Robot Seguidor de Luz Presentado

UNIVERSIDAD DE AQUINO BOLIVIAINGENIERIA EN TELECOMUNICACIONES ROBOT SEGUIDOR DE LUZ Presentado por: Evelyne D. Hinojosa Méndez Edwin Cruz Rocha 6° Semestre 6° Semestre Tutor: Ing. Aldo Arano Suarez 1 Hinojosa Mendez Edwin Cruz Rocha 2 .Integrantes Evelyne D. .............. OBJETIVO GENERAL.... PUENTE “H”(CI)L293D................................................................................................................................................ 15 3 .............................................2..................... 2 3.............………………………………………………………………..............3............4................................................... SIMULACIÓN DEL CIRCUITO..... ANEXOS.. OBJETIVOS ESPECIFICO................. INTRODUCCION O ANTECEDENTES . 14 9.........................................................3................................................................... MARCO PRÁCTICO O MARCO PROPOSITIVO...................4 CONSTRUCCIÓN O IMPLANTACIÓN DEL PROTOTIPO ................................... 14 8.................................................................................. 12 7.......................... LÓGICA COMBINACIONALES........ 2 2........................ CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES................................................................. 3 4.................... 10 6............................................... AMPLIFICADORES OPERACIONALES ................................... 3 4.............1........................ MARCO TEÓRICO..........................1......... 11 6.......................................... OBJETIVOS DE LA INVESTIGACION........... 4 5..............2...... DISEÑO.................................................. ROBÓTICA .......................... 6 6............ 4 5.................................................... 6 6............1...........................INDICE 1............................... RESUMEN EJECUTIVO DEL TRABAJO ......... 3 5........................................................................... 3 4.. 5 5............................................... 6 6........................................................... BIBLIOGRAFÍA............................................................ CIRCUITO DISEÑADO.............................2........................................................................................................................................................... 4 5.................................. FORMULACION DEL PROBLEMA............................................................. El presente proyecto consiste en el diseño. Sin embargo es importante considerar la implementación de laboratorios para el . trabajan con eficiencia y en periodos largos de tiempo. A pesar de no contar con laboratorios se puede desarrollar prototipos que refuerzan el aspecto teórico de las materias de la carrera.El primer paso fue conocer el funcionamiento de cada componente que constituye al robot. INTRODUCCION O ANTECEDENTES. la idea del proyecto surgió del interés e inquietud de los alumnos por profundizar en estas áreas. RESUMEN EJECUTIVO DEL TRABAJO Los robots reducen el trabajo del hombre. se uso lógica combinacional. sistemas digitales. simulación y construcción de un robot capaz de seguir la luz. Los componentes empleados para la construcción de este prototipo son componentes electrónicos básicos de fácil acceso en el mercado local. En ese sentido se sugiere con énfasis la búsqueda de recursos para hacer realidad los laboratorios respectivos. Para luego simular el circuito diseñado en el programa Isis 7 Professional (proteus). 2.ROBOT SEGUIDOR DE LUZ 1. específicamente mapas K para el diseño del circuito controlador. muy por encima del diseño. El presente proyecto se trata básicamente de reforzar los conocimientos teóricos de la materia de electrónica II. implementando la parte práctica para lo cual se realizó el diseño del robot sigue luz en función a los amplificadores operacionales utilizándolos como comparadores. costos y tiempo en la vida empresarial. así como crear el circuito eléctrico que rige la lógica del robot. El robot sigue luz implementado en forma práctica cumple con los requerimientos de diseño planteados. Es aceptable en cuanto a su funcionamiento. Es importante mencionar que los alumnos participantes en este proyecto tienen conocimientos limitados de robótica. Es importante aclarar que en cuanto a nuestro prototipo (robot) se le dio más importancia la parte de la operatividad y funcionalidad. 4 .mejor aprovechamiento de las materias. con ayuda de la investigación y documentación. aplicando la teoría de la materia de Electrónica II y Sistemas digitales. carcasas y molde. que funcione mediante los amplificadores operacionales (utilizándolos como comparadores) también usando componentes básicos de (electrónica II). No se puede negar que el trabajo práctico en laboratorio proporciona la experimentación y el descubrimiento y evita el concepto de “resultado correcto” que se t iene cuando se aprenden de manera teórica.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS Diseñar un prototipo de un robot sigue luz aplicando la teoría de la materia de Electrónica II.Los robots seguidor de luz que se muestran en internet muestran solamente el control de dirección de avance y muy pocos explican la teoría detrás de ellos.4. por ejemplo. el uso de laboratorios requiere de tiempo adicional al de una clase convencional. OBJETIVOS DE LA INVESTIGACION.1 OBJETIVO GENERAL. Simular el funcionamiento de un robot sigue luz en el software de desarrollo electrónico Isis 7 Professional (Proteus). para descubrir y aprender de los propios errores. Sin embargo. Esto constituye un problema para los estudiantes que se inclinan a realizar esta clase de proyectos. sólo con los datos procedentes de los libros. es decir. Construir el robot sigue luz. FORMULACION DEL PROBLEMA. 4.[1] 4.3.Construir un robot seguidor de luz. 5 . - “Solamente a un sistema motorizado que tome decisiones mediante sensores se le puede llamar robot. Estos robots pueden variar desde los más básicos (van tras la luz) hasta los más avanzados. MARCO TEORICO. En el caso del robot sigue luz utilizamos el amplificador operacional como comparador. y la ingeniería de control. la informática. La robótica combina diversas disciplinas como son: la mecánica. manufactura y aplicaciones de los robots.1 ROBOTICA. En este circuito. Para hacerse una idea de su funcionamiento se puede pensar en el amplificador diferencial clásico con componentes discretos.2 AMPLIFICADOR OPERACIONAL (1) Los amplificadores operacionales son amplificadores diferenciales con acoplamiento dc de muy alta ganancia. 6 . en este caso es una tensión sinusoidal.del amplificador se conecta una fuente de tensión (Vi) variable en el tiempo. sin embargo.” 5. poseen (por lo general) ciertas partes básicas comunes entre todos: 5. se alimenta el amplificador operacional con dos tensiones +Vcc = 15V y -Vcc = -15 V. la electrónica. Se conecta la patilla V+ del amplificador a masa (tierra) para que sirva como tensión de referencia. La robótica es la ciencia y la tecnología de los robots. A la entrada V. como prototipo. aunque a decir verdad los amplificadores operacionales reales tienen ganancias mucho mayores (valores típicos 10 ^ 5 a 10 ^ 6) e impedancia de salida menor. con sus dos entradas y una sola salida. y permiten a la salida barrer el rango de voltajes casi completo de la alimentación (Usualmente se usan fuentes bipolares de ±15V). Los robots seguidores de luz cumplen una única misión: seguir la luz que mandemos para poder controlarlo.5. en este caso 0 V. Se ocupa del diseño. Hay que hacer notar que la tensión de referencia no tiene por qué estar en la entrada V+. los mapas de karnaugh reducen la necesidad de hacer cálculos externos para la simplicacion de expresiones booleanas consiste en una represntacion bidimensional de la tabla de verdad de la función a simplificar. Esta es una aplicación sin la retroalimentación. puesto que la tabla de verdad en una función de N variables posee 2N filas. el mapa K correspondiente debe poseer también 2N cuadrados. en este caso. Cuando la tensión sinusoidal Vi toma valores positivos.[3] Un mapa de karnaugh es un diagrama utilizado para la simplificación de funciones algebraicas Booleanas. Las diversas compuertas lógicas se encuentran comúnmente en sistemas de computadoras digitales. Compara entre las dos entradas y saca una salida en función de qué entrada sea mayor. se conectaría la tensión que queremos comparar con respecto a la tensión de referencia. Se puede usar para adaptar niveles lógicos.que en la entrada V+. el amplificador operacional se satura a negativo.3 COMPUERTAS LOGICAS Las compuertas son bloques del hardware que producen señales en binario 1 ó 0 cuando se satisfacen los requisitos de entrada lógica. A la salida (Vo) del amplificador operacional puede haber únicamente dos niveles de tensión que son en este caso 15 o -15 V (considerando el AO como ideal.[4] 7 . también puede conectarse a la patilla V-. Las relaciones entrada . si fuese real las tensiones de salida serían algo menores).salida de las variables binarias para cada compuerta pueden representarse en forma tabular en una tabla de verdad. a la entrada V+ del amplificador operacional. esto significa que como la tensión es mayor en la entrada V. el amplificador entrega a su salida una tensión negativa de -15 V.[2] 5. Cada compuerta tiene un símbolo gráfico diferente y su operación puede describirse por medio de una función algebraica. dos puentes H completos. Los mapas de karnout nos sirven para la reducción de compuertas lógicas ADELANTE ATRÁS DERECHA IZQUIERDA 8 .1 Diseño Aplicando la materia de sistemas digitales y mediante los mapas de karnout diseñamos el siguiente circuito. cualquiera de estos cuatro circuitos sirve para configurar la mitad de un puente H.. en especial pequeños motores y cargas inductivas. con los que se puede realizar el manejo de dos motores.4 CIRCUITO INTEGRADO (CI) L293D (2) Los circuitos individuales se pueden usar de manera independiente para controlar cargas de todo tipo y. en el caso de ser motores.5 V a 36 V.[5] 6.MARCO PRÁCTICO O MARCO PROPOSITIVO Introducción En este punto se muestra: el diseño. con la capacidad de controlar corriente hasta 600 mA en cada circuito y una tensión entre 4. entonces.5. 6. el circuito diseñado la simulación del circuito diseñado y la implementación del circuito. manejar un único sentido de giro. con frenado rápido y con posibilidad de implementar fácilmente el control de velocidad. El integrado L293D incluye cuatro circuitos para manejar cargas de potencia media. Pero además. El integrado permite formar. En este caso el manejo será bidireccional. TABLA DE VERDAD PARA A1 # 0 Ader 0 0 0 0 1 1 1 1 Ad 0 0 1 1 0 0 1 1 Aizq 0 1 0 1 0 1 0 1 A 0 0 1 1 0 0 1 0 B1 0 0 0 0 0 0 0 0 A2 0 0 0 0 1 0 1 0 B2 0 1 0 1 0 0 0 0 1 2 3 4 5 6 7 RESOLUCION A1= Ad A1= 9 . TABLA DE VERDAD PARA B1 # 0 Ader 0 0 0 0 1 1 1 1 Ad 0 0 1 1 0 0 1 1 Aizq 0 1 0 1 0 1 0 1 A 0 0 1 1 0 0 1 0 B1 0 0 0 0 0 0 0 0 A2 0 0 0 0 1 0 1 0 B2 0 1 0 1 0 0 0 0 1 2 3 4 5 6 7 RESOLUCION A2= A2= 10 . TABLA DE VERDAD PARA A2 # 0 Ader 0 0 Ad 0 0 Aizq 0 1 A 0 0 B1 0 0 A2 0 0 B2 0 1 1 2 3 4 5 6 7 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 RESOLUCION B2= B2= 11 . 6. 1 Esquema de las compuestas lógicas 12 . Fig.2 Circuito diseñado Luego de los resultados obtenidos mediante los mapas de karnout diseñamos el circuito. 3 SIMULACIÓN DELCIRCUITO Se realizo la simulación del circuito mediante el programa Isis 7 Professional (Proteus) Fig.6. 13 . 2 Circuito de los sensores en simulación. 6.Fig.4. Construcción o implantación del prototipo Fig. 14 . 3 Circuito lógico en simulación.4 Fotografía de los sensores montados en placa universal. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 15 . 5 Fotografía del circuito lógico montado en protoboard Fig. 6 Circuito terminado del robot seguidor de luz 7..Fig. Entro otros.  Pero al no contar con un laboratorio se presentaron muchas dificultades como ser la falta de material de trabajo. Se demostró que a pesar de que se usaron componentes básicos de electrónica son suficientes para realizar un proyecto interesante y vistoso. construcción y funcionamiento. H Troy Tagle. Se diseñó e implementó. -Editorial: PHH Prentice Hall ipoamericana. -Edicion: 1er 1996 [4] http//www_extremeelectronics_co_in-avrtutorials-images-motor-controller [5] http//www2_bp_blogspot_com_YcoaddtwQVw-TEmRyLzWVAI-AAAAAAAAADQMIBw9Zs_U1o-s320-func_logicas 16 .  Se logro todos los objetivos con nuestros propios medios pero sería muy diferente si contáramos con un laboratorio ya que nos facilitaría la realización del proyecto. la comodidad ya que un hogar no es apto para la realización de este tipo de trabajos por lo que tuvimos varios inconvenientes una que mencionaremos es nuestro puente H que probamos primeramente con un circuito integrado L293D el cual no resulto como esperábamos por esta razón obtamos por utilizar el puente H del auto de juguete y resulto como esperábamos.imcyc. Nelson. disponible en: www. un robot seguidor de luz y de acuerdo a los objetivos trazados llegamos a la conclusión que el funcionamiento del robot cumple la meta propuesta. 8.2006.. articulo “la importancia de los laboratorios ”.BIBLIOGRAFÍA [1] Revista Construcción y tecnología.com [2] «http://es.org/w/index.php?title=Amplificador_operacional&oldid=51251576» [3] Análisis y diseño de circuitos lógicos digitales -autores: Víctor P.wikipedia.  El robot cumple las expectativas esperadas atreves de la simulación. 17 . ANEXOS (1) (2) 18 .9..