su teléfono inteligente con el módulo HC05. Para emparejar por primera vez, se requiere una contraseña que es por predeterminado “1234”)
- El LED parpadea cada vez que se recibe el comando desde un mando a distancia o un teléfono inteligente.
- Cuando Arduino recibe el comando para mover el carro, hace girar los cuatro motores según la siguiente tabla. Proporciona señales para hacer girar los motores a través de los módulos de controlador de motor L293D. El módulo girará los motores hacia adelante o hacia atrás según el movimiento requerido del carro.
Los circuitos de control remoto y carrito de compras están funcionando y funcionando según el programa descargado en la memoria FLASH interna del microcontrolador Arduino (ATMega328). El siguiente paso es recorrer los programas de software para control remoto y carrito de compras de los microcontroladores Arduino.
Programa de software
Hay dos programas, uno para control remoto y otro para carrito de compras. El programa de control remoto lee la entrada analógica del joystick y decide si se mueve hacia la izquierda, derecha, arriba o abajo. Envía y transmite comandos a través de comunicación serial utilizando el transceptor HC12. El programa del carrito de compras lee comandos a través de comunicación en serie desde el transceptor HC12 y acciona los cuatro motores hacia adelante y hacia atrás para mover el carrito.
Ambos programas están escritos en lenguaje de programación C utilizando Arduino IDE y se compilan y cargan en el FLASH interno del microcontrolador Arduino.
Aquí está el código de ambos programas.
Enlaces de vídeo de Youtube para este proyecto.
