Desarrollo de un robot seguidor de línea autónomo con control PID, bluetooth y optimización dinámica: innovación en diseño 3d y sensores multiplexados

Abstract

El proyecto consiste en el desarrollo e implementación de un robot seguidor de línea autónomo e innovador, equipado con una turbina configurable vía Bluetooth y un sistema de control PID (Proporcional-Integral-Derivativo) que integra sensores multiplexados. Se diseñó una PCB personalizada, adaptable a un chasis impreso en 3D, para optimizar la precisión, eficiencia y adaptabilidad del robot en entornos dinámicos. Este prototipo demuestra su potencial en aplicaciones de automatización y robótica industrial, destacando por su capacidad para operar de manera autónoma y ajustarse a diferentes condiciones. El robot utiliza sensores infrarrojos para detectar la línea, un microcontrolador como Arduino o ESC32 para procesar señales y controlar el sistema, y un módulo Bluetooth HC-05 que permite la configuración remota de la turbina. El movimiento es impulsado por motores DC, mientras que la turbina se controla mediante un servomotor o motor paso a paso. El control PID, implementado en el microcontrolador, ajusta dinámicamente el movimiento para garantizar precisión y estabilidad. Todos los componentes electrónicos se integran en una PCB de diseño personalizado, configurable mediante la aplicación Robo Remo, y el chasis, diseñado en CAD Fusion 360, se fabrica mediante impresión 3D, asegurando una estructura robusta y compacta que aloja eficientemente los elementos mecánicos y electrónicos. Las pruebas realizadas demostraron que el robot es un prototipo completamente funcional, lo que quedó evidenciado durante su participación en el CONCURSO ROBOTICA KUNTABOT, celebrado en Santo Domingo de los Tsáchilas el 14 de marzo de 2025, donde obtuvo una destacada actuación. Esto confirmó que la integración de componentes y el ajuste remoto mediante Bluetooth son eficientes, posicionando al robot como una herramienta educativa innovadora. Facilita la comprensión de conceptos avanzados en electrónica, robótica y control automático, tanto para estudiantes como para entusiastas de la tecnología. Además, se generaron documentos técnicos, esquemas electrónicos, diseños de la PCB, archivos STL para la impresión 3D del chasis y el código fuente del software, garantizando la replicabilidad y el acceso abierto al conocimiento generado durante el proyecto. Este proyecto no solo impacta como una herramienta educativa, sino que también fomenta la innovación y el interés en la electrónica y la robótica, áreas de gran relevancia en la industria actual. Su enfoque en la automatización y la adaptabilidad lo convierte en un referente para futuros desarrollos tecnológicos, promoviendo la aplicación práctica de conceptos teóricos y contribuyendo al avance de la robótica en entornos académicos e industriales