I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m p ute E ng in ee ring   ( I J E CE )   Vo l.   9 ,   No .   4 A u g u s t   201 9 ,   p p .   2 8 4 0 ~2 8 4 7   I SS N:  2 0 8 8 - 8708 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v9 i 4 . p p 2 8 4 0 - 2847          2840       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s co r e . co m/ jo u r n a ls /in d ex . p h p / I JE C E   M o bile  r o bo t ur ned  o n by  s o und   a nd  d irect io na lly   c o ntrolled  by  an  e x ternal  l ig ht  s o urce       L ui s   G .   L a f a urie 1 ,   F re dy   E .   H o y o s 2 ,   J o hn   E .   Ca nd elo - B ec er ra 3   1 ,2 Un iv e rsid a d   Na c io n a d e   C o lo m b ia  -   S e d e   M e d e ll ín   -   F a c u lt a d   d e   Cien c ias   -   Esc u e la d e   F ísica ,     Ca rre ra   6 5   Nro .   5 9 A     1 1 0 ,   M e d e ll ín ,   0 5 0 0 3 4 ,   Co lo m b ia   3 Un iv e rsid a d   Na c io n a d e   Co l o m b ia  -   S e d e   M e d e ll í n   -   F a c u l tad   d e   M in a   Cra .   8 0   No .   6 5 - 2 2 3 ,     M e d e ll ín ,   0 5 0 0 4 1 ,   C o lo m b ia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Ma y   30 ,   2 0 1 8   R ev i s ed   Mar   16 ,   2 0 1 9   A cc ep ted   A p r   3 ,   2 0 1 9       T h is  p a p e p re se n ts  th e o re ti c a l,   n u m e ric a l,   a n d   e x p e rim e n tal  tes ts  o f   a   m o b il e   ro b o t,   w h ich   sta rts  o n   t h e   e m is sio n   o f   a   stro n g   so u n d ,   li k e   a n   a p p lau se ,   a n d   th e   d irec ti o n   a n d   sp e e d   o f   th e   v e h icle   is co n tro ll e d   b y   a n   e x tern a p u lse d   li g h t   so u rc e   (P W M   sig n a l).   T h e   si m u latio n   is  p e rf o rm e d   in   M ATLA B - S im u li n k e lec tri c a c ircu it a n d   th e   e x p e rime n a re   sh o w n   in   d e tail.   T h e   re su lt sh o w   th a th e   v e h icle   sp e e d   c a n   b e   c o n tro ll e d   w it h   a   P W M   sig n a f ro m   a n   e x tern a l   li g h f a ll in g   o n   th e   L DR   se n s o rs.   Be sid e s,  th e   c ircu it   w a d e sig n e d   to   c o n su m e   les s th a n   1   a m p e re   w it h   th e   f o u m o to rs m o v in g   a f u ll   sp e e d ,   w h ich   c a n   e a sil y   b e   p o w e re d   b y   li th iu m   b a tt e ry .   K ey w o r d s :   DC   m o to r s   d r iv i n g   E x p er i m e n tal  r es u lts   Mo b ile  r o b o   Nu m er ical  r esu lts   P o lar izer   cir cu it   Co p y rig h ©   2 0 1 9   In stit u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Fre d y   E .   Ho y o s ,   Facu ltad   d C ie n cias  -   E s c u ela   d Fís ica ,   Un i v er s id ad   Nac io n al  d C o lo m b ia  -   Sed Me d ellí n ,   C alle  5 9   A   No   6 3 - 2 0 ,   Me d ellín ,   C o l o m b ia .   E m ail:  f eh o y o s v e@ u n al. ed u . c o       1.   I NT RO D UCT I O N   Du to   th co n s ta n ad v a n ce m en o f   tech n o lo g y   an d   th e x te n s i v d ev elo p m e n o f   a u to m at ed   co n tr o s y s te m s ,   n u m er o u s   m et h o d s   h av b ee n   d ev elo p ed   to   co n tr o d ev ic es  t h r o u g h   e x ter n al  p h y s ical  q u a n titi e s   [ 1 ] .   I n d u s tr ial  r o b o ts   ar n o w   co m m o n l y   u s ed   in   p r o d u ctio n   s y s t e m s   to   i m p r o v p r o d u cti v it y ,   q u alit y ,   a n d   s af e t y   in   m a n u f ac tu r i n g   p r o ce s s es.  R ec en d e v elo p m e n ts   i n v o l v e   u s i n g   r o b o ts   co o p er ativ el y   w it h   p r o d u ctio n   li n e   o p er ato r s   [ 2 ] .   T h in ter est  i n   co o p er ativ s y s te m s   ar is es   w h e n   ce r tai n   tas k s   ar eit h er   to o   co m p lex   to   b p er f o r m ed   b y   s in g le  r o b o t o r   w h en   t h er ar d is ti n ct  b en e f i ts   th at  ar i s f r o m   th co o p er atio n   o f   m a n y   s i m p le   r o b o ts   [ 3 ] .   R o b o ts   h av b ee n   u s ed   in   e x p lo r atio n s ,   u n d er w a ter   n av i g atio n ,   m i n i n g ,   a n d   m i litar y   s ett in g s   f o r   v ar iet y   o f   ta s k s .   Dep en d i n g   o n   t h ap p licatio n ,   m o b ile  r o b o ts   m a y   r eq u ir s ev er al  co n d i tio n s   to   b s atis f ied   ab o u th eir   d esig n   an d   s p ec i f ic atio n s   [ 4 ] .   T h in tr o d u ctio n   o f   i m p r o v ed   tech n iq u es  allo w s   f o r   th in tr o d u ctio n   o f   m o r co m p lex   ta s k s   [ 5 ]   in clu d in g   w h ee led   m o b ile  r o b o n av i g atio n ,   w h ic h   h av attr ac t ed   th atten tio n   o f   r esear ch er s   d ev e lo p in g   co n tr o m o tio n   au to m ated   s y s te m s   an d   s o l v i n g   is s u e s   s u c h   as   t h ac q u i s itio n   a n d   p r o ce s s in g   o f   s e n s o r   d ata  [ 6 ] .   I n   ter m s   o f   m o tio n   co n tr o l,  o n m aj o r   p r o b lem   is   h o w   r o b o ca n   p ass   w e ll  an d   r o b u s tr aj ec to r y   in   d if f er e n en v ir o n m e n ts b u u n d er   th s itu at io n   i n   w h ich   e x is tin g   en v ir o n m e n tal  i n f o r m atio n   s u ch   a s   m ap   an d   GP ca n n o b u s ed ,   it  is   n e ce s s ar y   g etti n g   t h v e h icle  r o b o to   w o r k   b ased   o n   th av ailab l d ata  [ 7 ] .   W h en   w h ee led   m o b ile  r o b o is   n a v i g atin g   i n   a n   u n k n o w n   e n v ir o n m en t,  it  r elie s   o n   s en s o r s   to   r e co g n ize  t h o u ts id w o r ld   an d   t h e n   est i m a te  t h s t ate  o f   t h r o b o its el f   to   ac h ie v t h tas k   o f   a u to n o m o u s   n a v ig atio n .   C o m m o n l y   u s ed   s e n s o r s   i n clu d u ltra s o u n d ,   laser   r an g f i n d er   ( L R F),   v is io n   s e n s o r ,   an d   lig h t se n s o r s   a m o n g   o th er s   [ 8 ] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       Mo b ile  r o b o t tu r n ed   o n   b y   s o u n d   a n d   d ir ec tio n a lly  c o n tr o lled   b a n   ex t ern a l lig h t so u r ce   ( Lu is   G.   La fa u r ie)   2841   v e h icle   t u r n ed   o n   b y   s o u n d   an d   d ir ec ted   b y   li g h s o u r ce   ca n   b d escr ib ed   as   m er g i n g   o f   m ec h a n ic s   an d   elec tr o n ic s   tech n o lo g ies.  T h tr an s f o r m atio n   v ar iab les  allo w   t h v e h icle  to   tu r n   d etec ted   lig h t   o r   s o u n d   s ig n al s   in to   elec tr ic  p u ls es,  g en er ati n g   m o tio n   [ 9 ,   1 0 ] .   T h tech n o lo g y   f o r   r ec o g n izi n g   t h lo ca tio n   o r   d ir ec tio n   o f   a   s o u n d   s o u r c b y   u s i n g   a   m i cr o p h o n i s   well  d ev elo p ed .   T o   r ea lize  th l o ca tio n   o f   s o u n d   s o u r ce ,   at  least t w o   s e n s o r s   o r   m icr o p h o n es a r r eq u ir ed   [ 1 1 1 2 ] .   T h p ap e r   is   o r g an ized   as  f o l lo w s .   Sec tio n   2   d escr ib es  th e   p r o p o s ed   s y s te m .   Sectio n   3   s h o w s   t h e   d escr ip tio n   o f   t h m at h e m ati ca m o d el  o f   t h s y s te m .   Sec tio n   4   p r esen ts   th n u m er ical   r esu lt s .   Sectio n   5   d escr ib es th ex p er i m en ta l r es u lts   a n d   Sectio n   6   co n cl u d es.       2.   P RO P O SE SYS T E M   T h s y s te m   co n s i s ts   o f   a n   o m n id ir ec tio n al  m icr o p h o n e,   tw o   p h o to r esis to r s ,   f o u r   DC   m o to r s ,   a   lith i u m   b at ter y   (  ) ,   an d   elec tr ical  an d   elec tr o n ic  cir cu i ts   t o   f o r m   cir c u it  o f   t w o   s tag es  as  s h o w n   i n       Fig u r 1 .             Fig u r 1 .   P r o p o s ed   s y s te m       T h f ir s t   s ta g in cl u d es   cir cu it  f o r   p o lar izin g   th e   m icr o p h o n e,   w h ic h   a m p li f ies   th e   s ig n a to   a   v o ltag th at   ex ci tes  t h t h y r i s to r   an d   d r iv es  c u r r en t   th r o u g h   th s a m s i g n al  co n tin u o u s l y   as   s h o w n   in     Fig u r 2 .   T h s ec o n d   s ta g e,   wh ich   o n l y   w o r k s   i f   th e   th y r is t o r   is   ex cited ,   co m p r is e s   t w o   c ir cu its   th at  tu r n   t h v eh ic le’ s   m o to r s   o n   o r   o f f   th r o u g h   t w o   p h o to r esis to r s th a is ,   w h e n   t h p h o to r esi s to r   h as   ca p tu r ed   th li g h t   s ig n al   it  t u r n s   th e   m o to r   o n .   E ac h   p h o to r esi s to r   co n tr o ls   b o th   w h ee ls   o n   o n s id o f   t h v e h icle;   th er e f o r e,   if   o n l y   o n e   o f   t h e   p h o to r esis to r s   is   ex cited ,   th e n   t h v e h icle  w il l t u r n   to w ar d   th e   li g h t   s o u r c e.   T h m icr o p h o n e   ca p tu r es  th e x ter n a s i g n a l,  a m p li f y i n g   it  t h r o u g h   t h p o lar izer   in v er ter   cir cu it  ( b ec au s th tr an s is to r   1   in v er t s   th s ig n al  v o ltag 1 )   an d   th is   a m p li f ied   s i g n al  d r iv es  t h th y r is to r   S C R   1   th at  en ab les   th v e h icle  t o   b tu r n ed   o n .           Fig u r 2 .   First s ta g e:  p o lar izer   m icr o p h o n cir cu i t a n d   v e h icl o n /o f f   co n tr o ller   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   4 A u g u s t 2 0 1 9   :   2 8 4 0   -   2847   2842   3.   M AT H E M AT I CAL M O DE L   E q u atio n   ( 1 )   is   o b tain ed   f r o m   Fig u r 2 ,   w h er   is   co lu m n   v ec to r   [ 1 0 ]   in   th b in ar y   s p ac e,   w h er th lo g ic  le v el  1 ”  d en o te s   v o ltag g r ea ter   th a n   ze r o   an d   less   th a n    ,   an d   lo g ic  lev el  0 ”  d en o tes  a   v o ltag ar o u n d   ze r o   [ 1 3 ] .   T h u s ,     is   also   co lu m n   v ec to r   w h o s v al u es  i n d icate   th b ase  cu r r en v a lu e s   o f   th tr an s is to r   1   in   th s at u r atio n   o r   cu ttin g   r eg io n ,   r esp ec ti v el y ,   w it h   th o r d er   o f   th co m p o n en ts   o f   :     = [  3 0 . 7 ( 1 2 + 1 3 + 1 4 )  3 0 . 7 ( 1 3 + 1 4 ) ] + [ 1 2 0 0 0 ] .                                                   ( 1 )     T o   o b tain   ( 1 ) ,   it is   n ec ess ar y   t o   an al y ze   t h s y s te m s   b eh a v i o r   in   th f o llo w i n g   s it u atio n s :   ( 1 )   No   cu r r en t th r o u g h   th ca p ac ito r   1 ,   an d     ( 2 )   Hig h   s i g n a l f r eq u e n c y   a s   s h o w n   i n   Fi g u r 6 .   T h ab o v co n d itio n s   ar s atis f ied   b ec au s t h s o u n d   ca p tu r ed   b y   t h m icr o p h o n e   ( ap p lau s e)   to   t u r n   th m o b ile  r o b o o n ,   i s   a   h ig h - f r eq u e n c y   s ig n al;   t h er ef o r e,   alth o u g h   th is   s o u n d   i s   n o g en er ated ,   th e   b ase   cu r r en   is   to o   s m all.   E q u ati o n   ( 2 )   s h o w s   th p o s s ib le  v a lu es  f o r   th a m p lifie d   an d   in v er ted   v o ltag o f   th m icr o p h o n s i g n al  i n   t h cu an d   s at u r atio n   r e g io n s ,   w h ich   d ep en d s   d ir ec tl y   o n    ,   w h ic h   is   t h cu r r en t   g ain   i n   t h co llecto r   r elativ to   th b ase  cu r r en     1 =   5 .   ( 2 )     B y   m a k in g   s i m ilar   a n al y s i s   f o r   ca p ac ito r   2 ,   it f o llo w s   t h at      2 = 1 .   ( 3 )     T h er eb y   th c u r r en i n   t h g ate  o f   t h t h y r i s to r            1   ca n   b ca lcu lated   as  s h o wn   in   ( 4 ) ,   w h er e   th d i f f er e n ce    1   in v er ts   t h s i g n a l,  ag ai n   d u to   th p u ll - u p   r esi s to r   6      =  1 6 .   ( 4 )     T h cu r r en th r o u g h   th a n o d o f   th th y r i s to r      1   ca n   b ca lcu lated   u s in g   ( 5 )   o b tain ed   f r o m   th t w o - tr an s is to r   m o d el,   w h e r  1   an d    2   ar leak ag c u r r en ts   o f   th m o d el’ s   tr an s is to r s ,   a n d   1   an d   2   ar th co llecto r s   cu r r en t g ai n s   r elati v to   th e m itter s   c u r r en t o f   ea ch     = 2  +  01 +  02 1 ( 1 + 2 ) .   ( 5 )     Ho w e v er ,   f o r   p r ac tical  p u r p o s es,  th e s lea k a g c u r r en ts   ar co n s id er ed   n e g li g ib le,   lea v in g   th a n o d e   cu r r en o f   t h th y r is to r   as  t h p r o d u ct  o f   g ain   eq u i v alen t o   ”  w i th   t h g ate s   f lo w   o f   t h th y r i s to r      as   s h o w n   in   ( 6 )     =  .   ( 6 )     T h er eb y ,   th a n o d e’ s   v o ltag   ( 7 )   o f   th th y r i s to r     1 ,   w h ich   t u r n s   t h v e h icle  o f f   o r   o n   is   f in a l l y   o b tain ed     =  8  .   ( 7 )     Fig u r 3   s h o w s   th s ec o n d   s tag o f   th s y s te m ,   w h ic h   co r r esp o n d s   to   th o n /o f f   co n tr o ller   o f   th v e h icle s   m o to r s .   T h is   cir cu it  is   co n tr o lled   b y   t h cir cu it  o f   th f ir s s tag as  s h o w n   in   Fi g u r 2 ,   w h ich   o n l y   w o r k   w h e n   t h er is   d if f er en ce   o f   ap p r ec iab le  p o ten ti al  b et w ee n      an d   ,   w h ich   o cc u r s   o n l y   a f ter   th m icr o p h o n h a s   ca p tu r ed   lo u d   s o u n d .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       Mo b ile  r o b o t tu r n ed   o n   b y   s o u n d   a n d   d ir ec tio n a lly  c o n tr o lled   b a n   ex t ern a l lig h t so u r ce   ( Lu is   G.   La fa u r ie)   2843       Fig u r 3 .   S ec o n d   s tag o f   t h s y s te m   r elate d   to   th o n /o f f   co n tr o ller   o f   th v eh icle’ s   m o to r s       E q u atio n s   ( 8 ) ( 1 1 )   ar ea s ily   o b tain ed   f r o m   Fi g u r 2   in   o r d er   t o   ca lcu late  t h c u r r en t h r o u g h   th m o to r   at  th ti m o f   h a v i n g   ex cited   t h p h o to r esis to r   w it h   an   e x ter n al  l ig h t so u r ce     1 = 0 . 7 10   .                                                                            ( 8 )     1 =   11 1 ,   ( 9 )       2 = 3 0 . 7 12 ,   ( 1 0 )       =  2 .   ( 1 1 )     T h m o to r   s p ee d   is   d ir ec tl y   d ep en d en t o n   t h cu r r en t o f   th s u p p l y   s y s te m .       4.   SI M UL AT I O N   T h o v er all  s y s te m   ca n   b s u m m ar ized   i n   tr u th   tab le  a s   s h o w n   i n   T ab le  1 .   T h cir c u it  i s   o n l y   tu r n ed   o n   a f ter   s en s i n g   s o u n d   o f   h i g h   in te n s it y   ( ap p lau s e)   an d   th m o v e m e n o f   m o t o r s   is   co n t r o lled   b y   th s e n s ed   lig h in te n s it y .   T h s ig n al s   s e n s ed   b y   t h elec tr et   m icr o p h o n e,   w h ic h   ar a m p li f ied   b y   a   p o lar izer   cir cu it  tr an s m itti n g   an   i n v er t ed   s ig n al  w it h   h ig h er   v o lta g e,   w er s i m u lated   u s i n g   MA T L A B - Si m u li n k   in ter f ac e   as   s h o w n   i n   Fi g u r 4 .   T h o u tco m e   o f   th e   s i m u lati o n   is   s h o w n   i n   F ig u r 5 ,   w h er th e   h i g h est   p ea k s   ar ea ch   s o u n d   a m p li f icatio n   w it h   h i g h   ex ter n al  c u r r en ( ap p lau s e)   s e n s ed   b y   t h Si m u li n k s   m icr o p h o n a n d   w h er th a m p lit u d r ea ch es a b o u 4     en o u g h   to   ex cite  t h t h y r is to r   an d   tu r n   t h s y s te m   o n .       T ab le  1 .   T r u th   tab le   o f   th s y s te m   A p p l a u se   L i g h t   S y st e m   M o t o r   0     0   0   1   0   1   0   1   1   1   1           Fig u r 4 .   Si m u latio n   in   M A T L A B - s i m u lin k   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   4 A u g u s t 2 0 1 9   :   2 8 4 0   -   2847   2844       Fig u r 5 .   Am p li f ied   an d   in v er t ed   s i m u lated   s i g n al       5.   E XP E R I M E NT A L   RE SUL T S   A ll r e s u lt s   w er o b tain ed   u s in g   th v al u es o f   r esi s to r s   an d   ca p ac ito r s   as sh o w n   in   T ab le  2 .       T ab le  2 .   P ar am eter s   f o r   s i m u l atio n   an d   ex p er i m en t   S y mb o l   N a me   V a l u e      S u p p l y   v o l t a g e   12       1   M i c r o p ho n e ’s   r e si st o r   p ull - up   3 . 3     Ω   2   M i c r o p ho n e ’s   p o l a r i z a t i o n   b a se   r e si st o r   4 . 7     Ω   3   Hi gh  i m p e dan c e   p o la r i z a t i o n   r e s i st o r   t o      2     Ω   4   Hi gh  i m p e dan c e   p o la r i z a t i o n   r e s i st o r   t o   gr o un d   2 50     Ω   5   T r a n s i s t o r   c o ll e c t o r   r e s i s t o r   1   3 . 3     Ω   6   Pull - up   r e si s t o r   a m p l i f i e d   si gn a l   5 . 1     Ω   7   T hy r i s t o r   b a s e   r e si s t o r   1   100     Ω   8   T hy r i s t o r   b a s e   r e si s t o r   1   200     Ω   9   Pull - up   r e si s t o r ,   p ho t o r e si s t o r   100     Ω   10   T r a n s i s t o r   b a s e   r e s i s t o r   2   1     Ω   11   T r a n s i s t o r   c o ll e c t o r   r e s i s t o r   2   1     Ω   1   C a p a c i t o r   m i c r o p h o n e   p o lar i z a t i o n   10        2   Po la r i z a t i o n   c a p a c i t o r ,   a m p l i f i e d   s i g n a l   100            5 . 1 .   F irst  s t a g e:   circ uit  t o   t urn t he  v ehicle  o n a n d o f f   T h cir cu it  o f   Fig u r 3   am p l if ies  a n d   in v er ts   th s ig n al  s en s ed   b y   th m icr o p h o n e,   b ein g   m o r e   s en s iti v e   to   s o u n d s   o f   h ig h er   in te n s it y   a s   s h o w n   i n   Fi g u r 6   an d   th am p lific atio n   r ea ch es  3     .   T h h ig h e s t   p ea k s   co r r esp o n d   to   ea ch   s o u n d s   a m p li f icat io n   ( ap p lau s e )   g en er ated   ex ter n all y th e   v er y   s h o r p er io d   in d icate s   h i g h - f r eq u en c y   s ig n a ls .   Fig u r 7   ill u s tr ates  t h b e h av i o r   o f   th e   th y r is to r   w h e n   t h s y s te m   is   o f f   ( th er h a s   b ee n   n o   d etec tio n   o f   s o u n d ) ,   w h en   it  i s   t u r n ed   o n   ( it  h as   d etec ted   s o u n d ) ,   a n d   w h en   t h a n o d e’ s   v o lta g i s   ab r u p tl y   g r o u n d ed .   I n   s u c h   ca s e,   th an o d e’ s   v o ltag w h en   t h s y s te m   i s   o f f   is   10 . 6     ,   s o   th cu r r en f lo w i n g   t h r o u g h   th a n o d is   to o   s m a ll,  allo w i n g   t h s y s te m   to   r e m ai n   o f f   a n d   p r ev en t in g   t h L D R   ( p h o to r esis to r )   f r o m   tu r n i n g   o n   th m o to r .   Mo r eo v er ,   w h e n   th s y s te m   is   o n   ( h a s   d etec ted   s o u n d ) ,   th v o ltag e   is   3 . 8     ,   allo w i n g   an   ap p r ec i ab le  cu r r en f lo th r o u g h   th t h y r is to r s   a n o d an d   f ee d in g   t h m o to r   cir cu it  co n tr o lled   b y   th L D R .   Fi n all y ,   w h e n   t h a n o d v o ltag o f   t h t h y r i s to r   is   co n n ec ted   to   g r o u n d ,   t h cu r r en f lo w   is   s to p p ed   an d   th s y s te m   r et u r n s   to   its   in itial st ate  o f   10 . 6     ,   th at  is ,   t h s y s te m   is   o f f .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       Mo b ile  r o b o t tu r n ed   o n   b y   s o u n d   a n d   d ir ec tio n a lly  c o n tr o lled   b a n   ex t ern a l lig h t so u r ce   ( Lu is   G.   La fa u r ie)   2845       Fig u r 6 .   Am p li f ied   an d   in v er t ed   s ig n a l b y   th p o lar izer   cir cu it f o r   th m icr o p h o n e       Fig u r 7 .   An o d v o ltag o f   t h e   th y r i s to r   w h e n   th er h as b ee n   n o   s o u n d   ( is   o f f )   an d   w h en   t h s y s te m   i s   o n       5 . 2 .   Seco nd   s t a g e:   co ntr o ller  t o   t urn t he  m o t o circ uit  o n a nd   o f f     T h m o to r   v o lta g es  w h e n   t h L D R   d etec ts   li g h ( o r   n o t)   ar r ep o r te d   in   T ab le  3 .   T a b le  4   l is ts   th v o lta g es  o f   t h p h o to r esis to r   w h e n   th li g h s i g n al  is   d etec ted   ( o r   n o t) .   T h is   s ta g o f   in s tr u m e n tat io n   is   v er y   s en s iti v to   ch a n g es  i n   li g h in te n s it y   as  s h o w n   in   th T ab le  4 i.e . ,   an   L D R   o f   o n l y   0 . 1 1   is   n ee d ed   to   tu r n   t h m o to r   o n .             T ab le  3 .   Mo t o r   v o ltag es   L i g h t   V o l t a g e      5 . 32          0         T ab le   4 .   L DR   v o lta g e   L i g h t   V o l t a g e      0 . 11          0 . 7             5 . 3 .   Vehicle   T h p h o to g r ap h s   in   F ig u r e s   8   an d   9   d ep ict  th v e h icle  w it h   t h i m p le m e n te d   cir cu its ,   w h er th e lectr et  m icr o p h o n e   is   p r o j ec tin g   to w ar d   t h to p   an d   th L D R s   ar f o r w ar d ,   allo w i n g   th v e h icle  to   al w a y s   m o v to w ar d   th li g h s o u r ce .             Fig u r 8 .   Veh icle  w it h   t h i m p le m e n ted   cir cu it s       Fig u r 9 .   Veh icle  ON       6.   CO NCLU SI O NS   T h is   ar ticle  p r esen ted   th eo r eti ca l,  n u m er ical,   an d   e x p er i m e n tal  test s   o f   m o b ile  r o b o t,  w h ich   s tar t s   o n   th e m i s s io n   o f   s tr o n g   s o u n d ,   li k an   ap p la u s e,   a n d   th d ir ec tio n   an d   s p ee d   o f   t h v eh icle  i s   co n tr o lled   b y   a n   ex ter n al  p u ls ed   lig h s o u r ce .   T h s i m u latio n   w a s   p er f o r m ed   u s i n g   th s o f t w ar e   MA T L A B - Si m u li n k   an d   th cir cu it  w as  i m p le m en ted   to   co m p ar th r es u lts .   T h s y s te m   i m p le m e n t ed   t w o   t y p e s   o f   s e n s o r s   to   co n tr o th e   b asic  f u n ctio n s   o f   v e h icle:   ( 1 )   ig n itio n   a n d   m o v e m e n t   o f   th e   m o to r s   a n d   ( 2 )   s en s iti v it y   to   h i g h - in te n s it y   s ig n al s ,   s u c h   as  lo u d   n o is o r   li g h f r o m   co m m o n   li g h b u lb .   Se n s i tiv it y   ca n   b ad j u s ted   s i m p l y   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   4 A u g u s t 2 0 1 9   :   2 8 4 0   -   2847   2846   b y   v ar y i n g   t h v al u es  o f   th p u ll - u p   r esis to r s   o f   ea ch   s en s o r .   T h cir cu it  co n s u m es  les s   th an   1     A   o f   cu r r en w it h   t h four   m o to r s   m o v i n g   at  f u ll  s p ee d th u s ,   th is   is   lo w - p o w er   s y s te m   t h at  ca n   ea s il y   b p o w er ed   b y   l ith i u m   b atter y .   Ve h icle  s p ee d   ca n   b co n tr o lled   w it h   P W s ig n al  f r o m   an   e x ter n al  li g h f all in g   o n   th L DR   s en s o r s   ( p u ls ed   li g h t) ,   w h ich   i s   f u t u r g o al.       ACK NO WL E D G M E NT   T h is   w o r k   w a s   s u p p o r ted   b y   th U n i v er s id ad   Nac io n al   d C o lo m b ia,   Sed Me d ellín   u n d er   th p r o j ec ts   HE R ME S - 3 4 6 7 1   an d   HE R ME S - 3 6 9 1 1 .   T h au th o r s   t h an k   th e   Sc h o o o f   P h y s ics   f o r   th eir   v alu ab le  s u p p o r to   co n d u ct  t h is   r esear c h .   T h an k s   also   to   J h o n   A .   Nar v áe a n d   Victo r   M.   T is o y ,   s t u d en ts   o f   th Sc h o o l o f   P h y s ics,  f o r   th ex p er i m e n tal  co n s tr u ctio n   o f   s o m elec tr ical  cir cu it s.       RE F E R E NC E S     [1 ]   S .   Nu rm a in i   a n d   B .   T u tu k o ,   I n telli g e n Ro b o ti c Na v ig a ti o n   S y st e m P ro b lem s,  M e th o d s,  a n d   A lg o rit h m ,   In ter n a t io n a J o u rn a o E lec trica a n d   C o mp u ter   En g in e e rin g   ( IJ ECE ) v ol /i ss u e :   7 ( 6 ) ,   p p .   3 7 1 1 - 3 7 2 6 ,   2 0 1 7 .         [2 ]   A .   A .   J a b e r   a n d   R .   Bick e r ,   W irele ss   F a u lt   De tec ti o n   S y ste m   f o a n   In d u strial  Ro b o Ba se d   o n   S ta ti stica Co n tr o Ch a rt,   In ter n a ti o n a J o u rn a o f   El e c trica a n d   C o mp u ter   En g i n e e rin g   ( IJ ECE ) v ol /i ss u e :   7 ( 6 ) p p .   3 4 2 1 - 3 4 3 5 ,   2 0 1 7 .       [3 ]   M .   R .   M .   S a p iee   a n d   K .   A .   M .   A n n u a r ,   S y n c h ro n o u M o b il e   Ro b o ts  F o rm a ti o n   Co n tro l ,”   T EL KOM NIKA   T e lec o mm u n ica ti o n   Co mp u ti n g   E lec tro n ics   a n d   C o n tr o l v ol /i ss u e :   16 ( 3 ) p p .   1 1 8 3 - 1 1 9 2 ,   2 0 1 8 .   [4 ]   H .   A h m a d ,   e a l. ,   A   S o lu ti o n   t o   P a rti a O b se rv a b il it y   in   Ex ten d e d   Ka lm a n   F il ter  M o b il e   R o b o Na v ig a ti o n ,”   T EL KOM NIKA   T e lec o mm u n ic a ti o n   C o mp u ti n g   El e c tro n ics   a n d   Co n tro l v ol / issu e :   16 ( 1 ) ,   p p .   1 3 4 - 1 4 1 ,   2 0 1 8 .     [5 ]   G M .   Z .   G .   M o ra les ,   A n á li sis d e   Circu it o El e c tri c o s e n   DC ,”   V a n   No stra n d   Re in h o l d   Co m p a n y ,   2 0 0 5 .       [6 ]   J .   H .   Ha n ,   e a l. ,   S o u n d   sig n a f o ll o w in g   c o n tr o o f   a   m o b il e   r o b o t   w it h   th e   e stim a ti o n   o f   t h e   so u n d   s o u rc e   l o c a ti o n   b y   a   m icro p h o n e   a rra y ,”   2 0 0 5 .   [7 ]   Hw a n g ,   e a l. ,   S o u n d   d irec ti o n   e sti m a ti o n   u si n g   a rti f icia e a r ,”   In ter n a ti o n a l   Co n fer e n c e   o n   c o n t ro l,   A u to m a ti o n   a n d   S y ste ms , p p   1 9 0 0 - 1 9 1 0 ,   2 0 0 7 .   [8 ]   M .   C .   Je s,  e a l. ,   Dis e ñ o   y   c o n stru c c n   d e   u n   ro b o t   se g u id o r   d e   n e a   c o n tr o lad o   p o e l   p ic1 6 f 8 4 a ,”   8 °  C o n g re so   Na c io n a d e   M e c a tró n ica , p p.   8 1 6 - 8 2 1 ,   2 0 0 9 .   [9 ]   Y W .   Ju n g ,   e a l. ,   A d a p tativ e   m icro p h o n e   a rra y   s y s te m   w it h   se lf - d e la y   e sti m a to r ,”   Ko re a   in fo rm a ti o n   a n d   c o mm u n ica t io n so c iety v o l/ issu e 3 0 ( 1 C) ,   p p .   54 - 6 0 ,   2 0 0 5 .   [1 0 ]   D K .   Kim ,   e a l . ,   A n   a c c id e n tal  p o si ti o n   d e tec ti o n   a lf o rit h m   f o h ig h   p re ss u re   e q u i p m e n t   u si n g   m icro p h o n e   a rra y ,”   T h e   Ko re a n   i n stit u te o f   e lec trica e n g i n e e rs , p p.   2 3 0 0 - 2 3 0 7 ,   2 0 0 8 .   [1 1 ]   D .   Na g a h a ra ,   e a l. ,   A   m e th o d   o f   traje c to r y   g e n e ra ti o n   to   v e h ic le  ro b o u n d e u n k n o w m   e n v iro n m e n t ,”   W o rld   A u to m a ti o n   Co n g re ss ,   T S P re ss ,   2 0 1 0 .   [1 2 ]   Y .   T .   W a n g ,   e a l. ,   Ca li b ra ted   k i n e c se n so rs f o ro b o sim u lt a n e o u s lo c a li z a ti o n   a n d   m a p p in g ,”   2 0 1 4 .   [1 3 ]   A .   W ib o w o ,   e a l. ,   P a ra ll e c a sc a d e   f u z z y   in terfe re n c e   s y ste m   a th e   e n v iro n m e n c h a n g e s,  c a se   stu d y A u to m a ted   g u id e   v e h icle   ro b o u sin g   u l tras o n ic  se n so r ,”   T h e   In ter n a ti o n a C o n fer e n c e   o n   Ad v a n c e d   C o mp u t e S c ien c e   a n d   In fo rm a t io n   S y ste m ,   2 0 1 2 .       B I O G RAP H I E S   O F   AUTH O RS          Lu is  G .   La f a u r i e En g in e e rin g   p h y sic stu d e n t,   S c ien c e   F a c u lt y ,   Un iv e rsid a d   Na c io n a d e   Co lo m b ia,  M e d e ll ín ,   Co lo m b ia,   E - m a il lg la f a u riep @u n a l. e d u . c o .   His  re se a rc h   in tere sts  in c lu d e   a p p li e d   e lec tro n ics   a n d   p h y sic s.        Fre d y   E.   H o y o s e le c tri c a En g in e e r,   M En g   I n d u stria A u to m a t io n ,   P h . A u to m a ti o n .   A ss istan P r o f e ss o r,   S c ien c e   F a c u lt y ,   S c h o o o f   P h y sic s,  Un iv e rsid a d   Na c i o n a d e   Co l o m b ia  S e d e   M e d e ll ín ,   Co lo m b ia,  E - m a il f e h o y o s v e @ u n a l. e d u . c o .   His  re se a rc h   in tere sts  in c lu d e   n o n li n e a c o n tro l ,   n o n li n e a d y n a m ic o f   n o n sm o o th   sy ste m s,  a n d   p o w e e lec tro n ic   a p p li c a ti o n s.  He   is  a n   A ss o c iate   Re se a rc h e in   Co lcie n c ias   a n d   m e m b e o f   th e   A p p li e d   T e c h n o lo g i e Re se a rc h   G ro u p   -   G ITA   a th e   Un iv e rsid a d   Na c io n a d e   Co l o m b ia.  h tt p s:// o rc i d . o rg /0 0 0 0 - 0 0 0 1 - 8 7 6 6 - 5 1 9 2     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       Mo b ile  r o b o t tu r n ed   o n   b y   s o u n d   a n d   d ir ec tio n a lly  c o n tr o lled   b a n   ex t ern a l lig h t so u r ce   ( Lu is   G.   La fa u r ie)   2847     J o h n   E.   C a n d e lo - B e c e r r a re c e iv e d   h is  Bs.  d e g re e   in   El e c tri c a En g in e e rin g   in   2 0 0 2   a n d   h is P h i n   En g in e e rin g   w it h   e m p h a sis  in   El e c tri c a En g in e e rin g   in   2 0 0 9   f ro m   Un iv e r sid a d   d e V a ll e ,   Ca li   -   Co lo m b ia.  His  e m p lo y m e n e x p e rien c e in c lu d e   th e   Em p re sa   d e   En e rg ía  d e P a c íf ico   EP S A ,   Un iv e rsid a d   d e l   No rte,   a n d   Un i v e rsid a d   Na c io n a d e   Co l o m b ia  -   S e d e   M e d e ll í n .   He   is  n o w   a n   A s sista n P r o f e ss o o f   th e   Un iv e rsid a d   Na c io n a d e   Co l o m b ia  -   S e d e   M e d e ll ín ,   Co l o m b ia.   His  re se a rc h   in tere sts  in c lu d e e n g in e e rin g   e d u c a ti o n p lan n in g ,   o p e ra ti o n   a n d   c o n tro l   o f   p o w e s y ste m s;  a rti f icia in telli g e n c e a n d   sm a rt   g rid s.  He   is   a   S e n io Re se a r c h e in   Co lcie n c ias   a n d   m e m b e o f   th e   A p p li e d   T e c h n o lo g ies   Re se a rc h   G ro u p   -   G ITA ,   a th e   Un iv e rsid a d   Na c io n a d e   Co lo m b ia.  h tt p s:// o rc id . o rg /0 0 0 0 - 0 0 0 2 - 9 7 8 4 - 9 4 9 4 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.