UNIVERSIDAD DE LAS FUERZA ARMADAS ESPE-SEDE LATACUNGA- INGENIERÍA AUTOMOTRIZ SISTEMAS DIGITALES SEGUIDOR DE LÍNEA INTEGRANTES: Carlos Cabezas Juan Carlos Ortiz Jaime Rodríguez Vinicio Tenorio NIVEL: V “A” DOCENTE: Ing. Luis Mena FECHA: 20 de Diciembre del 2013. TEMA SEGUIDOR DE LÍNEA OBJETIVOS Objetivo Principal Realizar un robot seguidor de línea mediante el uso de compuertas lógicas combinacionales. Objetivos Secundarios Demostrar todo lo aprendido durante el transcurso del semestre en la implementación del seguidor de línea. Identificar todos los materiales utilizados en el seguidor de línea y saber la función que desempeña cada uno de estos. MATERIALES Y EQUIPOS 1 Protoboard 2 Motores con dos relaciones de transmisión 1 74ls04 1 lm358P 1 74ls32 2 CNY70 12LM7805 2 4148 2 Transistores 1 Capacitor Mole por motor 2 Llantas 1 Estructuras de madera 7 resistencias de 220Ω 2 resistencias de 10k Ω. 4 resistencias de 1k Ω Cables. 1 Batería. 4 Pilas 1 L293 MARCO TEORICO Seguidor de Línea Los robots seguidores de línea son robots muy sencillos, que cumplen una única misión: seguir una línea marcada en el suelo normalmente de color negro sobre un tablero blanco (normalmente una línea negra sobre un fondo blanco). Son considerados los "Hola mundo" de la robótica. Estructura básica Estos robots pueden variar desde los más básicos (van tras una línea única) hasta los robots que recorren laberintos. Todos ellos, sin embargo, poseen (por lo general) ciertas partes básicas comunes entre todos: Sensores: Un rastreador detecta la línea a seguir por medio de sensores. Hay muchos tipos de sensores que se pueden usar para este fin; sin embargo, por razones de costos y practicidad los más comunes son los sensores infrarrojos (IR), que normalmente constan de un LED infrarrojo y un fototransistor. Motores: El robot se mueve utilizando motores. Dependiendo del tamaño, el peso, la precisión del motor, entre otros factores, éstos pueden ser de varias clases: motores de corriente continua, motores paso a paso o servomotores. Ruedas: Las ruedas del robot son movidas por los motores. Normalmente se usan ruedas de materiales anti-deslizantes para evitar fallas de tracción. Su tamaño es otro factor a tener en cuenta a la hora de armar el robot. Fuente de energía: El robot obtiene la energía que necesita para su funcionamiento de baterías o de una fuente de corriente alterna, siendo esta última menos utilizada debido a que le resta independencia al robot. Tarjeta de control: La toma de decisiones y el control de los motores están generalmente a cargo de un microcontrolador. La tarjeta de control contiene dicho elemento, junto a otros componentes electrónicos básicos que requiere el microcontrolador para funcionar. Funcionamiento Todos los rastreadores basan su funcionamiento en los sensores. Sin embargo, dependiendo de la complejidad del recorrido, el robot debe ser más o menos complejo (y, por ende, utilizar más o menos sensores). Los rastreadores más simples utilizan 2 sensores, ubicados en la parte inferior de la estructura, uno junto al otro. Cuando uno de los dos sensores detecta el color blanco, significa que el robot está saliendo de la línea negra por ese lado. En ese momento, el robot gira hacia el lado contrario hasta que vuelve a estar sobre la línea. Esto en el caso de los seguidores de línea negra, ya que también hay seguidores de línea blanca. Las dos maneras más comunes de armar los rastreadores son: OPAMPS (Amplificadores Operacionales), o con simples transistores trabajados en su zona de saturación. Esto dependiendo de la complejidad con la que se quiera armar el circuito. Podemos utilizar un microcontrolador para realizar las funciones de control o guardar en él la forma del recorrido por una pista. También sirve como escaneador eléctrico. Marco Teórico Parte Electrónica PCB.- Una placa de circuito impreso o PCB, se utiliza para apoyar mecánicamente y conectar eléctricamente componentes electrónicos usando las vías de conducción, pistas o rastros de la señal grabado de placas de cobre laminadas sobre un sustrato no conductor. Cuando el consejo sólo tiene pistas de cobre y características, y no hay elementos de circuito, tales como condensadores, resistencias o dispositivos activos se han fabricado en el sustrato real de la junta, que se conoce más correctamente como placa de circuito impreso (PWB) o tablero de cableado grabado al agua fuerte . CI 40106.- El integrado 40106 que además de ser inversora es un disparador Smith Tigger que mediante la entrada de un voltaje entre el rango de 0V a 5V este nos convierte esta señal en una señal digital pura. Figura 1.- Simbolo y disposcion de ls terminales C.I . 40106 Zócalos.- Para trabajos en placas de circuito, se suelen usar unos soportes de plástico para este tipo de empaquetados, denominados zócalos, que contienen una serie de orificios colocados de la misma forma que el circuito. Así no soldamos directamente el circuito a la placa (que podría deteriorarse con el calor), sino el zócalo. Una vez está fijado, se coloca encima el circuito integrado. Si tenemos que sacar y poner continuamente el integrado, una forma práctica para que no se deterioren las patitas del encapsulado es poner dos zócalos, uno fijo en la placa y otro fijo en el integrado. Existen los zócalos de cero fuerza cuando se necesita instalar y remover muchas veces el circuito integrado. En este caso con una palanca se libera o sujeta el circuito integrado. Los pines se extienden a lo largo del encapsulado (en ambos lados) y tiene como todos los demás una muesca que indica el pin número 1. Este encapsulado básico fue el más utilizado hace unos años y sigue siendo el preferido a la hora de armar plaquetas por partes de los amantes de la electrónica casera debido a su tamaño lo que facilita la soldadura. Hoy en día, el uso de este encapsulado (industrialmente) se limita a UVEPROM y sensores. Figura 2.- Zocalo de 14 pines El 1N4148.- Es un diodo de conmutación de silicio estándar. Es uno de los diodos más populares y de larga vida de conmutación debido a sus especificaciones confiables y de bajo costo. Su nombre sigue la nomenclatura de JEDEC. El 1N4148 es útil en aplicaciones de conmutación hasta alrededor de 100 MHz con un tiempo de recuperación inversa de no más de 4 ns. Figura 3.- Transistores Sensor CNY70.- Este sensor utiliza un diodo emisor infrarrojo en combinación con un foto transistor infrarrojo para detectar las señales infrarrojas Negro-Blanco (robots sigue-líneas) o para detectar objetos cercanos (0.5 a 1 cm). Figura 4.- Sensor CNY70 Compuerta Lógica 74LS08 (AND).- La puerta AND es una puerta lógica digital que implementa la conjunción lógica que se comporta de acuerdo a la tabla de verdad mostrada a la derecha. Cuando todas sus entradas están en 1 (uno) o en ALTA, su salida está en 1 o en ALTA, mientras que cuando una sola de sus entradas o ambas están en 0 o en BAJA, su SALIDA va a estar en 0 o en BAJA. A B X 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 Tabla 1.- Funcionamiento AND Figura 5.- Configuración interna AND Marco Teórico Pista Definición robot seguidor de línea velocidad.-La competencia Seguidores de Líneas, consiste en la creación de un robot autónomo, capaz de seguir una línea negra en un fondo blanco en el menor tiempo posible. Recomendaciones generales.- Diseñar los sensores del robot, de manera que puedan ser fácilmente ajustables durante el desarrollo de la competencia, ya que las condiciones externas de iluminación pueden cambiar, así como otros factores que puedan influir sobre estos. PROCEDIMIENTO Diseño del chasis del robot seguidor de línea Figura 6.- Ejemplo de diseño de una pista para un robot velocidad Simulación del circuito completo Figura 7.- Simulación del circuito en proteus ANALISIS DE RESULTADOS Pruebas realizadas Realizar primero el diseño de cada uno de los respectivos circuitos lógicos y así obtener las simulaciones respectivas. Probamos cada uno de los componentes electrónicos para ver si están en correcto funcionamiento. Como en este seguidor de línea se utilizaron compuertas, se probó el circuito integrado y las compuertas que son las que activan a los . Se realizó pruebas en una pista implementada por nuestro grupo para verificar que el seguidor funcione de una manera adecuada. CONCLUSIONES Se pudo lograr la consecución de un robot seguidor de línea, con la colaboración de los compañeros y los conocimientos aprendidos en la materia a lo largo del periodo académico. Se obtuvo un conocimiento más preciso sobre el funcionamiento y desarrollo del sistema a implementarlo. El seguidor de línea es una herramienta que estimula la creatividad y desarrollo de los conocimientos que hemos adquirido por lo tanto, el resultado de este proyecto cumple con las expectativas iniciales ya que el robot seguidor de línea sigue correctamente su trayectoria sobre la línea negra , con un fondo blanco. Es muy importante en el diseño y construcción de un robot seguidor de línea la parte mecánica y construcción del chasis ya que cada uno de sus elementos deben estar en una posición adecuada, para así optimizar recursos de espacio. RECOMENDACIONES Al momento de manejar voltajes tener mucho cuidado en la implementación de los circuitos electrónicos, tanto como de los sensores y demás elementos utilizados en el proyecto realizado, ya que podemos quemarlos. Revisar en el datasheet todos los circuitos internos que desconocemos para evitar que los materiales se dañen, además debemos saber los parámetros de funcionamiento de cada uno de los elementos. Mantener nuestra área de trabajo limpio y seguro y tener los respectivos materiales a utilizarse. La batería tiene que estar ubicada en el frente del seguidor para distribuir el peso correctamente. El uso de baterías recargables es primordial ya que las convencionales se descargan rápidamente. BIBLIOGRAFIA http://es.scribd.com/doc/77971439/Informe-Seguidor-de-Linea-con-compuertas- logicas http://es.wikipedia.org/wiki/Robot_seguidor_de_l%C3%ADnea http://www.slideshare.net/darhagen/compuertas-logicas http://www.monografias.com/trabajos96/carro-seguidor-linea/carro-seguidor- linea.shtml ANEXOS