Repblica Bolivariana de Venezuela

Ministerio del Poder Popular para la Educacin Universitaria, Ciencia y Tecnologa

U.P.T.O.S. Clodosbaldo Russian

Departamento de Electrnica

Informe Final Seguidor de Lnea

RB5

Profesor: David Sifuentes Alumnos: Hernndez, Asdrbal C.I. 17445063

Marcano, Joscar J. C.I. 17763799

Romero, Hctor A. C.I. 19083225

Serrano S, Ansonny C.I. 19893399

Cuman Julio del 2015

Prembulo

Para la realizacin de este robot seguidor de lnea llamado RB5, se tomaron en cuenta una serie de especificaciones y necesidades.

NECESIDADES

Se propone que el robot a disear y construir sea un robot tipo seguidor de lnea, que sea capaz de seguir una lnea pintada sea de color

negro o blanco (sin preferencias).

ESPECIFICACIONES

Las especificaciones a cumplir en el diseo por parte del grupo de trabajo son:

Control de Velocidad de motor Dc (PWM): variar de 0 a 100% del Duty

Cycle. Esta especificacin es por propuesta del trabajo para poder controlar la velocidad encendido y apagado independiente de los motores.

Canales de entrada analgicos: no tendr.

Canales de entrada/ salida digitales in/out: 4 canales de entrada digital

para los sensores, 2 canales de salida digital les indicadores de accin y 2 canales digitales para el control de PWM.

Pantalla LCD: 1 pantalla LCD para Visualizar indicaciones del seguidor de lnea.

Buzzer o Corneta de 4: para Indicar Sonidos en Modo de trabajo o seguidor aplicando alguna accin.

Armazn: Preferiblemente echo de acrlico o algn material liviano y

resistente.

Ruedas: Preferiblemente altas tipo rustica con bastante agarre.

Sensores: 4 sensores. 2 mirando la lnea y 2 que miran fuera de la lnea.

Resumen de la Elaboracin de RB5

Para el perfecto funcionamiento de RB5 es necesaria una batera de 9V 2,5Amp o preferiblemente de mayor amperaje, menos de eso acarrea las

siguientes situaciones:

1. Si enciende el modulo principal micro controlador, no encienden los

motores.

2. Si encienden los motores no enciende el modulo principal.

Debido a que las bateras de 9V comunes de Cuman solo entregan

150mAmp como mximo se necesitaran 10 bateras en paralelo para hacer funcionar a RB5 por un tiempo calculado de 10 minutos. Ya que el desgaste

de estas es mayor en funcionamiento que en reposo. Por el consumo de los componentes.

Para la realizacin de los sensores se tomaron en cuenta varios tipos: Diodos IR, Foto Transistores, LDR.

Configuraciones realizadas en el diseo de sensores:

A. Sensores con Diodos IR:

Se utiliz una configuracin con diodos receptores en la entrada de un

comparador de tensin con amplificadores operacionales (AOP), esta configuracin no funciono debido a que el diodo IR solo generaba 350mV, calibrar el comparador a menos de ese potencial fue imposible por falta de

precisin del potencimetro y no se contaba con operacionales del tipo puerta de fet.

B. Sensores Con Polarizacin de Base en Transistor NPN:

El problema en este tipo de sensores fue que no se generaban los 700mV necesarios para hacer conducir el transistor, solo se alcanzaban 623mV insuficientes para que excitara la unin base-emisor.

C. Sensores como aplicacin Diferencial con AOP:

La diferencia de potencial en las entradas del AOP no generaba accin alguna en la salida del mismo.

D. Sensor Fototransistor:

Se implement la utilizacin de un fototransistor construido con un fotodiodo y un transistor de germanio. Al colocar el IR en polarizacin

colector-base se genera una corriente de base lo suficientemente fuerte para

excitar al transistor de germanio con lo que se induce una corriente de colector de emisor y valindonos de la polarizacin en emisor se obtuvo tensin suficiente para inducir una diferencia de potencial en las entradas del

AOP en configuracin comparador a lazo abierto.

Esta ltima nos permiti obtener a las salidas del AOP de 0v a 4v lo suficiente para decirle al micro controlador que los sensores estn viendo luz o no. Los 4v mximo que obtenemos del AOP son debido a que siempre hay

una cada de tensin a la salida de este tipo de circuitos integrados, alrededor de 1,3v dependiendo del AOP puede ser ms o menos. Esto es

porque el AOP no puede entregar ms que la tensin con lo que esta alimentado.

Eleccin del Micro Controlador:

Para el micro controlador se utiliz el pic18f2550 ya que no se contaba

con otro ms pequeo. Pero con un simple pic12f508 hubiese bastado para cubrir las necesidades del diseo.

La programacin se realiz en pic c compiler, las rutinas y cdigos principales se hicieron en hojas .h separadas para facilitar el entendimiento

del cdigo a la hora de alguna modificacin.

Simplemente se hace un seguimiento de las entradas de los sensores

para saber si estas estas en alto o en bajo.

El control de los motores se hizo mediante rutinas de PWM ya que este micro cuenta con 3 salidas PWM aunque 2 funcionan en modo espejo.

Motores:

Los motores son alimentados por unas llaves echas con transistores

tipo mosfet n-channel y son regulados con el PWM proveniente de las salidas del micro. Esto es para tener un mejor control y reducir el peligro de quemar

las salidas del micro.

Se utilizaron 2 motores Dc de 4.5 V y 12.1 Henrios cuyo consumo de

corriente es de 450mAmp cada uno. Estos presentaron una diferencia de 0.1 henrios la suficientemente baja, por lo que no se consider una falta grave

para ambas ruedas corrieran con la misma velocidad y fuerza.

Armazn:

Para el armazn de RB5 se utiliz varios tipos de materiales:

A. acrlico: por cuestiones de ensayo y error este no fue usado en el

prototipo final (se rompi).

B. metal: la estructura quedo muy mal acabada por falta de

herramientas.

C. MDF y Cartn Piedra: materiales con los que se llev a cabo el

prototipo final.

Sistema de Reductores:

Se implement un sistema de reductores para darle ms fuerza a RB5

disminuyendo su velocidad.

Este se realiz destruyendo 8 lectoras de CD/DVD ya que se

necesitaban que fueran exactamente iguales sus engranajes y motores que tuviesen la misma impedancia, ya que no se consiguieron 2 idnticas se

armaron 2 reductores con la mezcla de engranajes de todas las lectores destruidas.

Mdulos en baquelita:

Se realizaron 5 mdulos:

A. 1 Mdulo de entrada y salidas con micro controlador y fuentes

dependiente de +5v y +12v.

B. 1 Mdulo de amplificacin comparadores. (Se dao con agua)

C. 1 Mdulo llaves Mosfet n-channel. (Se dao con agua)

D. 1 Mdulo fuente de +5v recargable para sensores y motores Dc.

E. 2 Mdulos de sensores con fototransistores.

D. 1 Mdulo de sensores con LDR.

A pesar de que las especificaciones propuestas por el grupo abarcaban la utilizacin de mdulos LCD y de Sonido, el prototipo final no

los contempla por problemas de peso y espacio.

Cdigo del Micro

ANEXOS

PBC modulo micro controlador

PBC modulo comparadores

PBC fuente de +5v recargable

Proceso de realizacin baquelitas

Modulos

Modulo Micro controlador

Seguidor RB5 vista externa

Seguidor RB5 vista interna

RECOMENDACIONES

A. La realizacin del armazn de este tipo de robot siempre debe ser hecha con material liviano.

B. Es recomendable la utilizacin de bateras recargables de alto amperaje, alrededor de 2100mAmp por batera.

C. Se recomienda trabajar con un banco de bateras de 9v 2100mAmp/H por lo menos con 2 en paralelo para tener suficiente corriente

para alimentar el sistema completo.

D. Las rutinas de Programacin deben ser secuenciales, pero siempre

dndole un espacio de tiempo entre transiciones para mejorar el funcionamiento y lgica del sistema.

E. Los motores para este tipo de sistemas deben tener la misma impedancia o estar en u rango de error de 0.1 % para que puedan tener las

misma RPM y el consumo elctrico sea simtrico.

D. Es recomendable la utilizacin de mecanismos reductores bien realizados, ya que una minina diferencia entre ellos ocasionara desgaste de los engranajes y mal funcionamiento del sistema.