Fuentes de Poder en Robótica: Parte I

En robótica las fuentes de poder se tornan importante.  Si pensamos en el típico escenario de electrónica, lo que se refiere a lógica digital, o sea la operación de circuitos de lógica digital como celulares o micro-controladores solo operan con 5V a veces menos.  Por ejemplo, cuando carga su teléfono celular, lo esta conectando a una fuente de poder en su pared que suple 110-120V, sin embargo un transformador en el cargador de celular convierte ese voltaje hacia abajo, a 5V.  Sin embargo los motores, DC, Servo, Steppers y otros mas sofisticados, suelen requerir una potencia mayor debido a que tienen un requerimiento de energía mucho mas alto.

Ojo, el requerimiento mas alto no siempre viene en términos de un mayor voltaje sino de un mayor amperaje.  Pero sucede que para obtener un mayor amperaje es necesario un mayor voltaje en la mayoría de los casos.  Los motores de proyectos básicos suelen ser de 5V, pero hay motores DC de 12 y 24V o incluso mayor.  Incluso esos motores son deseados para aplicaciones mas sofisticadas porque son mas eficientes a mayor voltaje, pero ese es otro tema.

En este artículo vamos a comenzar a ver necesidades de poder en proyectos de robótica ya que es uno que causa mucha confusión.  A menudo los lectores preguntan porque sus robots se mueven de forma lenta o errática a pesar de tener código y conexiones muy buenas.  Casi siempre la respuesta es al fuente de poder.

Lo que voy a hacer aquí es hacer un link a un articulo muy bueno por Vishnu Sharma que explica el tema en inglés y poco a poco ire traduciendo para poder tener acceso a la información en español.  El blog de Vishnu esta aquí:

Select the Right Battery for your Robot DC Motors – Part 1 of 2

Iniciaré con una tabla que el presenta sobre fuentes de poder (baterías), a pesar que su articulo inicia con una tabla de cargas o consumidores de poder (motores).  Prefiero empezar por las fuentes ya que pone en perspectiva uno de los problemas mas comunes en operar robots.

El tema principal es el siguiente; muchas veces queremos operar un motor desde la misma fuente de poder con la cual operamos nuestra micro-contolador.  Recordemos que los micro-controladores (MCU) requieren de 3.3V a 5V para operar y un motor DC, a pesar que hay de 5V, los mas fuertes pueden requerir desde 9V hasta 36V!  Pero mas importante es lo siguiente; una mcu requiere alrededor de 35mA para operar mientras que el motor DC mas sencillo de 5V requiere alrededor de 600mA (alrededor de 20 veces mas energía).  Ahora veamos cuanta energía hay en las distintas baterías típicamente usadas para proyectos de robótica:

Quiero llevar su atención a lo marcado en rojo.  Una batería de 9V tiene muy poca energía comparada con 1 batería de 1.5V AA.

Primera tip: Si estamos trabajando con un robot que requiere motores para mover pesos u operar contra fricciones altas, es importante usar battery packs de tipo LiPo o incluso NiMH.  Estos se encuentran en kioscos de celulares o tiendas de electronica como repuestos para celulares o tabletas o incluso carros a control remoto.

En la próxima sección de Fuentes de Poder veremos el uso de energía solar para nuestros proyectos y haremos referencia al uso de AVR y maneras de hacer mas energéticamente eficientes nuestros proyectos.

Arduino Android App: Parte I

Muchos solicitan poder programar para Android y poder interactuar con Arduino.  Se puede con iOS y es donde tengo mas experiencia pero debo reconocer, BT de iOS SUCKS!  Así que enfoquemos esfuerzos en Android.

Requisitos:

1. Computadora (mac)
2. Modulo HC-05
3. Android Studio (http://developer.android.com/sdk/installing/index.html?pkg=studio)

Para comunicarnos con BT de Arduino ocupamos el Adapter:

private BluetoothAdapter BA;
BA = BluetoothAdapter.getDefaultAdapter();

y para usarlo debemos usar un Intent asi:

Intent turnOn = new Intent(BluetoothAdapter.ACTION_REQUEST_ENABLE);
startActivityForResult(turnOn, 0);

Una vez conectados usamos los dispositivos así:

private Set<BluetoothDevice>pairedDevices;
pairedDevices = BA.getBondedDevices();

En lugar de pegar el código descarguemos el proyecto.  Es necesario descargar Android Studio (y JDK7) y configurar AS usando Gradle.

Luego creamos un nuevo proyecto con Actividad vacía o en blanco, llamada MainActivity.java.  Estos son los archivos finales.  Si analizamos el código vemos alrededor de 24 imports para componentes básicos que necesitamos en Android como el grupo de imports para Bluetooth, el grupo de Intents, un grupo de Menu, un grupo de Views o Vistas y finalmente el grupo de java arrays o arreglos.

La actividad en si es muy sencilla, declaramos los botones y el BluetoothAdapter.  En el método onCreate los inicializamos.  Finalmente tenemos 2 métodos; uno de on y otro de off.  El método visible es para iniciar la búsqueda y el método list es para desplegar los dispositivos bluetooth cercanos.

Corremos la app en el celular y podremos buscar dispositivos con BT y conectarnos a ellos.  En la siguiente etapa veremos como enviar y recibir datos.  Es importante notar que esto funciona para modelos HC-05 los cuales son comunes en Arduino.

Tutorial iOS & Bluno Nano

En este tutorial aprenderemos sobre la Bluno Nano pero con iPhone/iOS.

Requisitos:

1. Computadora (mac)
2. iPhone con iOS7+
3. Xcode
4. Bluno nano
5. Breadboard
6. Arduino IDE (https://www.arduino.cc/en/Main/Software)

Queremos ver como comunicarnos via BT usando la bluno nano.

Arduino…

[code]
void setup() {
Serial.begin(115200);  //initial the Serial
}
void loop() {
if (Serial.available())  {
Serial.write(Serial.read());//send what has been received
Serial.println();   //print line feed character
}
}[/code]

Android…

 BlunoDemoiOS.zip

…