Etapas del Proyecto
3.1 Definición de requerimientos:
Características a cumplir el robot.
- Movilidad: Es necesario que se desplace en un área plana, por ello se considera una estructura con dos 2 ruedas y un diseño liviano.
- Alimentación inalámbrica: Al ser móvil esté tendrá que contar con baterías recargables para su alimentación asegurando su autonomía, y un control remoto a través de bluetooth mediante una aplicación móvil.
- Estructura resistente: El diseño debe proteger los componentes internos, por lo que se optó por una carcasa impresa en 3D con plástico liviano y resistente.
3.2 Selección de materiales:
Por la investigación y los criterios técnicos - académicos, se seleccionaron los siguientes componentes:
- Ruedas Jabots: Es ideal en la construcción de robots móviles o vehículos teledirigidos para garantizar un desplazamiento eficiente y seguro.
- Motor: Existen una amplia gama de motores, para este proyecto utilizaremos motores DC que permitan revoluciones completas con caja de engranajes metálicos para mejorar el torque.
- Módulo TB661FNG: Es un controlador de motor, este componente permite controlar hasta dos motores de corriente continua de forma bidireccional. Según SparkFun (2024), este módulo es eficiente y compacto, ideal para proyectos educativos y robóticos que requieren control bidireccional de motores.
- Baterías de litio: Para el funcionamiento autónomo se utilizan dos baterías de litio cada una de 650mah y 3.7v.
- Módulo regulador XL4015: Al ocupar dos baterías de litio en serie nos da un voltaje de 7.4v, nuestro circuito funciona con 5V, por esa razón ocupamos este módulo que permite transformar 7.4v a 5v adecuado para alimentar nuestros robots.
> Arduino Nano: Para programar las acciones del robot, se utilizó un microcontrolador, puntualmente la placa Arduino Nano, utilizada en proyectos educativos. Según Arduino (2024), esta placa ofrece una plataforma accesible y flexible para el desarrollo de proyectos y control.
> Módulo Bluetooth HC-05: Los robots necesitan comunicarse con la aplicación realizada en el celular por ello se conecta un módulo bluetooth que permita la comunicación inalámbrica entre estos dos. Según Adafruit (2023), este módulo es fácil de integrar y ofrece una solución confiable para la transmisión de datos.
Con esto definido, se procede a cotizar en una tienda electrónica, dándonos gastos de $219 detallados en la Figura 1.
Figura 1
Proforma de la cotización de los materiales
Fuente: Proforma Soccer, Evan robotics, 2025.
Figura2
Circuito del robot futbolista
Fuente: Elaboración propia
3.3Diseño y fabricación:
El uso del modelado e impresión 3D en el aula permite fomentar competencias creativas y técnicas en los estudiantes, integrando el aprendizaje activo con herramientas digitales (De la Cruz‑Campos et al., 2022). En este proyecto, se utilizó software de modelado 3D para diseñar la estructura del robot, complementado con Tinkercad (Figura 2) para la simulación electrónica, y las piezas resultantes fueron impresas en 3D utilizando filamento PLA.
3.4 Ensamblaje del robot:
Una vez seleccionados todos los componentes, se procedió al ensamblaje del sistema, conectando y fijando tanto los elementos electrónicos como los mecánicos en la estructura del robot.
Se utilizaron tornillos, adhesivos y sujeciones específicas para asegurar adecuadamente cada parte del sistema en la carcasa impresa en 3D. El diseño estructural permitió distribuir los componentes para optimizar el equilibrio del robot y facilitar el acceso a los puntos de conexión durante el mantenimiento.
Posteriormente, se realizaron las conexiones eléctricas entre el microcontrolador Arduino Nano y los demás módulos, motores y sensores, siguiendo el esquema técnico previamente definido. Estas conexiones se efectuaron respetando el orden y configuración señalados en la Tabla 1, para asegurar la correcta comunicación entre los dispositivos y el adecuado funcionamiento del sistema robótico.
Dando como resultado la función de este microcontrolador el cual se cableará con jumpers como se muestra en la figura 3.
Figura3
Conexión de los cables con el Arduino nano
Fuente: foto tomada por el autor.
Para la conexión de la batería tenemos los conectores correspondientes para la alimentación de todo el circuito (figura 4).
Figura4
Conexión de la batería
Fuente: foto tomada por el autor.
Figura 5
Programación Arduino
3.5 Programación:
Según IEEE Spectrum (2021), la programación es una de las competencias clave en robótica educativa, lo que ayuda por su eficiencia y flexibilidad en el control de sistemas embebidos como Arduino.
A través del entorno de desarrollo Arduino IDE, se programan funciones básicas de movimiento y control del robot, (Castro Araya Carrera, Esquivel Calderón y Guadamuz Villalobos, 2022), además de la integración con el módulo Bluetooth para la recepción de comandos desde la app (figura 5).
Fuente: foto tomada por el autor.
Figura 6
Aplicación móvil para el control remoto.
Fuente: foto tomada por el autor.
La configuración de la aplicación de Arduino Car (se puede descargar desde Play Store) se realiza de manera intuitiva, con los comandos programados a ser enviados a través de Bluetooth (figura 6) y recibidos por el microcontrolador de manera que el control de los robots se haga de manera correcta.
3.6 Pruebas y evaluación:
Finalizado el ensamblaje físico de los robots y la programación de sus funciones (Figura 7), se dio paso a la etapa de pruebas y evaluación, con el propósito de verificar el correcto funcionamiento de cada componente, así como el comportamiento general del sistema en condiciones reales de uso. Esta fase tuvo lugar dentro del Colegio de Bachillerato Ricaurte, en un espacio adecuado para realizar las simulaciones de desplazamiento, control remoto y situaciones prácticas similares a un entorno de competencia (Figura 8)
