Tutorial SumoBOTCBR

1Departamento de Tecnología
IES Valentín Turienzo

Introducción.
SumoBotCBR es un robot de la categoría de minisumo que ha sido diseñado por alumn@s de
Tecnología Industrial de 1º de Bachillerato del IES Valentín Turienzo de Colindres, Cantabria.
Las principales premisas en su diseño fueron las siguientes:
.- Sencillez de montaje, utilizando el menor número de tuercas, tornillos, adhesivos,…
.- Menor coste de los componentes y material y facilidad en su adquisición.
.- Control realizado con Arduino.
.- Chasis impreso en 3D y diseñado con SketchUp.
.- Homologado para la categoría de minisumo. (10 x 10 cm) y menos de 500 gr.
El objetivo principal de este proyecto es que cualquier persona que quiera construir un robot
de minisumo, ya sea profesor, estudiante, aficionado,… lo pueda hacer en muy poco tiempo, con las
mínimas complicaciones y el mínimo coste.
Descarga los archivos .stl para imprimir aquí.
Descarga los archivos .skp por si quieres modificar y personalizar en robot.

Material necesario
Listado de componentes SumoBotCBR
Artículo Imagen
1 x Arduino UNO
1 x Shield L293 control de motores
2 x Motorreductor DC120
3 x Módulo seguidor IR
Sensor TCRT5000
1 x Sensor de ultrasonidos
HC-SR04
40 x Cables dupot hembra-hembra 20 cm
1 x Conector y pila 9 v
Chasis y cubierta impreso en 3D
Ruedas impresas en 3D
Cinta "tapafugas" para las ruedas
El coste total aproximado del robot completo no supera los 45 €.

Montaje y Conexiones.
MONTAJE:
Empezaremos montando los dos motorreductores CC en el chasis utilizando dos tornillos de 3
x 25 mm de cabeza hexagonal por cada motor. Previamente se deben
realizar las conexiones de los cables a los terminales del motor.
Si el motorreductor tuviera doble eje sería necesario cortar
uno de los ejes.
IMPORTANTE
NO APRETAR DEMASIADO LOS TORNILLOS. Puede llegar a
presionar la reductora del motor y hacer que este se quede trabado.
A continuación colocaremos los tres sensores TCRT5000 y el sensor de ultrasonidos HC-SR04
En un primer momento su alojamiento está diseñado para colocarlos simplemente por presión, pero
se podría sustituir esta sujeción por tornillos de 2,5 x 6 mm., o utilizar una gota de termocola.
Después colocaremos los cables
dupot en todos los terminales de los
sensores.
Tornillos 3x25
Los motorreductores deben ir colocados
como muestra la imagen.

Una vez colocados los cables se colocará la tapa haciendo pasar estos por los orificios
practicados para tal fin.
Seguidamente colocaremos la Arduino UNO sobre la tapa sujetándola con tres tornillos, y
sobre ella colocaremos la Shield L293 en la parte superior, tal y como se ve en la foto.
IMPORTANTE
La Shield de motores L293 no tienen soldados los pines A0-5
(donde van conectados los sensores) por lo que es necesario soldarlos
previamente.

CONEXIONADO:
El siguiente paso consiste en conectar los motorreductores a la Shield. Visto el robot desde
arriba, el motor Izquierdo (MI) lo conectaremos a los terminales M2 y el motor Derecho (MD) a los
terminales M1.
*Cuando se realice el Test de motores habrá que revisar su polaridad.
Los tres sensores TCRT5000 y el sensor de Ultrasonidos HC-SR04, los vamos a llamar de la
siguiente manera:
Sensor Derecho (SD).
Sensor Trasero (ST).
Sensor Ultrasonidos (SUS)
Sensor Izquierdo (SI).

Su conexión a la shield será:
Sensor Pines de la Shield
Sensor Trasero (ST) A1
Sensor Derecho (SD) A2
Sensor Izquierdo (SI) A3
Sensor Ultrasonidos TRIG A4
ECHO A5
Este será el aspecto final de nuestro SumoBotCBR;

IMPORTANTE**
No todos los sensores denominados TCRT5000 que nos encontramos en el mercado
son iguales, tienen ligeras variaciones de tamaño y sobre todo de sensibilidad. Por ese motivo
se ha diseñado otra carcasa para el SumoBOTCBR en la cual los sensores van en la parte
superior. En un principio no parece la colocación ideal, pero su montaje es más sencillo y
funcionan correctamente. Los archivos .STL de esta nueva configuración son: ChasisSumoV9.3
y CubiertaV5.2.

PROGRAMACIÓN
Antes de empezar con la programación, debemos instalar la librería AFMotor.h. y la librería
Ultrasonic.h Podemos realizar una de las siguientes opciones:
.- OPCIÓN 1: Abrimos el IDE de Arduino, Pinchamos en Sketch, Importar en librería y
finalmente en Add Library. En este punto añadiríamos las librerías AFMotor.h y Ultrasonic.h (la
carpeta entera en formato ZIP tal y como se ha descargado).
.- OPCIÓN 2: Si la opción anterior nos diera algún problema, podemos meter directamente las
carpetas descomprimidas en C:archivos de programa (x86)arduinolibraries

Sketch 1. Test motor DERECHO
Vamos a comenzar con la programación y para ello realizaremos un sencillo programa para
controlar el motor DERECHO (MD). Haremos que gire hacia delante durante 1 seg, que se pare 2 seg y
que giren hacia atrás 1 seg.
Con esta práctica se pretende comprobar el correcto conexionado del motorreductor,
conocer su sentido de giro y su control.
El Sketch correspondiente sería este:
//SumoBotCBR
// By CantabRobots
// TEST DE MOTORES DE SumoBOTCBR
// MOTOR IZQUIERDO (MI) es el M2
// MOTOR DERECHO (MD) es el M1
// SENSOR IZQUIERDO (SI) en el A3
// SENSOR DERECHO (SD)en el A2
// SENSOR TRASERO (SA)en el A1
// SENSOR ULTRASONIDOS (SU) el TRIG en A4 y el ECHO en A5
// Es necesario instalar las librerías AFMotor.h y Ultrasonic.h para que funcione correctamente este
Sketch
//MOVIMIENTOS BÁSICOS DEL MOTOR REALIZADOS ADELANTE (1seg), PARO (2seg.) y ATRAS (2 seg.)
#include <AFMotor.h>
AF_DCMotor motorMD(1); // Definimos el Motor Derecho en la conexión M1
void setup() {
motorMD.setSpeed(250); // Set de velocidad MD fijada en 250 (esta velocidad se puede variar
desde 0 (parado) a 255 (velocidad máxima) por la salida PWM)
motorMD.run(RELEASE); // Motor Derecho preparado
}
void loop() {
motorMD.run(FORWARD); // Motor Derecho hacia delante (si gira al revés cambiamos la
polaridad en la placa)
motorMD.setSpeed(255); // Set de velocidad MD fijada en 255
delay(1000); // Se mantien durante 1 s.

motorMD.run(FORWARD); // Motor Derecho hacia delante
motorMD.setSpeed(0); // Set de velocidad MD fijada en 0. El motorD se para.
motorMD.run(BACKWARD); // Motor Derecho hacia atras (si gira al revés cambiamos la polaridad
en la placa)
}
*Recuerda, Si el motor DERECHO no girara en el sentido que le indicamos debemos cambiar su
polaridad en la Shield.
Ejercicio:
Realiza los cambios necesarios para Testear el motor IZQUIERDO y comprobar su sentido de
giro
Sketch 2. Movimientos Básicos del SumoBotCBR
Los movimientos básicos del SumoBotCBR son los siguientes; Adelante, Paro, Atrás, Giro
Derecha, Giro Izquierda. Ahora vamos a trabajar con los dos motores a la vez. Para realizar los giros
debemos parar el motor que esté en el sentido que queramos girar, por ejemplo, si queremos girar a
la izquierda debemos parar el motor izquierdo y si queremos girar a la derecha, debemos parar el
motor derecho.
//SumoBotCBR
// By CantabRobots
Sketch
//MOVIMIENTOS BÁSICOS DEL ROBOT: ADELANTE, PARO, GIRO IZQUIERDA, GIRO DERECHA, ATRAS.

AF_DCMotor motorMI(2); // Definimos el Motor Izquierdo en la conexión M2
void setup() {
motorMI.setSpeed(250); // Set de velocidad MI fijada en 250 (esta velocidad se puede variar
motorMI.run(RELEASE); // Motor Izquierdo preparado
}
void loop() {
motorMI.run(FORWARD); // Motor Izquierdo hacia delante (si gira al revés cambiamos la
motorMI.setSpeed(255); // Set de velocidad MI fijada en 255
delay (1000);
motorMI.run(FORWARD); // Motor Izquierdo hacia delante
motorMI.setSpeed(0); // Set de velocidad MI fijada en 0. El motorI se para.
delay (1000);
delay (1000);
motorMD.setSpeed(0); // Set de velocidad MD fijada en 0.El motorD se para
motorMI.setSpeed(255); // Set de velocidad MI fijada en 255.
delay (1000);

en la placa)
motorMI.run(BACKWARD); // Motor Izquierdo hacia atras (si gira al revés cambiamos la polaridad
en la placa)
delay (1000);
}
*Podemos hacer otro tipo de giros más suaves sin necesidad de parar el motor del interior. En
lugar de bajar a 0 su setSpeed podemos variar su PWM entre 20 y 100, siempre más bajo que la
velocidad del motor exterior. HAZ PRUEBAS.
Sketch 3. Movimientos Básicos con SUBRUTINAS del SumoBotCBR
Continuamos con nuestra programación y para ello vamos a introducir el concepto de
SUBRUTINAS. Las subrutinas son unos «miniprogramas», unas funciones, que se ejecutan al ser
llamadas desde el programa principal. La declaración de funciones, no va ni en el SETUP, ni en el
LOOP, va de forma independiente entre los dos. En esta actividad crearemos 5 subrutinas ADELANTE,
ATRAS, PARO, GIRODERECHA y GIROIZQUIERDA.
El Sketch correspondiente sería este:
//SumoBotCBR
// By CantabRobots
// SENSOR TRASERO (ST)en el A1
Sketch
//MOVIMIENTOS BÁSICOS DEL ROBOT REALIZADOS CON SUBRUTINAS ADELANTE, PARO, GIRO
IZQUIERDA, GIRO DERECHA, ATRAS.
void setup() {

}
void loop() {
ADELANTE();
delay (1000);
ATRAS();
delay (1000);
PARO();
delay (1000);
GIRODERECHA();
delay (1000);
GIROIZQUIERDA();
delay (1000);
}
void ADELANTE(){ // SUBRUTINA ADELANTE.
}
void PARO(){ //SUBRUTINA PARO.
}
void GIROIZQUIERDA(){ //SUBRUTINA GIRO IZQUIERDA.
}
void GIRODERECHA(){ //SUBRUTINA GIRO DERECHA.

}
void ATRAS(){ //SUBRUTINA ATRAS.
en la placa)
en la placa)
}
Ejercicio:
Completa el programa realizando SUBRUTINAS de giros más suaves hacia DERECHA e
IZQUIERDA cambiando el PWM del motor que queda en el interior.
Ejercicio:
Utilizando las SUBRUTINAS, realiza un programa en el que tu robot describa un cuadrado
perfecto, llegando al mismo punto de la salida.
Ya hemos visto cómo controlar los motores DERECHOS e IZQUIERDOS del SumoBotCBR, ahora
vamos a ver cómo hacerlo girar aún más rápido. Se pueden realizar tres tipos de giros, por llamarlos
de alguna manera, lentos, suaves y rápidos. Los “lentos” consistirán en dejar parados los motores del
interior del giro haciendo avanzar los del exterior, para los “suaves” cambiamos el PWM del motor
interior a valores más pequeños que el exterior. Y los “muy rápidos” haciendo que los motores del
interior giren hacia atrás mientras que los del exterior van hacia adelante. Ver cuadro siguiente:
CASOS DE GIROS
STOP
GIRO A IZQUIERDAS LENTO GIRO A IZQUIERDAS RÁPIDOGIRO A IZQUIERDAS SUAVE

Sketch 4: Sensor Infrarrojos.
En esta práctica vamos a conocer el funcionamiento de los sensores IR. Más concretamente el
sensor infrarrojo TCRT5000.
Un sensor infrarrojo es un dispositivo optoelectrónico capaz de medir la radiación
electromagnética infrarroja de los cuerpos en su campo de visión. El sensor que nos ocupa está
compuesto por un diodo emisor de luz y un fototransistor. Si el fototransistor recibe luz da una señal
de cero, si no recibe luz da un 1.
Características:
 Dimensiones: 10mm x 40mm
 Voltaje de operación: 4.5V a 5.5V
 Distancia de operación: Desde 1mm hasta 12mm
 Sensor TCRT5000
 Salida digital
 Posee filtro bloqueador de luz de día
 Voltaje de trabajo: 5VDC
 Posee 3 pines: VCC (+), GND (-), OUT (Vout)
 Si detecta un objeto color claro (ej. línea blanca) Vout >4 V
 Si no detecta nada (ej. línea negra) Vout =0 V
Más información de los sensores IR
GIRO A DERECHAS RÁPIDO
STOP
GIRO A DERECHAS LENTO GIRO A DERECHAS SUAVE
+5V
GND
PIN A1…
OJO!!!!!
No todos los sensores tienen la misma
configuración de los pines. Comprobar
antes de realizar la conexión.

Para conocer los valores del sensor IR vamos a realizar un sencillo Sketch utilizando el Monitor
Serial.
De esta manera observamos que cuando el sensor detecta línea negra su valor es 1 y cuando
detecta blanco su valor es 0. (En el propio sensor hay un led rojo que se enciende cuando marca 0).
Ejercicio:
Escribe un nuevo código para comprobar el valor de los 3 sensores con un Serial.print de tal
forma que vaya escribiendo que sensor es y su valor, por ejemplo:
El valor de SI es 0
El valor de SD es 1
El valor de ST es 1…
int IR = A1;
void setup() {
Serial.begin (9600);
pinMode(IR, INPUT);
}
void loop() {
IR = digitalRead (A1);
Serial.print("El valor del IR es ");
Serial.println (IR);
delay(1000);
}

Código para lectura de color (Blanco o Negro) para testear los sensores.
//SumoBotCBR
// By CantabRobots
// TEST DE Sensores
Sketch
//TEST DE SENSORES
int SI=A3;
int SD=A2;
int ST=A1;
void setup() {
Serial.begin(9600);
pinMode(SD,INPUT);
pinMode(SI,INPUT);
pinMode(ST,INPUT);
}
void loop() {
int valorSD=digitalRead(A2);
if(valorSD==1){
Serial.println("valorSD es blanco");
}else{
Serial.println("valorSD es negro");
}
delay(1000);
int valorSI=digitalRead(A3);
if(valorSI==1){
Serial.println("valorSI es blanco");
}else{
Serial.println("valorSI es negro");
}
delay(1000);
int valorST=digitalRead(A1);
if(valorST==1){
Serial.println("valorST es blanco");
}else{
Serial.println("valorST es negro");
}
delay(1000);
}

Sketch 5: Retroceder y girar al llegar al límite del Dohjo
El Dohjo es el tablero sobre el que se hacen las competiciones de sumo y minisumo. Tienen un
metro de diámetro y generalmente son de fondo negro, con una línea blanca de 5 cm que los rodea y
de la que no se puede salir el robot.
En esta práctica vamos a utilizar los dos sensores IR delanteros para que cuando el
SumoBotCBR detecte la línea blanca retroceda 1 segundo, gire y continúe avanzando hasta encontrar
otra vez la línea blanca.
//SumoBotCBR
// By CantabRobots
// Sumo básico DE SumoBOTCBR
// Es necesario instalar las librerías AFMotor.h y Ultrasonic.h para que funcione correctamente este Sketch
//MOVIMIENTOS DENTRO DEL DOHJO.
int SI=A3;
int SD=A2; // Sólo se van a utilizar los sensores delanteros.
void setup() {
pinMode(SD,INPUT);
pinMode(SI,INPUT);

motorMD.setSpeed(250); // Set de velocidad MD fijada en 250 (esta velocidad se puede variar desde 0
(parado) a 255 (velocidad máxima) por la salida PWM)
motorMI.setSpeed(250); // Set de velocidad MI fijada en 250 (esta velocidad se puede variar desde 0
(parado) a 255 (velocidad máxima) por la salida PWM)
}
void loop() {
int SI = digitalRead(A3);
int SD = digitalRead(A2);
if ((SI==HIGH) && (SD==HIGH)){ //Si el Sensor SI detecta blanco y el Sensor SD detecta blanco
ATRAS(); // Hacia atrás.
delay (2000);
GIRODERECHA();
delay (750);
}
else if ((SI==LOW) && (SD==HIGH)){ //Si el Sensor SI detecta negro y el Sensor SD detecta blanco
ATRAS(); // Hacia atrás.
delay (2000);
GIRODERECHA();
delay (750);
}
else if ((SI==HIGH) && (SD==LOW)){ //Si el Sensor SI detecta blanco y el Sensor SD detecta negro
ATRAS(); // Hacia atras.
delay (2000);
GIROIZQUIERDA();

delay (1000);
}
else{ // Si no hace nada de lo anterior
ADELANTE(); // Paro.
}
}
motorMD.run(FORWARD); // Motor Derecho hacia delante (si gira al revés cambiamos la polaridad en la
placa)
motorMI.run(FORWARD); // Motor Izquierdo hacia delante (si gira al revés cambiamos la polaridad en la
placa)
}
}
placa)
placa)
}

placa)
placa)
}
motorMD.run(BACKWARD); // Motor Derecho hacia atras (si gira al revés cambiamos la polaridad en la
placa)
motorMI.run(BACKWARD); // Motor Izquierdo hacia atras (si gira al revés cambiamos la polaridad en la
placa)
}

Sketch 6: Sensor de Ultrasonidos HC-SR04
En esta práctica vamos a conocer el funcionamiento de los sensores de Ultrasonidos HC-SR04.
Este tipo de sensor emite ultrasonidos por el
PIN TRIG los cuales, al encontrar un objeto, rebotan
y es el PIN ECHO el que recibe la onda. En función
del tiempo entre el pulso emitido y el recibido se
puede calcular la distancia del objeto. Recordad que
la velocidad del sonido es 340 m/s.
Estos sensores tienen un rango de acción de
2 cm hasta 3 m con una precisión de 3 mm.
La librería Ultrasonic.h facilita mucho la programación del sensor de Ultrasonidos. Para su
instalación procederemos como se explicó anteriormente.
Vamos a realizar un sencillo programa para leer los valores de distancia utilizando el puerto
serie.

//SumoBotCBR
// By CantabRobots
// TEST DE Ultrasonidos de SumoBOTCBR
Sketch
//Test del sensor de Ultrasonidos.
#include <Ultrasonic.h>
Ultrasonic ultrasonic(A4,A5); // (Trig PIN,Echo PIN)
void setup() {
Serial.begin(9600);
}
void loop()
{
Serial.print(ultrasonic.Ranging(CM)); // CM or INC
Serial.println(" cm" );
delay(1000);
}
Al abrir el Monitor serie tendríamos
que tener lecturas semejantes a estas.

Sketch 7: Búsqueda y ataque
Con este programa el robot girará sobre sí mismo buscando al oponente y cuando este esté a
menos de 30 cm atacará.
//SumoBotCBR
// By CantabRobots
// BUSQUEDA Y ATAQUE de SumoBOTCBR
Sketch
//BUSQUEDA Y ATAQUE.
#include <Ultrasonic.h>
Ultrasonic ultrasonic(A4,A5); // (Trig PIN,Echo PIN)
int SI=A3;
int SD=A2;
int ST=A1;
void setup() {
pinMode(SD,INPUT);
pinMode(SI,INPUT);
pinMode(ST,INPUT);
pinMode(A4, OUTPUT);
pinMode(A5, INPUT);
}
void loop() {
if (ultrasonic.Ranging(CM) < 30){ // Si hay un objeto a menos de 30 cm ir hacia adelante
ADELANTE();
}

else{ // Si no hace nada de lo anterior
GIRODERECHA(); // Gira a derecha
}
}
}
}
}
}
en la placa)
en la placa)
}

Ejercicio FINAL:
Con todo lo visto hasta este momento, dispones de suficiente información como para hacer tu
propio programa completo de un robot de sumo que busque a su oponente, ataque y que se mueva
dentro de los límites del Dohjo sin salirse.
Cambia las velocidades de los motores, los tipos de giros, las velocidades en los giros, sus
sentidos,… diseña una estrategia,…
En cantabRobots.es puedes descargar toda la información del SumoBotCBR.
Pincha aquí.
Las carpetas de documentos son las siguientes:
.- Diseño. Archivos .skp y .stl
.- Librería.
.- Documentación. PDF con los datasheets de driver, sensores…
.- Todos los sketches del manual.

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