PresentacióLa idea de fer com a treball de recerca un robot tallagespa ha sorgit a partir de dues grans motivacions. La primera és un interès per tot l’àmbit de la ciència i la tecno-logia, i la segona ha estat intentar trobar una solució per ajudar el meu avi a tallar l’herba del seu jardí. De manera que després de pensar-hi vaig veure que fent servir la ciència i la tecnologia podria solucionar el seu problema i així va ser com vaig decidir construir un robot tallagespa. Aquest ha estat el principal objectiu a assolir en aquest treball, tot i així també s’han plantejat uns altres quatre objectius o requisits relacionats amb aquest primer que han determinat com havia de ser el robot. Aquests són, que estigués pensat per tallar l’herba per un terreny específic, que per detectar els obstacles utilitzés un sensor d’ultrasons, que el robot només tingués els components necessaris per funci-onar i que els components del robot fossin reciclats.

MetodologiaPrimer de tot hi va haver un procés de recerca d’informació, per tal de planejar com havia de ser aquest robot tallagespa, de manera que es van buscar les característi-

Alumne: Gerard PortellTutora: Victòria Pujol

Disseny i construcció d'un robot tallagespa: l'escorobot-01

ques que tenen, els components de què estan formats, i també els models de diferents marques per tal de comparar-los, tant pel que fa a components com a característi-ques, quines semblances i quines diferències hi han entre ells… Tota aquesta infor-mació va permetre fer un disseny previ del robot que després ha anat patint canvis, fins a arribar a un de definitiu. Després de tenir el disseny, s’ha construït, començant per tota la part física de l’estructura del robot, i fent seguidament la part electrònica, formada per les plaques controladores, les bateries i el sensor d’ultrasons, un detector d’obstacles. Després de tenir-lo tot fet, va venir la part més important però imprescin-dible perquè funcioni el robot, que és la que m’ha ocupat més temps en el treball, que ha estat la programació de les ordres per tal que el robot faci les seves funcions. En aquesta part s’ha utilitzat el mètode d’assaig-error, és a dir: programar segons la teoria; provar, i després, si no funcionava bé o no feia res, intentar identificar l’error per després corregir-lo a la programació i tornar-ho a provar, i així successivament. D’aquesta manera, amb aquestes diferents proves, s’han anat identificant diferents problemes del robot, i s’han anat corregint, tant pel que fa als components com al programa, i s’ha aconseguit que funcioni correctament.

Cos del treballEn el cos del treball s’explica de manera especifica, clara i ordenada tot el procés que s’ha seguit en la seva elaboració, des del disseny, passant per la construcció i acabant per la programació i l’avaluació del resultat final.Primer de tot es veuen els dissenys previs que es van fer i al final el definitiu, acom-panyat d’un text en què s’expliquen els avantatges i els inconvenients de cada dis-seny i què s’ha millorat respecte de l’anterior.A continuació, s’explica com es va fer el muntatge o construcció del robot. Primer tota la part física, l’estructura del robot, que està formada per dos pisos, en què cada planta, és de poliestirè, un vidre sintètic. El disseny de les bases és recte, perquè amb aquest material no es poden tallar línies corbes. Aquest disseny també fa que la part davantera sigui més estreta que la del darrere, i això és perfecte, perquè en aquest espai només s’hi pot acoblar el sensor d’ultrasons, en la base superior, i en la inferior hi ha l’espai suficient per collar-hi la roda.A la part inferior, doncs, hi trobem el motor de tall cargolat amb el mecanisme de tall, que està format per dos pals de gelat amb unes varetes de cúter als extrems. També en aquesta primera planta hi ha les dues bateries que alimenten el robot: una dona energia a les plaques controladores i l’altra al motor de tall. En aquesta planta hi trobem les plaques controladores.A la part superior només hi ha el sensor d’ultrasons, que són els encarregats de de-tectar els obstacles de l’exterior. En aquesta part s’ha agafat d’inspiració un robot

del mercat que també fa servir aquest sensor per detectar els obstacles, a diferència dels altres, que utilitzen un cable elèctric, anomenat cable perimetral, per senya-litzar l’àrea en què es vol tallar l’herba. Aquesta opció seria més complexa perquè requereix que es faci una instal·lació prèvia, soterrant un cable, i a més aquest té corrent elèctric. Pel que fa a la part més d’electrònica, el robot té dues plaques electròniques de la marca Arduino que estan encaixades l’una sobre l’altra. Aquestes són les que donen les ordres.La de sobre és una placa controladora de motors o Motorshield, que té la funció de controlar els motors. La de sota d’aquesta, l’ArduinoMega2560, és la placa principal, i s’encarrega del control del sensor d’ultrasons, tot i que també dels motors, ja que en estar encaixades funcionen com una placa única. L’última part, però la més important de totes, i amb més dificultats, és la programa-ció, ja que perquè el robot funcioni s’ha de transmetre a les plaques el programa amb les ordres que prèviament s’ha programat. Evidentment aquestes ordres han d’estar escrites amb un llenguatge que les plaques puguin comprendre, ja que hi ha molts llenguatges de programació i moltes variants. Les plaques es comuniquen amb el llenguatge C. En aquesta part, com s’ha explicat a la metodologia, s’ha fet servir amb el mètode d’assaig-error.En el programa el robot es comporta de maneres diferents segons la distància que detecti el sensor d’ultrasons, ja que si aquesta és petita girarà i si és gran continuarà.El robot ha anat patint diferents canvis pel que fa als components, com es pot veure en el diari de l’annex del treball. Aquests canvis s’han fet sobretot per falta de potència. Les plaques controladores del robot s’han anat canviant per versions més potents, encara que fan les mateixes funcions. Pel que fa a les bateries també s’han canviat coses. Primer, passar de connectar conjuntament el motor de tall i de les rodes i la placa, a connectar primer per una banda els motors de les rodes i la placa, i per altra banda connectar el motor de tall. Després es van anar afegint paquets de piles per augmentar la potència, ja que li costava molt desplaçar-se, i l’últim que s’ha fet ha estat substituir les piles per una bateria més potent. Pel que fa als interruptors també hi ha hagut canvis. De posar-ne dos, un per enge-gar la placa i l’altre per engegar el motor de tall, s’ha passat a posar-ne un, només per al motor de tall, ja que en incorporar la bateria, aquesta ja té un interruptor per obrir i tancar. Finalment, a la base superior, com ja s’ha dit, només hi ha el sensor d’ultrasons fi-xat. Aquest sensor, que és el que detecta obstacles, també ha sigut un element en el qual s’ha hagut de pensar molt, ja que aquesta manera de detectar els obstacles és idònia per a jardins petits envoltats de parets, però no per a grans jardins. Tot i així, com que el jardí de l’avi és petit, ja s’adequa a aquest terreny, i per tant és un robot fet a mida per a aquest tipus de terrenys.

ConclusionsUna vegada acabat, el robot ha anat correctament i ha executat totes les funcions que tenia programades amb èxit. De tots els objectius plantejats, només n’hi ha un que no s’ha aconseguit del tot, que ha estat que els components del robot fossin re-ciclats, ja que tots els components electrònics no s’han pogut reciclar per problemes d’incompatibilitat entre diferents marques.En el robot hi ha aspectes que es poden millorar. Ara bé, s’ha de pensar que és molt més fàcil pensar en millores una vegada el treball està acabat, que no pas en l’inici, malgrat que intentés pensar en tot a l’hora de fer el disseny.Tot i així, al robot tallagespa s’hi podrien afegir una sèrie de millores, les més impor-tants de les quals, però, i que destacaria en aquestes conclusions, són dues: la primera, que el sensor d’ultrasons tingui incorporat un servomotor, ja que en moure’s el sensor d’ultrasons, gràcies al servomotor tindria una «vista» panoràmica del terreny on està i podria detectar molt més bé els obstacles, i això a la llarga es tradueix en un millor funcionament.L’altra millora fa referència a la càrrega del robot tallagespa. Si s’incorporés una «zona de càrrega», com en alguns robots del mercat, quan tingués la bateria baixa el tallagespa podria anar a aquesta zona a carregar-se automàticament. Aquesta zona

Aquesta seria la composició del robot tallagespa final, amb els canvis que ha anat patint.

o estació de càrrega també és força complexa de fer. Per començar, encariria molt més el preu del robot, però a més caldria un programa, que s’executaria quan tin-gués la bateria baixa, que faria moure el robot fins a la zona de càrrega.

Bibliografia i webgrafia—REYES CORTÉS, Fernando; CID MONJARAZ, Jaime (2015): Arduino.Aplicaciones en Robótica, Mecatrónica e ingenierías. Alfaomega/ Marcombo.—TORRENTE ARTERO, Óscar (2013): Arduino. Curso práctico de formación. RC Libros.—A. TRIPLER, Paul; MOSCA, Gene (2010): Física para la ciencia y la tecnología (Vol I.). Revertehttp://robomow.com/es-ES/http://robomow.com/es-ES/product-category/mowers-es-es/http://uh.edu/engines/epi884.htmhttp://www.dailymail.co.uk/news/article-2718878/Worlds-motorised-lawn-mower-restored-former-glory-century-invented-ultimate-rich-mans-toy-cos-ting-equivalent-15-000.htmlhttp://www.douglas-self.com/MUSEUM/TRANSPORT/mower/mower.htmhttp://www.ecomowers.com/v/vspfiles/assets/images/mower_diagrams.jpg http://www.gasenginemagazine.com/farm-life/the-rotary-power-mower-and-its-in-ventor-leonard-b-goodall.aspxhttp://www.guiadejardin.com/2015/06/20-anos-de-historia-del-cortacesped.htmlhttp://www.hgtv.com/design/outdoor-design/landscaping-and-hardscaping/le-arn-basic-mowing-techniqueshttp://www.iberobotics.com/shop/product_info.php?products_id=122http://www.iberobotics.com/shop/product_info.php?products_id=122&gcli-d=CKix46Krzc0CFVU_GwodVA0MHwhttp://www.leylandsociety.co.uk/publications/torque/pdf/Torque022.pdfhttp://www.oldlawnmowerclub.co.uk/aboutmowers/historyhttp://www.oldlawnmowerclub.co.uk/mowers/moms/mp002-greens-silens-messorhttp://www.oldlawnmowerclub.co.uk/mowers/moms/mp018-leyland-steam-mowerhttp://www.taringa.net/post/noticias/15892755/Maquina-de-cortar-cesped--HISTORIAhttp://www2.ai2.upv.es/doc_web_corp/V_ROBOTICA/Internaco%20Victor%20Va-li%C3%B1a.pdfhttps://books.google.es/books?id=x0fQAwAAQBAJ&pg=PA732&lpg=PA732&d-q=why+england+produced+the+first+mowers&source=bl&ots=sQuIy0kuBe&sig=8KX-MD9CNlJJqUwp7t6aVhRzb8U4&hl=ca&sa=X&ved=0ahUKEwjz5_ahuNfMAhXE-7hoKHUfnClEQ6AEIPjAE#v=onepage&q=why%20england%20produced%20the%20first%20mowers&f=false

https://eltallagespes.wordpress.com/https://es.bayeradvanced.com/articulos/a-que-altura-debe-cortar-el-cespedhttps://es.wikipedia.org/wiki/Resistencia_a_la_rodadurahttps://honors.usf.edu/documents/Thesis/U03169766.pdfhttps://www.amazon.com/Landroid-Robotic-Mower-28-volt-WG794/dp/B00SJEUFF4https://www.bosch-garden.com/es/es/herramientaparajard%C3%ADn/indego-home.jsphttps://www.duolingo.com/translation/556ad815b32c82331c55185973eac90c