Seguidor de linea Ecuador: materiales y pasos para armarlo

¿Qué es y cómo funciona un seguidor de linea Ecuador?

Un seguidor de línea detecta el contraste entre la pista y la línea mediante sensores infrarrojos. El Arduino Nano recibe las lecturas, calcula hacia qué lado se desplazó el robot y modifica la velocidad de cada motor mediante el driver TB6612FNG.

Cuando la línea está centrada, ambos motores avanzan a velocidades similares. Si la línea se desplaza hacia un lado, el controlador reduce la velocidad de una rueda y aumenta la de la otra. Una calibración correcta y un control proporcional o PID permiten realizar esta corrección de forma suave.

Materiales para armar un seguidor de linea Ecuador

Para armar un seguidor de linea Ecuador necesitas una base electrónica, un microcontrolador, un controlador para los motores, una barra de sensores, dos motores, dos ruedas, una batería y accesorios de montaje. La siguiente lista utiliza piezas compatibles entre sí y evita incluir componentes de turbina o módulos que requieren otra placa.

La placa Evan Robotics está diseñada para Arduino Nano, driver TB6612FNG rojo, regleta de ocho sensores, interruptor y dos motores. Por esta razón, la opción principal de la guía es un sensor QTR de ocho canales y no una barra de 16 sensores.

Antes de armarlo: revisa compatibilidad y herramientas

Además de los componentes principales, prepara un cautín de punta fina, estaño, multímetro, destornilladores, llave Allen, cinta termoencogible, bridas y soportes para el sensor. Estas herramientas no forman parte del circuito, pero son necesarias para conseguir conexiones firmes y un montaje seguro.

Materiales principales: descripción e imagen de cada componente

¿Conviene usar QTR-8A o QTR-8RC?

Para esta guía de seguidor de linea Ecuador, el QTR-8A es la opción más sencilla porque el Arduino Nano dispone de ocho entradas analógicas. El QTR-8RC es válido, pero su lectura requiere medir tiempos de descarga y comprobar que la distribución de pines de la PCB sea compatible.

Consulta la guía oficial de sensores QTR de Pololu para comprender la calibración, la lectura de reflectancia y el cálculo de posición. El enlace es externo y permanece DoFollow.

Compatibilidad eléctrica antes de encender el robot

• Lógica: el Arduino Nano y el TB6612FNG trabajan con lógica de 5 V.
• Motores: la versión N20 de 12 V tolera la alimentación 2S propuesta sin sobrepasar su tensión nominal.
• Driver: el TB6612FNG admite hasta 15 V en VM según la ficha del producto.
• Corriente: evita bloquear las ruedas; un motor detenido puede elevar rápidamente la corriente y calentar el driver.
• Masa común: batería, placa, Arduino, sensor y driver deben compartir GND.
• Regulación: monta y verifica los componentes de alimentación requeridos por la versión de la placa antes de conectar el Nano.

Puedes consultar la documentación oficial del Arduino Nano y la ficha técnica oficial del TB6612FNG para comprobar pines, tensiones y modos de control.

Pasos para armar un seguidor de linea Ecuador

Después de reunir todos los materiales, puedes comenzar el armado del seguidor de linea Ecuador. Trabaja siempre con la batería desconectada, verifica la orientación de cada módulo y sigue la serigrafía de la revisión exacta de la placa.

1. Revisa la placa. Identifica alimentación, orientación del Nano, zócalo del TB6612FNG, conector de sensores, salidas M1/M2, botones, LED e interruptor.
2. Suelda componentes bajos primero. Comienza por resistencias, headers y conectores; continúa con pulsadores, interruptor y elementos de regulación.
3. Instala el TB6612FNG. Alinea el módulo rojo con la serigrafía y evita invertir VCC, VM y GND.
4. Coloca el Arduino Nano. Verifica la orientación del puerto USB antes de energizar.
5. Monta dos motores N20. Deben quedar paralelos y a la misma distancia del centro del robot.
6. Instala las ruedas. Ajusta los tornillos sobre la parte plana del eje D sin deformar el eje.
7. Ubica el QTR-8A. Colócalo al frente, paralelo a la pista y aproximadamente a 3 mm de la superficie.
8. Conecta M1 y M2. Si una rueda gira al revés, intercambia sus dos cables o invierte su dirección en el programa.
9. Conecta la batería mediante el interruptor. Confirma dos veces la polaridad del JST-PHR o del adaptador.
10. Prueba con las ruedas elevadas. Verifica sensores, dirección de motores y botones antes de colocar el robot sobre la pista.

Estructura básica para programar un seguidor de linea Ecuador

La programación del robot debe dividirse en bloques sencillos. El objetivo no es comenzar con un programa complejo, sino comprobar primero que los sensores responden y que ambos motores giran en la dirección correcta. Después se añade el cálculo de posición y, finalmente, una corrección proporcional o PID.

1. Declarar pines, velocidades y variables

Al inicio se definen los pines del QTR-8A, las entradas del TB6612FNG y las variables de control. Los números de pines del ejemplo son referencias: deben sustituirse por el pinout correspondiente a la revisión exacta de la Placa Seguidor Línea.

2. Preparar el robot en setup()

La función setup() configura los pines de los motores como salidas, habilita el driver, inicia la comunicación serial y ejecuta una rutina de calibración. Durante esta etapa el robot todavía no debe avanzar a máxima velocidad.

3. Repetir el control dentro de loop()

La función loop() repite cuatro acciones: leer los ocho sensores, calcular dónde está la línea, obtener el error respecto al centro y ajustar la velocidad del motor izquierdo y derecho.

// Estructura básica para Arduino Nano + QTR-8A + TB6612FNG
// Sustituye los pines según la revisión exacta de tu placa.

const byte CANTIDAD_SENSORES = 8;
int lectura[CANTIDAD_SENSORES];

int velocidadBase = 100;
float kp = 0.10;

void setup() {
  configurarPines();
  iniciarDriver();
  calibrarSensores();
}

void loop() {
  leerSensores();

  int posicion = calcularPosicion();
  int centro = 3500;              // Centro para 8 sensores: 0 a 7000
  int error = posicion - centro;
  int correccion = (int)(kp * error);

  int velocidadIzquierda = velocidadBase + correccion;
  int velocidadDerecha   = velocidadBase - correccion;

  moverMotores(velocidadIzquierda, velocidadDerecha);
}

void configurarPines() {
  // Configura pines del QTR, PWM, dirección, STBY, botones y LED.
}

void iniciarDriver() {
  // Activa STBY y deja ambos motores detenidos.
}

void calibrarSensores() {
  // Guarda valores mínimos y máximos sobre blanco y negro.
}

void leerSensores() {
  // Lee A0 a A7 o los pines asignados a la regleta QTR-8A.
}

int calcularPosicion() {
  // Normaliza las ocho lecturas y devuelve una posición de 0 a 7000.
  return 3500;
}

void moverMotores(int izquierda, int derecha) {
  // Limita cada valor, determina el sentido y aplica PWM al TB6612FNG.
}

Orden recomendado para desarrollar el programa

1. Mostrar las ocho lecturas de los sensores en el monitor serial.
2. Comprobar por separado el giro del motor izquierdo y derecho.
3. Calibrar valores mínimos y máximos sobre la pista.
4. Calcular una posición entre 0 y 7000 para los ocho sensores.
5. Aplicar primero una corrección proporcional con kp.
6. Añadir los términos integral y derivativo únicamente cuando el seguimiento básico sea estable.

Calibración para que el robot no pierda la línea

La calibración debe realizarse sobre la misma pista donde funcionará el robot. Lee cada sensor sobre el fondo y sobre la línea para guardar valores mínimos y máximos. Después normaliza las lecturas para que los ocho canales tengan una escala comparable.

Orden recomendado de pruebas

1. Comprueba que todos los sensores cambian su lectura al pasar de blanco a negro.
2. Calcula una posición ponderada de la línea con los ocho sensores.
3. Prueba primero a velocidad baja.
4. Añade corrección proporcional antes de incorporar términos integral y derivativo.
5. Aumenta la velocidad de forma gradual y repite la calibración cuando cambie la iluminación o la altura del sensor.

En un seguidor de linea Ecuador bien ajustado, el centro de gravedad debe quedar bajo, la batería debe estar fija y el sensor no debe vibrar. Las ruedas de silicona deben mantenerse limpias para conservar la adherencia.

Errores comunes y cómo corregirlos

Conclusión: materiales y pasos para armar tu robot

Construir un seguidor de linea Ecuador es más sencillo cuando la lista de materiales y el orden de montaje están definidos desde el inicio. La placa Evan Robotics, el Arduino Nano, el TB6612FNG rojo, el QTR-8A, los motores N20 de 12 V, las ruedas de silicona y la batería 2S forman una base coherente para aprender calibración, control de motores y seguimiento PID.

No necesitas incorporar motores amarillos, batería 3S ni una barra de 16 sensores en esta configuración. Mantener el robot liviano, ordenar el cableado y verificar la alimentación antes de encenderlo reduce fallas y facilita los ajustes en pista.