Circuit Documentation

Summary

This circuit is designed to control a pair of hobby gearmotors using an L298N DC motor driver, with an Arduino UNO as the central microcontroller. The system includes ultrasonic distance sensing via an HC-SR04 sensor and line detection using two infrared sensors. A 4 x AAA battery mount provides power, managed by a rocker switch. The Arduino UNO controls the motor driver, reads sensor inputs, and manages the logic for autonomous navigation based on sensor feedback.

Component List

4 x AAA Battery Mount

• Description: Power source for the circuit.
• Purpose: Supplies power to the motor driver and the Arduino UNO.

HC-SR04 Ultrasonic Sensor

• Description: Measures distances using ultrasonic waves.
• Purpose: Provides distance measurements to avoid obstacles.

Arduino UNO

• Description: Microcontroller board based on the ATmega328P.
• Purpose: Acts as the brain of the circuit, controlling motors and reading sensors.

IR Sensor

• Description: Detects the presence of an object based on infrared light.
• Purpose: Used for line detection in navigation.

L298N DC Motor Driver

• Description: Controls the direction and speed of DC motors.
• Purpose: Drives the two hobby gearmotors based on commands from the Arduino UNO.

Rocker Switch

• Description: A simple on/off switch.
• Purpose: Allows power to be cut off or supplied to the circuit.

Hobby Gearmotor with 48:1 Gearbox

• Description: A DC motor with a gearbox for increased torque.
• Purpose: Provides movement to the robot or device.

Wiring Details

4 x AAA Battery Mount

• Connections:
  • - to L298N DC motor driver GND
  • + to rocker switch input

HC-SR04 Ultrasonic Sensor

• Connections:
  • VCC to 5V power net
  • GND to ground net
  • TRIG to Arduino UNO D8
  • ECHO to Arduino UNO D9

Arduino UNO

• Connections:
  • 5V and GND to respective power nets
  • Digital pins D2, D4, D5, D6, D8, D9, D10, D11, D12, D13 to various components as per control requirements

IR Sensor

• Connections:
  • out to Arduino UNO D2 and D4 (for two sensors)
  • gnd to ground net
  • vcc to 5V power net

L298N DC Motor Driver

• Connections:
  • GND to ground net
  • 5V to 5V power net
  • 12V to rocker switch output
  • IN1, IN2, IN3, IN4 to Arduino UNO D12, D13, D10, D11 respectively
  • ENA, ENB to Arduino UNO D5, D6 respectively
  • OUT1, OUT2, OUT3, OUT4 to gearmotors

Rocker Switch

• Connections:
  • input to battery mount +
  • output to L298N DC motor driver 12V

Hobby Gearmotor with 48:1 Gearbox

• Connections:
  • pin 1 and pin 2 to L298N DC motor driver OUT1, OUT2 for one motor
  • pin 1 and pin 2 to L298N DC motor driver OUT3, OUT4 for the other motor

Documented Code

// Definición pines EnA y EnB para el control de la velocidad
int VelocidadMotor1 = 6; 
int VelocidadMotor2 = 5;

// Definición de los pines de control de giro de los motores In1, In2, In3 e In4
int Motor1A = 13; 
int Motor1B = 12;  
int Motor2C = 11; 
int Motor2D = 10; 

// Sensores infrarrojo - izquierdo y derecho
int infraPin  = 2;    
int infraPin1 = 4;

// Variables para la captura de los valores: 0 - fondo claro y 1 - línea negra
int valorInfra = 0;  
int valorInfra1 = 0;  

// Ultrasonicos
#define PIN_TRIG 9
#define PIN_ECHO 8

long duration, distancia;
// Configuración inicial
void setup() {
  Serial.begin(9600);
  
  delay(1000);
  //configuración del ultrasonico
  pinMode(PIN_TRIG, OUTPUT);
  pinMode(PIN_ECHO, INPUT);
  // Establecemos modo de los pines de los sensores infrarrojo
  pinMode(infraPin, INPUT);    
  pinMode(infraPin1, INPUT);

  // Establecemos modo de los pines del control de motores
  pinMode(Motor1A,OUTPUT);
  pinMode(Motor1B,OUTPUT);
  pinMode(Motor2C,OUTPUT);
  pinMode(Motor2D,OUTPUT);
  pinMode(VelocidadMotor1, OUTPUT);
  pinMode(VelocidadMotor2, OUTPUT);

  // Configuramos los dos motores a velocidad 150/255
  analogWrite(VelocidadMotor1, 150); 
  analogWrite(VelocidadMotor2, 180);  

  // Configuramos sentido de giro
  digitalWrite(Motor1A, LOW);
  digitalWrite(Motor1B, LOW);
  digitalWrite(Motor2C, LOW);
  digitalWrite(Motor2D, LOW);
}

// Ejecución contínua
void loop() {
  // Ultrasonico: Primero, generar un pulso corto de 2-5 microsegundos.
  digitalWrite(PIN_TRIG, LOW);
  delayMicroseconds(5);
  digitalWrite(PIN_TRIG, HIGH);
  // Después de ajustar un nivel de señal alto, esperamos unos 10 microsegundos. En este punto el sensor enviará señales con una frecuencia de 40 kHz.
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(PIN_TRIG, LOW);
  // Tiempo de retardo de la señal acústica en el sonar.
  duration = pulseIn(PIN_ECHO, HIGH);
  // Ahora es el momento de convertir el tiempo a distancia
  distancia = (duration / 2) / 29.1;
  Serial.print("Distancia al objeto: ");
  Serial.print(distancia);
  Serial.println(" см.");
  
  // Leemos el valor de los infrarrojo: 0 - fondo claro y 1 - línea negra
  valorInfra = digitalRead(infraPin);   
  valorInfra1 = digitalRead(infraPin1);

  Serial.println(valorInfra);
  Serial.println(valorInfra1);
  if (distancia > 10){ //mientras no detecte nada a cierta distancia no se detiene   
      // Cuatro escenarios: De frente      
      if(valorInfra == 0 && valorInfra1 == 0){
        Serial.println("Ninguno en linea");
        
        // Modificamos sentido de giro de los motores
        digitalWrite(Motor1A, HIGH);
        digitalWrite(Motor2D, HIGH);
        delay(20);                      
        digitalWrite(Motor1A, LOW);
        digitalWrite(Motor2D,LOW);
        delay(20);                     
      }
    
      // El robot encuentra línea negra con el infrarrojo derecho y hay que corregir girando a la derecha
      if(valorInfra == 0 && valorInfra1 == 1){  
        Serial.println("Derecho en linea");
        
        // Modificamos sentido de giro de los motores
        digitalWrite(Motor1A, LOW);
        digitalWrite(Motor2D,LOW);
        delay(25);
        digitalWrite(Motor1A, HIGH);
        digitalWrite(Motor2D,LOW);
        delay(20);
      }
    
      // El robot encuentra línea negra con el infrarrojo izquierdo y hay que corregir girando a la izquierda
      if(valorInfra == 1 && valorInfra1 == 0){ 
        Serial.println("Izquierdo en linea");
        
        // Modificamos sentido de giro de los motores
        digitalWrite(Motor1A,LOW);
        digitalWrite(Motor2D, LOW);
        delay(25);
        digitalWrite(Motor1A,LOW);
        digitalWrite(Motor2D, HIGH);
        delay(20);
      }
    
      // Los dos sensores infrarrojos encuentran una línea negra, el final del circuito
      if(valorInfra == 1 && valorInfra1 == 1){ 
        Serial.println("Ambos en linea");
        
        // Paramos los motores 
        digitalWrite(Motor1A, LOW);
        digitalWrite(Motor1B, LOW);
        digitalWrite