¿Cómo hacer tu propio Sumobot? by Guillermo Barbadillo Villanueva

¿Cómo hacer tu propio Sumobot?

 

El presente artículo completo lo puedes encontrar en el siguiente link: Proyecto Arduino – Sumobot

Algunos de los materiales que utilizarán los puedes encontrar en nuestra tiena online Ferrustronix

RESUMEN DEL PROYECTO

Objeto y Alcance del Proyecto

El proyecto consiste en diseñar y construir un robot para competir en la categoría de Mini Sumo Robótico.

Además se va a generar la documentación suficiente para que un futuro grupo de robótica tenga la base para construir un robot de similares características.

Los pasos a seguir en el desarrollo del proyecto serían los siguientes:

1. Estado del arte. Estudiar el reglamento de la competición, analizar los mejores robots construidos hasta la fecha, ver cuáles son los puntos importantes a la hora de construir un robot ganador…
2. Elección de componentes. Rastrear el mercado para comprobar cuáles son las opciones disponibles para cada elemento del robot. Comparar las especificaciones de los componentes, ver los requerimientos necesarios…
3. Diseño del robot. Una vez hemos elegido los componentes diseñar la estructura del robot (chasis, carrocería y rampa). Estudiar los materiales disponibles y sus técnicas constructivas. Diseñar el circuito eléctrico del robot.
4. Montaje del robot. Llevar a cabo todo lo planeado y documentarlo adecuadamente para que pueda ser utilizado en proyectos venideros.
5. Puesta a punto. Diseñar una serie de programas para comprobar el correcto funcionamiento de cada componente del robot.
6. Programación. Crear el software que integre todos los elementos del robot y le confiera un comportamiento inteligente
7. Mejoras. Participar en campeonatos de sumo y con la experiencia ver lo que se podría mejorar.

Locomoción

La elección del método que usaría el robot de sumo para moverse por el tatami determinaría completamente el diseño del robot. A continuación se enumeran las distintas posibilidades.

Ruedas

Es la opción más utilizada para los robots de sumo. Esto es así porque es el método más simple y eficiente para mover un vehículo sobre una superficie. Se puede establecer una clasificación en cuanto al número de ruedas.

Robot con dos ruedas

Un robot con dos ruedas necesitaría un punto de apoyo adicional para mantener el equilibrio. Este punto adicional puede ser una rueda loca o la rampa frontal del robot. Una de las principales ventajas de usar dos ruedas es que si impedimos que el robot avance la parte delantera del robot se elevaría como si fuese un caballo encabritado. Esto puede ser muy ´útil para volcar al robot adversario.

Sensores de Borde

Un robot de sumo que no pueda detectar el borde del tatami no tendrá ninguna posibilidad ante un robot competitivo. Conseguir que el robot se mueva por el tatami sin salirse solo es lo mínimo que le podemos pedir al robot. Existen dos aproximaciones al problema de detectar el borde.

Detectar el desnivel. El reglamento marca que el dohyo tiene que estar 5cm elevado sobre el suelo.

Por lo tanto es posible utilizar sensores mecánicos que detecten este desnivel.

Detectar el cambio de color. El reglamento marca que el dohyo tiene que ser negro salvo un anillo blanco de 5cm en el borde. Este cambio de color puede ser detectado y utilizado para evitar que el robot abandone el ring.

Sensores Mecánicos

No son comúnmente utilizados pero hay que hacer notar que existe esa posibilidad. Se trata de diseñar un actuador que perciba el desnivel en el borde y active un interruptor.

Sensores Ópticos

Como sabemos el negro y el blanco reflejan la luz de forma muy distinta. Este es el hecho que usaremos para detectar el borde del dohyo. Tenemos tres posibles opciones.

1. Fotorresistencia. Existen resistencias que varían su valor en función de la luz recibida. Utilizaríamos un LED para iluminar el suelo y una resistencia para medir la luz reflejada. Este método tiene el inconveniente de que el cambio de valor de la resistencia no es rápido y un robot veloz no podrá detectar el borde a tiempo.
2. Fototransistor. En este caso la corriente que atraviesa el fototransistor depende de la luz recibida. La ventaja que tiene es que es mucho más rápido que la fotorresistencia.
3. Infrarrojos. Con las fotorresistencias y los fototransistores podemos usar luz visible e infrarroja.

Esto tiene el inconveniente de que la medida del sensor puede verse alterada por la luz de la sala. Esto lo solucionan los sensores de infrarrojos ya que no son sensibles a la luz visible. La desventaja es que no podemos apreciar a simple vista si el sensor está funcionando en caso de problema. Sin embargo tenemos una solución muy a mano: las cámaras digitales son sensibles a la luz infrarroja.

Elección: Sensor Infrarrojo CNY70

Habiendo considerado las distintas posibilidades vemos que la mejor opción por efectividad y simplicidad son los sensores de infrarrojos. Existen múltiples opciones en el mercado y nosotros elegimos la que probablemente sea más usada en los mini sumos por su simplicidad, robustez y bajo precio: el sensor CNY70.

Sensores de Proximidad

Los sensores de proximidad son utilizados para localizar a nuestro adversario en el ring. Hay dos tipos de sensores de proximidad: los sensores de infrarrojos y los de ultrasonidos. Los dos basan su funcionamiento en el mismo método: un emisor de ondas y un receptor.

Sensores Infrarrojos

Dentro de esta familia de sensores destacan los Sharp GP2. Son sin duda los más utilizados en mini sumo. Son compactos y en su interior incluyen ya el emisor y el receptor de infrarrojos. Su funcionamiento se basa en que si hay un obstáculo cercano el ´ángulo de rebote ser ‘a más grande que si el obstáculo está más lejos. Esto lo podemos ver claramente en la siguiente figura.

BIBLIOGRAFÍA
Barbadillo Villanueva, G., & Pina Calafí, A. (2012, Septiembre). Proyecto Arduino: Sumo Robótico. 199.

VIDEOS DE MUESTRA

VIII Campeonato de Microbots de Euskadi 2009 – Minisumo

IX Campeonato de Euskadi de Microbots: Minisumo

Canadian National Robot Games 2010 – Master Mini Sumo