MICROCONTROLADORES
Balancín con control PID
- Aplicar todo lo aprendido en el curso de microcontroladores.
- Usar Arduino para poder programar un Control PID.
- Diseñar un placa tipo Shield para el Arduino.
- Realizar la conexión vía bluetooth el Arduino con el Celular.
2. JUSTIFICACIÓN:
Este proyecto busca mediante la aplicación de los conceptos aprendidos a lo largo del Curso de Microcontroladores-Procesos y Control poder diseñar un control PID con arduino para poder mantener en equilibrio un balancín, a su ves de poder desarrollar un aplicación para el smarphone que pueda controlar un corro por medio de un módulo bluetooth, permitiendonos no solo poder adaptar este control en cualquier proceso que necesite mantener su variablen en un Setpoint pre fijado.
3. MATERIALES:
3.1 Batería de Litio (3.7V): Conectamos 2 en serie para alimentar el L298n y otras para alimentar el arduino uno.
3.3 L298n: Este driver es muy utilizado para controlar motores DC lo alimentamos con 7.4V.
3.4 Arduino Uno: Se puede utilizar un Arduino nano y es preferible para reducir el peso pero en este proyecto se desarrollo un PCB Shield para este Arduino.
3.5 MPU 6050: Este módulo nos permitirá ubicarnos en los 3 ejes (X,Y,Z) y poder identificar en que posición es está nuestro balancín
3.6 HC-05: Este módulo puede trabajar como maestro y esclavo (HC-06) en este caso lo utilizamos, cuando se suba el programa no conectarlo ya que no se podrá subir el programa correctamente.
8. Tercer video:
En este video se ve el funcionamiento del proyecto final.
9. Observaciones:
11. Archivos para descargar:
11.1. Liberias:
3.7 llanta para motoreductor:
3.8 Tornillos y tuercas 1/8" x 1 1/2" Largo (4)
4. Esquema de conexiones:
4.1 Conexiones del circuito del Blancín:
4.1 Conexiones del módulo HC-05 (esclavo):
5. Diagrama de flujo del programa del bluetooth y diagrama de bloques del control
5.1 Flujograma:
5.2 Diagrama de bloques:
6. Primer Video:
En este video se explicaran los siguientes puntos:
- Conexiones de los componenentes (0:08)
- Diagrama de flujo (2:29)
- Explicación del código del Proyecto Balancín (3:40)
- Explicación del código del Proyecto del control remoto por Bluetooth (11:35)
- Explicación de la Aplicación que se desarrollo en App Inventor (12:58)
- Pruebas en protoboard con el MPU 6050 (15:08)
6.1 Foto de la prueba realizada en el protoboard con el MPu 6050:
7. Segundo Video
En este video se explicaran el PCB y la estructura para el balancín:
7.1 Resultado:
Este placa se puede usar para el balancín y para el control por bluetooth de un carro.
Luego de imprimir cada pieza de la estructura del balacín se tiene el siguiente resultado
Este placa se puede usar para el balancín y para el control por bluetooth de un carro.
En caso de usar el módulo bluetooth puede usarse en un carro de 4 o 2 ruedas como se ve en el siguiente imagen
En este video se ve el funcionamiento del proyecto final.
9. Observaciones:
- Para realizar la placa PCB shield se descargaron librerías para el programa Eagle.
- Para hallar los parámetros del control PID se realizaron la sintonización por el método prueba y error.
- Los motores utilizados son de 3-6V pero estos pueden variar entre mayor sea su torque y velocidad presentará una mejor reacción para el control del balacín.
- Para la creación de la aplicación para el celular tomar en cuenta que variable esta enviando al arduino para poder realizar las condiciones respectivas, en este caso es un texto.
- Para verificar la conexión entre el HC-05 y el celular este una vez conectado va a parpadear 2 veces y apagarse por un momento, en caso de no estar conectado parpadeará indefinidamente.
- Colocar las ruedas no tan alineadas, esto para poder dar un mejor equilibrio al balancín.
- Al subir el programa para controlar el carro por bluetooth desconectar el módulo HC-05 ya que de estar conectado se presentaran errores al momento de subir el programa.
- Fijar correctamente el Arduino, batería y el L298n, ya que en las pruebas para sintonizar el controlador PID se pueden caer y dañarse.
- Es recomendable utilizar un Arduino Nano en ves de Arduino Uno ya que es más liviano y reduciría el esfuerza a la hora de equilibrarse.
- Tomar en cuenta que la alimentación del Arduino va de 6 a 12 V, así mismo tomar en cuenta la caída de tensión ya que de alimentar con 6V el voltaje en la salida no será el mismo pudiendo variar.
11. Archivos para descargar:
11.1. Liberias:
11.2 Aplicación Apk:
11.3. Planos en Autocad:



















