robot controlado por computadora. saber electronica

RobotControlado porComputadora

Descripción General de Funcionamiento

Teoría

Práctica

Circuitos Electrónicos

Preparado por:

· BONETTI, ANTONIO ALEJANDRO· CASAS, ANGEL ANDRES· NICOLINI, CARLOS ALEJANDRO· PEZZANI, CARLOS HERNAN· URRUSPURU, GASTON LEONEL

El presente trabajo se ha seleccionado como uno de los mejoresproyectos de lectores recibidos para su publicación en las páginasde Saber Electrónica y constituye una compilación estructurada delos trabajos publicados en los Nº 116, 117 y 118.

INDICE

DESCRIPCIÓN GENERAL DE FUNCIONAMIENTO .......................3

PRINCIPIOS DE ROBOTICA ............................................................3

LOS ROBOTS Y SUS APLICACIONES..............................................3

FUNCION DE CADA BLOQUE .......................................................4

ADQUISIDOR DE DATOS ................................................................4

ETAPA OPTOAISLADORAS DE LOS PUERTOS................................6

ETAPA DE POTENCIA DE LOS MOTORES .....................................6

CONTROL DE TORQUE DE LOS MOTORES ...................................6

FUENTE DE ALIMENTACION DE LOS MOTORES............................6

FUENTES DE 12V Y 5V.....................................................................6

ETAPA DETECTORAS DE PIEZAS .....................................................7

ETAPA DE CONTROL DE LOS PISTONES ........................................7

FUENTE DE ALIMENTACION DE LOS PISTONES............................7

ETAPA DE POTENCIA DE MOTORES ..............................................7

A) EXCITADOR DE LA BOBINA DEL MOTOR.................................7

B) PROTECTOR DE TENSION INVERSA...........................................7

CONTROL DE TORQUE DE LOS MOTORES ...................................7

A) CIRCUITO ASTABLE ....................................................................7

B) EXCITADOR DE LAS BOBINAS DEL MOTOR..............................7

C) PROTECTOR DE TENSION INVERSA..........................................8

D) CIRCUITO DE SELECCION ........................................................8

E) CONTROL DEL CIRCUITO DE SELECCION ...............................8

FUENTE DE ALIMENTACION DE LOS MOTORES............................8

A) TRANSFORMADOR....................................................................8

B) RECTIFICADOR...........................................................................8

C) FILTRO DE ENTRADA .................................................................8

D) REGULADORES DE TENSION....................................................8

E) FILTRO DE SALIDA.......................................................................8

FUENTES DE 12V Y 5V.....................................................................8

A) FUENTE DE 12V ..........................................................................8

B) FUENTE DE 5V: ............................................................................8

ETAPA DETECTORA DE PIEZAS .......................................................8

A) ASTABLE......................................................................................8

B) LIMITADOR DE CORRIENTE........................................................8

C) LED INFRARROJO......................................................................9

D) FOTOTRANSISTOR......................................................................9

E) COMPARADOR..........................................................................9

F) VREF ............................................................................................9

G) ETAPA DE SALIDA......................................................................9

FUENTE DE ALIMENTACION DE LOS PISTONES .............................9

ETAPA DE CONTROL DE LOS PISTONES ........................................9

A) EXCITADOR DEL “PISTON ELECTRICO”..................................9

CIRCUITO CONTROLADOR DEL ROBOT.....................................10

DIAGRAMA GENERAL .................................................................10

CIRCUITOS PARCIALES.................................................................10

1) FUENTE DE 5V X 300MA...........................................................10

RELACION DE TRANSFORMACION ............................................11

ESTRUCTURA INTERNA DEL LM7805 ............................................16

CONEXION ...................................................................................16

FUNCIONAMIENTO.......................................................................16

FUENTE DE 12V X 300MA .............................................................19

ENCENDIDO ELECTRONICO .......................................................19

FUENTE DE 12V X 1A ....................................................................21

FUENTE DE 5V X 500MA ...............................................................21

FUENTE REGULADA DE 24V X 1,5A.............................................21

FUENTE DE 16V X 5A ....................................................................22

INTERFASE DE SALIDA - PUERTO A ..............................................22

INTERFASE DE SALIDA - PUERTO B...............................................24

INTERFASE DE ENTRADA - SALIDA PUERTO C.............................24

INTERFAZ DE ENTRADA.................................................................24

POWER INTERFASE........................................................................25

CONTROLES EN MOTORES PASO A PASO .................................25

TIPOS DE MOTORES PASO A PASO.............................................26

A) DE IMAN PERMANENTE...........................................................26

B) DE RELUCTANCIA VARIABLE ...................................................26

BOBINADOS DE MOTORES PASO A PASO .................................26

CONTROLADOR DE TORQUE.....................................................27

ASTABLE.........................................................................................28

DETECTOR INFRARROJO .............................................................29

TRANSMISOR.................................................................................30

RECEPTOR.....................................................................................30

CONTROLADOR DE ELECTRIC PISTON .......................................31

ADQUISIDOR DE DATOS ..............................................................32

Indice

2 Robot Controlado por Computadora

ROBOT CONTROLADO

POR COMPUTADORA

DESCRIPCIÓN GENERAL DE FUNCIONAMIENTO

A lo largo de los 15 años de vida de Saber Electrónicahemos recibido muchos trabajos de lectores para que seanpublicados en las páginas de nuestra querida revista. Todoslos años elegimos algunos de estos trabajos y los destaca-mos por el empeño puesto en su realización. Con el comien-zo de un nuevo siglo queremos destacar al mejor proyectorecibido hasta la fecha y el que publicáramos en SaberElectrónica Nº 116, 117 y 118. Por ello, publicamos este “mi-nimanual de armado” en el que hemos hecho algunas ob-servaciones para que no tenga problemas en la construc-ción del prototipo.

Recuerdo que al recibir el trabajo realizado por un gru-po de estudiantes, sentí profunda admiración por la serie-dad con la que se puede encarar el estudio de un tema es-pecífico, en tiempos en los que normalmente suele “defe-nestrarse” la enseñanza en Argentina. Me siento orgullosode poder compartir con Uds, este trabajo realizado por:

· BONETTI, ANTONIO ALEJANDRO· CASAS, ANGEL ANDRES· NICOLINI, CARLOS ALEJANDRO· PEZZANI, CARLOS HERNAN· URRUSPURU, GASTON LEONEL

Seguramente algunos de estos “electrónicos” estén apunto de recibirse de ingenieros y sentirán mayor placercuando se encuentren con este humilde pero sentido ho-menaje.

Cabe aclarar que el dispositivo que comenzaremos aexplicar fue constituido en el marco de la cátedra que elIng. Alberto Fusco dicta en el Instituto Juan XXIII de RamosMejía.

PRINCIPIOS DE ROBOTICA

Llamamos ROBOTS a todos aquellos mecanismos auto-máticos o máquinas con movimientos.

La ciencia que estudia todo este tipo de máquinas sedenomina ROBOTICA y ha evolucionado rápidamente conel desarrollo de los microprocesadores.

"Se conoce como Robótica el diseño, fabricación y uti-lización de máquinas automáticas programables con el finde realizar tareas repetitivas como el ensamble de auto-

móviles, aparatos y otras actividades."

Básicamente, la robótica se ocupa del control de dife-rentes tipos de motores, mecanismos neumáticos y sensorespor medio de sistemas computadores.

En nuestro proyecto se controla, mediante un adquisidorde datos acoplado a una computadora personal (PC), elsentido de giro de motores paso a paso, cuyo principio defuncionamiento, su velocidad, su posicionamiento y la de-tección de un determinado movimiento explicaremos másadelante.

Por otra parte también se controlan, por medio del PC,pistones eléctricos que se basan en memorias de aleacio-nes de forma, más conocidas como “Alambres muscula-res”, cuyo principio de funcionamiento es bien conocidopor los lectores de Saber Electrónica.

En la figura 1 se muestra una vista mecánica del robotque fue construido.

“Todo el trabajo involucra un microcomputador, ennuestro caso el sistema adquisidor de datos con 8255, queutiliza el microcomputador de una PC, una o varias interfa-ses, sus conexiones y los programas que manejan todo el

sistema, es decir, la unión del hardware y el software.”

LOS ROBOTS Y SUS APLICACIONES

El hombre, durante toda su historia, ha buscado el desa-rrollo de herramientas que puedan mejorar o amplificar sueficiencia mental y física. Entre éstos podemos citar el arcoy la flecha, la palanca, la rueda, la máquina de vapor, elautomóvil, el computador y muchos otros.

Durante ese desarrollo ha surgido, primero en la imagi-nación (ciencia ficción) y luego en la práctica, el inventodel robot. Se ha concebido el robot como una máquinacreada a imagen y semejanza del hombre con capacidadde ejecutar diversas tareas y también con algún tipo de in-

Descripción General de Funcionamiento de un Robot

Robot Controlado por Computadora 3

teligencia. Esto se refiere a la capacidad de tomar decisio-nes dirigiendo y modificando su actuación de acuerdo a unprograma y a las diversas situaciones que se puedan pre-sentar durante su operación.

Esta capacidad incluye visión, tacto y reconocimientode la voz que, aunque son rudimentarios actualmente, seirán mejorando a medida que avance la tecnología de loscomputadores.

Desde que se inició la ciencia de la Robótica se hanimaginado, diseñado y fabricado una gran variedad de ro-bots. Algunos de ellos no tienen utilidad práctica pero sehan desarrollado varios tipos con grandes aplicaciones. En-tre ellos están los manipuladores industriales, los robots do-mésticos, los vehículos especiales de control remoto, las son-das espaciales, los robots de juguete, las manos teledirigidasy los robots educacionales o didácticos.

“En nuestro proyecto, trabajamos con un robot didácti-co que es similar, en pequeña escala, a los brazos mecá-nicos o manipuladores industriales que ha sido el tipo másutilizado en la práctica, tanto en centros de investigación,como en industrias en donde tienen su aplicación real”.

Aunque parece limitado, un robot formado por un solobrazo dotado de varios movimientos resulta bastante versá-til y productivo en una gran cantidad de trabajos repetitivospara el ensamble y manipulación de objetos. Por esa razón,este tipo de robot es el que más se ha desarrollado y se hanlogrado con él una gran cantidad de aplicaciones.

Dependiendo de su construcción mecánica, se puedenalcanzar movimientos con precisión y levantar objetos conpesos considerables. Nuestro proyecto fue diseñado si-guiendo el principio del brazo del hombre y fue fabricadocon antebrazo, codo, brazo, mano y un sistema de agarre.Este robot tiene una capacidad de realizar movimientosque se denominan ¨grados de libertad¨. Esto se refiere a losdiferentes movimientos que puede realizar (figura 1).

“En nuestro caso el robot tiene cinco movimientos ogrados de libertad. Estos son: movimiento giratorio de la

base, movimiento del antebrazo hacia arriba y hacia aba-

jo, movimiento del brazo hacia arriba y hacia abajo, movi-miento giratorio de la muñeca o mano y apertura o cierre

del mecanismo de agarre”.

Cada uno de estos movimientos está dirigido por un mo-tor paso a paso que está acoplado a diferentes tipos demecanismos y conversores mecánicos de movimiento, for-mados por engranajes o piñones y ejes. Estos motores de-ben ser controlados por interfases que sean capaces de vin-cular a éstos con la PC.

En el caso del sistema de agarre el movimiento se logracon pistones eléctricos.

Para explicar el funcionamiento general del sistema, di-remos que el mismo es comandado principalmente por me-dio de la PC. Esta última a través de un sistema adquisidorde datos (ya mencionado anteriormente) es la encargadade controlar, por medio del software correspondiente o, sim-plemente, por medio de un programa, una determinada se-cuencia de datos a través de puertos de salida y de entra-da. A partir de estos datos, los mismos se optoacoplan pa-ra aislar galvánicamente al PC del medio exterior y protegerasí al mismo ante algún eventual cortocircuito. Estos datosasí aislados son los encargados de excitar una determinadaserie de etapas de potencia que serán las encargadas decontrolar los distintos servomecanismos del robot.

Para analizar más profundamente el sistema, realizare-mos un diagrama en bloques general del mismo (figura 2) eindicaremos la función de cada elemento.

A continuación analizaremos con más profundidad lafunción de cada bloque y explicaremos cómo se vinculanentre sí, para un mejor entendimiento del sistema.

“FUNCION DE CADA BLOQUE”

Como habíamos mencionado con anterioridad la PC esel dispositivo principal del sistema, ya que es la encargadade controlar todos los dispositivos del mismo. En realidad elcontrol del sistema lo realiza indirectamente, ya que la mis-ma, a través del bus de datos y de direcciones, es la encar-gada de programar el adquisidor de datos y así enviar unaserie de palabras lógicas o simplemente datos al exterior.

“Es obvio pues, que el PC requiere de un determinadosoftware para realizar la programación del adquisidor de

datos. Posteriormente explicaremos y daremos los conoci-mientos básicos sobre el software, ya sea programación,

compilación y ejecución del mismo.”

ADQUISIDOR DE DATOS:

Es el encargado de interpretar los datos y las direccionesenviadas por el µP (microprocesador) del PC. Estos datos



Figura 1



Figura 2

son los que programan el adquisidor de datos, de forma talque de acuerdo a las direcciones programadas en el mis-mo, los datos se ejecutarán al exterior por el Port A, Port B oPort C, según sea seleccionado en el 8255 (puerto paraleloprogramable) del adquisidor. A su vez el Port C puede serdividido en dos puertos de cuatro bits y mediante su progra-mación puede ser tanto de entrada como de salida.

Cabe aclarar que los puertos A y B también pueden se-leccionarse como entrada o salida pero con la diferenciade que no pueden ser divididos en grupos de cuatro bits. Ennuestro sistema el Port A se encuentra seleccionado comosalida, el Port B como salida también, y el Port C low comoentrada y el Port C high como salida.

Cabe aclarar que en nuestro sistema se utilizan dos pla-cas Adquisidoras de Datos, una seteada en la dirección200h (que fue descripta anteriormente) y otra seteada en ladirección 220h. En esta última se utiliza sólo un Puerto (Puer-to A), el cual se encuentra programado como salida.

ETAPA OPTOAISLADORAS DE LOS PUERTOS

Esta etapa cumple la simple función de aislar galvánica-mente el PC del medio exterior.

Dicho de otra manera, esta etapa me permite protegertanto el PC como el adquisidor de datos de algún eventualcortocircuito, ya que su principio de funcionamiento se ba-sa en el hecho de que se enlaza a través de fototransistores.

Por este motivo ante algún cortocircuito fuera del PC elcircuito perjudicado o dañado será exterior al PC. Otra delas funciones que cumple esta etapa es la de proteger lafuente de alimentación de la computadora, debido a queel consumo de corriente de las salidas del ADQUISIDOR DEDATOS se “cargan” en la fuente de la etapa optoacoplado-ra, siendo el consumo de la fuente del PC muy bajo. Si ob-servamos el diagrama en bloques de la figura 1, se puedeapreciar que se utilizan 5 etapas optoacopladoras (una pa-ra cada puerto).

ETAPA DE POTENCIA DE LOS MOTORES

Es la encargada de manejar los bits de control prove-nientes de la etapa optoacopladora de forma tal que losmismos controlen los motores.

Se denomina “de Potencia” por el simple hecho de quea través de señales pequeñas de 5V. (“1” o “0”) y de bajacorriente, controla señales de corrientes altas y de mayorestensiones. Dicho de otra forma, es la encargada de contro-lar el motor y alimentar las distintas bobinas de los motoresde acuerdo con la secuencia determinada por el softwarecorrespondiente.

A su vez esta etapa se encuentra controlada por uncontrol de torque exterior a ésta y una fuente de alimenta-ción. Si observamos el sistema representado en bloques po-

demos ver que se utilizan dos etapas de potencia, ya quecada una controla dos motores.

CONTROL DE TORQUE DE LOS MOTORES

Como su nombre lo indica cumple la función de contro-lar el torque del motor a través de un bit de información pro-veniente de la etapa optoacopladora del Port C High.

En realidad lo que hace es variar la alimentación delmotor, según el estado en que se encuentre el bit de con-trol. Esto último lo realiza de manera tal que cuando el mo-tor se encuentra girando o en movimiento el control de tor-que se encarga de alimentarlo en forma directa a la fuen-te, es decir que el motor consuma la potencia necesariapara el giro, mientras que cuando el motor se encuentra enestado de reposo el sistema descripto se encarga de que sele entregue una alimentación “alternativa”, es decir envia-rá un tren de pulsos en vez de una tensión continua, de for-ma tal que el motor disipe una potencia menor en reposoque en funcionamiento. Si no existiese este control, en elmomento en el cual el motor se encuentra en reposo, se co-rrería el riesgo de quemar el mismo.

Cabe aclarar que este sistema se ha implementado de-bido a que el motor en reposo en realidad se encuentra cla-vado, es decir que está ubicado en una determinada posi-ción y aguanta un peso sin que éste varíe esa posición. Ob-servando el diagrama en bloques vemos que se utilizaron enel proyecto 4 placas controladoras de torque (una para ca-da motor).

FUENTE DE ALIMENTACION DE LOS MOTORES

Cumple la función de alimentar el motor para posibilitarel proceso de energización de cada una de las bobinas delmismo.

Las únicas consideraciones para su utilización es que latensión debe ser la indicada en la chapa del motor y debeser capaz de entregar la corriente necesaria para que elmotor funcione. De lo contrario la fuente podría ser destrui-da. Si observamos en el diagrama en bloques, vemos que seutilizaron 3 fuentes de alimentación para 4 motores.

Esto es debido a que los motores 2 y 3 tienen un consu-mo considerable de corriente, mientras que los motores 1 y4 consumen muy poca corriente en relación a los motores 2y 3. Es por eso que se utiliza una fuente común para los mo-tores 1 y 4. A los fines didácticos, en la figura 3 se pueden verlas placas que constituyen la parte electrónica del robot.

FUENTES DE 12V Y 5V

Se encuentran para alimentar ciertos dispositivos del sis-tema general que son los encargados de realizar un deter-



minado control para su correcto funcionamiento. Estos dis-positivos pueden ser relés, transistores, circuitos integrados,etc. Estas fuentes son de muy bajo consumo con respecto alas anteriormente descriptas.

ETAPA DETECTORAS DE PIEZAS

Como su nombre lo indica, cumple la función de detec-tar si una pieza se encuentra en condiciones como paraque el sistema de agarre del robot la tome.

Cuando la pieza es detectada a través de una barrerainfraroja formada por un led infrarojo y un fototransistor en-frentados, dicha etapa envía un dato al microprocesadorpara que el mismo envíe otro dato que será el encargadode determinar por ejemplo el cierre de la mano.

El dato enviado cuando la pieza corta la barrera pasa através de la etapa optoacoplada del puerto C low e ingre-sa en el adquisidor de datos.

ETAPA DE CONTROL DE LOS PISTONES

Cumple la función de controlar la posición de los pisto-nes de la mano, a través de dos bits de información prove-nientes de la etapa optoacloplada del puerto A del adqui-sidor de datos seteado en la dirección 220h.

El control de la posición del “pistón eléctrico” lo hace deforma tal que, en el momento en que el microprocesadorenvíe una orden de cierre de la mano, la etapa de controlse encargue de accionar el “pistón eléctrico” durante todosu recorrido, y en el momento que el pistón llegue a su tope,la misma se encargue de alimentar el pistón mediante untren de pulsos, de manera tal que el pistón no se dañe. Di-cho concepto fue explicado anteriormente, en la etapacontroladora de torque. Esta etapa de control se caracteri-za por manejar corrientes muy elevadas que son capacesde excitar a sendos pistones de la mano.

FUENTE DE ALIMENTACION DE LOS PISTONES

Se encarga de energizar los alambres de “NITINOL” desendos pistones. La única consideración es que debe seruna fuente de muy alta corriente (del orden de los 5A), yaque los pistones pueden ser alimentados tanto por alternacomo por contíinua. Hasta ahora hemos realizado un análi-sis conceptual del sistema, a través de un diagrama en blo-ques general del prototipo. A continuación, analizaremoscon más profundidad lo que es cada bloque y explicare-mos su funcionamiento a través‚ de un diagrama en blo-ques interno de cada parte analizada anteriormente.

Además, se darán todos los circuitos intervinientes, conlos correspondientes diagramas de circuito impreso, los pro-gramas de operación, etc.

“ETAPA DE POTENCIA DE MOTORES”

En la figura 4 se da su diagrama en bloques interno.

a) EXCITADOR DE LA BOBINA DEL MOTOREs el encargado de interpretar el dato proveniente del

Bit correspondiente y alimentar o energizar la bobina delmotor asociada según a qué estado en que se encuentra elBit.

1 → BOBINA ENERGIZADA0 → BOBINA EN REPOSO

b) PROTECTOR DE TENSION INVERSAEs el encargado de proteger el elemento excitador de

la inversión de polaridad que genera la fuerza contraelec-tromotriz del inductor, ante un cambio brusco de tensión (di-cho fenómeno será explicado posteriormente). Por lo tantoel protector de tensión inversa se encarga de limitar la ten-sión inversa que cae sobre el elemento excitador.

“CONTROL DE TORQUE DE LOS MOTORES”

En la figura 5 se da su diagrama en bloques interno:Damos a continuación una breve descripción de cada

bloque:

a) CIRCUITO ASTABLEEs el encargado de enviar o, mejor dicho, de generar

una señal del tipo “tren de pulsos” y de esta manera “ata-car” un elemento llamado excitador de las bobinas. La fre-cuencia de este circuito puede ser modificada a través deun preset con el cual se regula el torque del motor en esta-do de reposo.

b) EXCITADOR DE LAS BOBINAS DEL MOTOREs el encargado de interpretar el dato proveniente del

circuito astable y energizar el motor cada vez que el datoproveniente del mismo sea “1”.



Figura 3

Por lo tanto, el motor permanece energizado con unafrecuencia establecida por el usuario por medio del presetasociado al astable.

c) PROTECTOR DE TENSION INVERSAEs el encargado de proteger al elemento excitador de

una tensión inversa elevada.

d) CIRCUITO DE SELECCIONEste circuito cumple la función de conmutar el tipo de

alimentación del motor, de acuerdo a la orden que recibadel control de selección. En una posición, este circuito haceque el motor se encuentre alimentado de forma directa ala fuente y, en la otra posición hace que el motor sea ali-mentado por pulsos de 24V que genera el excitador de lasbobinas (anteriormente mencionado).

e) CONTROL DEL CIRCUITO DE SELECCIONEsta etapa es la encargada de interpretar el dato envia-

do por el adquisidor de datos a través del PORT C HIGH y,de acuerdo al estado en que se encuentre este bit, modifi-ca la alimentación del motor, como fue explicado anterior-mente, a través del circuito de selección que es simplemen-te un Relay.

“FUENTE DE ALIMENTACION DE LOS MOTORES”El diagrama en bloques interno de esta etapa se mues-

tra en la figura 6.

a) TRANSFORMADORCumple la función de transformar, como su nombre lo in-

dica, la tensión alterna de la red en una tensión de 24V tam-bién de alterna.

b) RECTIFICADORCumple la función de convertir la señal de alterna entre-

gada por el transformador en una señal continua, debido aque los motores P.A.P. se alimentan con corriente continua.

En realidad existen dos etapas de rectificación: una detensión positiva y otra de tensión negativa, pero en el dia-grama en bloques se representó una sola por simplicidad.

c) FILTRO DE ENTRADAEsta etapa es la encargada de eliminar el riple existente

en la salida del rectificador y, por así decirlo, “linealiza” latensión continua para que la misma sea más estable.

d) REGULADORES DE TENSIONEstos dispositivos se encargan de tomar la tensión conti-

nua de entrada y mantener su salida en una tensión cons-tante. Cabe aclarar que éstos regulan la tensión de salidadentro de un cierto rango de variación a su entrada.

e) FILTRO DE SALIDASe encuentra simplemente para hacer que la tensión de

salida sea aún más estable y además para eliminar los posi-bles ruidos de la línea domiciliaria.

“FUENTES DE 12V Y 5V”

a) FUENTE DE 12VEl circuito de la figura 7 representa el diagrama interno

de la fuente. La función de cada bloque no va a ser expli-cada, debido a que los mismos poseen idéntico funciona-miento que la fuente anteriormente descripta.

b) FUENTE DE 5V:Este circuito no merece descripción, debido a que po-

see el mismo diagrama funcional que la de 12V.

“ETAPA DETECTORA DE PIEZAS”

En la figura 8 se describe su diagrama interno.

a) ASTABLEEl funcionamiento de este bloque fue explicado en el

diagrama interno del “CONTROL DE TORQUE DE LOS MOTO-RES”, con la diferencia de que en este caso se utiliza, paraexcitar el led infrarrojo, una frecuencia de conmutación deseñal fija, con la finalidad de entregarle mayor energía alled y evitar que el mismo sea quemado.

b) LIMITADOR DE CORRIENTEComo su nombre lo indica, cumple la función de limitar

la corriente del led infrarrojo y así evitar que el mismo se



Figura 4

Figura 5

queme, debido a que si se conectara directamente a 12Va pocos segundos de su funcionamiento el mismo se que-maría por la elevada corriente circulante.

c) LED INFRARROJOSe utiliza para generar un haz de luz infrarroja invisible al

ojo humano con la finalidad de sensar si una pieza interrum-pe o no al haz infrarrojo.

d) FOTOTRANSISTORSe utiliza para sensar si “llega” o no el haz de luz infrarro-

ja al receptor.Cuando el haz excita el fototransistor, el mismo se en-

cuentra saturado y cuando algu-na pieza “corta” el haz, el mismopasa al estado de corte y envíaun pulso al comparador.

e) COMPARADOREste dispositivo se encarga de

comparar la tensión sensada queentrega el fototransistor, frente auna tensión de referencia previa-mente fijada. Dicho comparadorcoloca un pulso en su salida ca-da vez que el haz infrarrojo es in-terrumpido.

f) VREFEste bloque se encarga de

tomar la tensión de alimentacióny fijar o, mejor dicho, disminuir lamisma a un valor constante detensión calculado a partir deciertas condiciones de diseño, talque la misma le permita al com-parador enviar un pulso a su sali-da cuando la pieza fue detecta-da.

g) ETAPA DE SALIDAEsta etapa es la encargada de

interpretar el pulso enviado por elcomparador y, a partir de éste, ex-citar por medio de un elemento ac-tivo a la interfaz de entrada al 8255para la posterior interpretación deldato y ejecución de otro dato parael cierre de la mano.

“FUENTE DE ALIMENTACIONDE LOS PISTONES”

Su diagrama interno se puedeobservar en la figura 9. La función

de los bloques es igual en todas las fuentes de alimentación.Lo único que podría decirse de esta fuente es que la

misma no utiliza algún tipo de elemento regulador debido aque esto limitaría la corriente de salida.

“ETAPA DE CONTROL DE LOS PISTONES”

En la figura 10 se detalla su diagrama interno.

a) EXCITADOR DEL “PISTON ELECTRICO” Es el encargado de interpretar el dato proveniente del

bit correspondiente y alimentar o energizar el pistón eléctri-



Figura 6

Figura 7

Figura 8

co de apertura (en realidad son 2 de apertura y 2 de cierre)o de cierre según el estado en que se encuentre el bit quelo controla.

PA0 → “1” → APERTURAPA1 → “1” → CIERRE

En lo que respecta al principio de funcionamiento de lospistones eléctricos, daremos su explicación oportunamente.Hasta aquí se ha analizado el sistema desde un punto de vis-ta conceptual, es decir no se ha analizado el sistema en for-ma detallada. Se han explicado detalladamente sus partesfundamentales, su esquema de conexionado y su funciona-miento básico.

A continuación se detallará el sistema real implementa-do y se explicará cómo funciona cada circuito interno decada bloque anteriormente explicado.

“CIRCUITO CONTROLADOR DEL ROBOT”

DIAGRAMA GENERALEn la figura 11 se reproduce el circuito general del Robot

didáctico en donde se encuentran todas las partes del sis-tema. Esta figura la hemos subdividido en 4 partes que Ud.deberá ensamblar para tener el esquema completo.

Realizamos el esquema de esta manera por comodidadpara no incluir un plano de dimensiones mayores, que re-dundaría en un aumento del precio de la revista.

Para analizar el sistema de una forma detallada se expli-

cará el funcionamiento de los distin-tos circuitos en forma separada yexplícita.

CIRCUITOS PARCIALES

Mostraremos cada uno de losbloques con la finalidad de poder entender detalladamen-te el funcionamiento del controlador del robot, reconocersus etapas y poder ubicar en el circuito general una posiblefalla en el sistema. Por otra parte se da la seguridad de quecada uno de los circuitos descriptos fueron armados y pro-bados con resultados satisfactorios.

LISTADO DE CIRCUITOS

1. Fuente de 5V x 300mA2. Fuente de 12V x 300mA3. Encendido Electrónico4. Fuente de 12V x 1A5. Fuente de 5V x 500mA6. Fuente Regulada de 24V x 1,5A7. Fuente de 16V x 5A8. Puerto A9. Puerto B10. Puerto C11. Power Interface 12. Controles de Motores Paso a Paso

12.1 Controlador de Torque12.2 Detector Infrarrojo12.3 Controlador del

“Pistón Eléctrico”.12.4 Controlador del Robot

(incluye todos los circuitos anteriormente descriptos)

1) FUENTE DE 5V x 300mA

Anteriormente, esta fuente no fue mencionada debidoa que cumple la simple función de alimentar el circuito deencendido electrónico. A continuación se explica su funcio-namiento: Definiremos una fuente de alimentación comoun circuito capaz de proporcionar una tensión continuaque es utilizada para alimentar una determinada carga.

FUNCIONAMIENTOEl circuito completo de la fuente, se muestra en la figu-

ra 12. Si observamos la parte de abajo de la figura, vemosque se alimenta desde la red de 220V a través de T1.

T1 es el encargado de transformar la tensión alterna de220V en tensión alterna de 9V x 300mA, esto es posible da-do que el mismo fue diseñado de forma tal que la relaciónde vueltas de su bobinado secundario, con respecto al pri-mario, induce una tensión alterna de 9V con una corrientemáxima de 300mA.



Figura 9

Figura 10

1.1) RELACION DE TRANSFORMACION

N1 Vout 9V n = ___ = ______ = ______

N2 Vin 220V

n = 0,41

De esta forma a la salida del transformador se induceuna tensión de 9V de alterna con una frecuencia de 50Hzprovenientes de la red eléctrica.

En la figura 13 se observan las señales presentes en la en-trada y en la salida de T1:

Se observa en el gráfico que la tensión pico de la señalsenoidal de salida es de 9V eficaces; es decir que, en reali-dad, la tensión pico de salida es:



Figura 11 a

___Vpico = Vef . √ 2

___Vpico = 9V . √ 2 = 12,73V

Esto es debido a que, si medimos con el multímetro digi-tal en función de voltímetro de alterna a la salida de T1, ob-servaremos que indica 9V, debido a que el mismo mide elvalor eficaz y no el pico. Por lo tanto, es obvio decir que ala salida de T1 existe una tensión alterna de 12,73V.



Figura 11 b

Posteriormente a esto, si observamos el circuito de la fi-gura 12, vemos que a la salida del transformador se conec-ta 4 diodos de uso general (1N4004) en puente de la formaespecificada en la figura 14.

Si observamos detenidamente las conexiones de D1, D2,D3 y D4, vemos que en el circuito ocurrirá lo siguiente, supo-niendo que existe una carga RL conectada entre el cátodode D3 y masa:

Cuando el punto A se hace positivo frente al B, el diodoD3 se polariza en directa y el diodo D1 en inversa, entoncescirculará corriente a través de D3 hasta el nodo compuestopor RL, D3 y D4, allí D4 estará en inversa y por lo tanto la co-rriente circulará a través de la carga hasta el nodo com-puesto por D2, D1 y RL. Como dijimos antes, D1 estaba en in-versa (no conduce) y la corriente circulará por D2 hasta elpunto B del trafo, ya que D4 estaba en inversa.



Figura 11 c



Figura 11 d

Por el contrario, si el punto A se hace negativo res-pecto de B, circulará corriente por D1, RL y D3 quedando D2y D4 en inversa.

Esta configuración se denomina rectificador de ondacompleta tipo puente y lo anteriormente explicado se resu-me en el gráfico de la figura 15.

Si observamos nuevamente el circuito, se podrá apre-ciar que a la salida del puente de diodos se conecta un ca-pacitor electrolítico de 1000µF x 16V, esto es debido a que

en la salida del puente se obtiene una señal continua pul-sante, y como deseamos una continua pura, colocamos elcapacitor C1 para obtener un menor ripple (figura 16).

El capacitor C1 cargará cuando el punto A sea positivofrente a B y se descargará cuando el punto B sea positivofrente a A. De esta manera, se obtiene una tensión continuamás o menos pareja; cabe aclarar como concepto de di-seño, que C1 debe ser de mayor capacidad si se deseanfluctuaciones bajas. Si se desean tensiones de ripples muy



Figura 11 e

bajas, es decir menor fluctuación de la tensión se deben uti-lizar dispositivos reguladores de tensión, tales como la líneaLM78XX. A continuación explicaremos el funcionamientodel LM7805 (regulador serie).

1.2) ESTRUCTURA INTERNA del LM7805Su estructura interna se muestra en la figura 17. Para su

conexión a la fuente sin regular (anteriormente descripta),se conecta el terminal IN a la salida de las mismas, GND amasa y OUT es la salida regulada.

1.3) CONEXIONLa conexión del integrado regulador de tensión, pode-

mos verla en la figura 18.

1.4) FUNCIONAMIENTOEl transistor de paso Q es el que determina la máxima

corriente que puede circular por el dispositivo; para prote-ger a éste se coloca un circuito de protección que, tantopor sobrecarga como por cortocircuito o por sobreeleva-ción de la temperatura de carcaza, llevará inmediatamen-te al transistor a límites seguros de funcionamiento.

Este transistor está operado por un circuito operacionalmuy elemental que en la entrada tiene aplicada una ten-sión fija de referencia. Supongamos que la corriente de sali-da aumenta considerablemente; como sabemos, en toda



Figura 11 f



Figura 11 g



Figura 11 h

fuente, si la corriente de salida tien-de a aumentar, la tensión de salidatiende a disminuir. Por lo tanto siVout disminuye, también lo hace lacaída de tensión sobre la resisten-cia RB, interna al LM7805 (VRB baja)y esto trae como consecuenciaque la tensión en el terminal inver-sor del circuito operacional disminu-ya y por consiguiente aumenta la

tensión en el punto A (base de Q), debido a que V- < V+.Como consecuencia de que aumentó VA, Vout au-

mentará, debido a que si aumenta la tensión en la base deQ, aumenta la corriente por la base, aumenta la tensión BA-SE-EMISOR de Q y, por lo tanto, Vout también lo hace.

Con este análisis se demuestra que el LM 7805 ante unaumento considerable de la corriente de salida se mantie-ne la tensión Vout constante. Por otra parte, supongamosque Vin disminuye y la corriente de salida es constante; co-mo Vo debe mantenerse constante se supone que, comose había explicado anteriormente, la polarización del tran-sistor de paso Q debe mantenerse constante; es decir: VAconstante. Si como habíamos dicho, Vin disminuye se debeproducir una disminución de la corriente de salida del ope-racional y esto ocurre debido a que si Vin disminuye, tam-bién disminuye la tensión de alimentación del operacional.Por lo tanto, si Vin disminuye Vout se mantiene constante.

Lo único que quedaría sin explicar es que se coloca unsegundo capacitor electrolítico de menor capacidad lla-mado C2 en paralelo con la salida para eliminar fluctuacio-nes parásitas.

De esta manera se obtiene +5V de continua, totalmen-te regulados y con una corriente máxima de salida de300mA, debido a que el transformador soporta como co-rriente máxima dicho valor.


Esta fuente funciona exactamente igual que la anteriorcon la diferencia de que el elemento regulador es unLM7812, cuyo principio de funcionamiento es exactamenteel mismo que el LM7805.

Esta fuente se utiliza simplemente para alimentar la bo-bina del RELAY de conmutación de la llave electrónica deencendido y su circuito se muestra en la figura 19.

3) ENCENDIDO ELECTRONICO

Este dispositivo tampoco había sido mencionado, ni re-presentado en el diagrama debido a que cumple la simplefunción de llave electrónica comandada por un solo pulsa-dor, con el cual se enciende el dispositivo controlador y seapaga el mismo con el simple toque del mismo pulsador.



Figura 12

Figura 13

Figura 14

Figura 15

Figura 16



El funcionanmiento de este dispositivo es muy simple y sedescribe a continuación:

3.1 FUNCIONAMIENTOBásicamente, este circuito se comporta como un Flip-

Flop del tipo “Vai-Ven” (ida y vuelta).Inicialmente la pata 1 del CD4001 se encuentra en esta-

do lógico LOW; es decir: 0V, debido a que se encuentra amasa vía R2.

Por consecuencia de esto, el terminal 3 de este integra-do se encuentra en estado lógico alto, porque si se observala configuración del CD4001 se puede apreciar que el mis-mo se comporta como un simple inversor, ya que si el termi-nal 2 (conectado a GND) se encuentra en estado LOW y elterminal 1, como habíamos dicho anteriormente, en estadoLOW, la salida se encontrará en estado lógico alto o “1”

(HIGH), debido a que este integrado está compuesto porcuatro compuertas NOR de 2 entradas, de las que se utilizansólo 2 en el circuito.

Para resumir lo anteriormente dicho, como la pata 1 es-tá en “0”, la pata 3 del mismo se encuentra en “1” y comoconsecuencia de ello el transistor Q1 se encuentra en el es-tado de corte, debido a que es un transistor del tipo PNP(BC327 o equivalente PNP BC558).

Cabe aclarar que Q1 se coloca simplemente para pro-vocar una realimentación positiva que es la encargada deque el dispositivo se comporte como un FLIP-FLOP, manten-drá el estado en su salida. Esto es posible por el simple he-cho de que, si como habíamos mencionado antes Q1 seencuentra cortado, su colector posee un potencial de 0V y,por lo tanto, el terminal 1 del CD4001 (entrada del inversor)se mantiene en estado lógico bajo. Por otra parte, si obser-vamos el circuito vemos que al encontrarse la pata 3 de lacompuerta (salida del inversor) en estado lógico alto, C1 seencargará a través de R3 en un tiempo que queda determi-nado por condiciones de diseño de los valores de R3 y C1de la siguiente forma:

VC = VCC (1 - et/R.C)

para un tiempo t = R.C

VC = VCC (1 - e -1)

VC = VCC (1 - 0.367)VC = 0.63 VCC

en donde:VC = tensión del capacitorVCC = tensión de alimentaciónt = tiempo de carga del capacitorR = resistenciaC = capacitor

Si observamos la expresión de VC, ve-mos que el capacitor se carga al 63% deVCC en un tiempo igual a R.C, instante enel cual el mismo se carga a un valor equi-valente a un “1” lógico (recordemos quese considera un “1” bien definido, a un va-lor que supere el 50% de VCC).

Figura 17

Figura 18

Figura 19

Figura 20

Figura 21

En el gráfico de la figura 20 se muestra lo anteriormenteexplicado. De lo dicho se deduce que los valores de R3 y C1fueron calculados bajo dichos conceptos con el fin de queC1 se cargue en un tiempo determinado: Remitiéndonos alcircuito de la figura 21 (que corresponde al esquema queestamos detallando), se puede calcular que C1 se carga al63% de VCC (“1” lógico) en 100 mseg.

Por otra parte, se observa en el circuito que existe otracompuerta NOR, de dos entradas, utilizada en el circuito yconectada de la forma mostrada en la figura 22.

Esta compuerta cumple la misma función que la ante-rior, con la salvedad de que se utiliza para invertir la salida.Es decir, cuando la salida del inversor U1A se encuentra enestado lógico HIGH ó “1”, la salida del U1D se encontrará enestado lógico bajo o “0”. Esto se implementó de esta formapor el hecho de que en estado de reposo la salida del inver-sor, formado por el U1D, debe estar en “0”,debido a que el controlador del robot debeestar apagado. Recordar que inicialmente elinversor U1A se encontraba en “1” inicial-mente (Terminal 3 = 0V) Para el análisis de laetapa de salida, suponiendo que se pulsó S1,queda el circuito de entrada bajo la formasugerida en la figura 23.

Como habíamos dicho anteriormente, elcapacitor C1 se encontraba cargado; al pul-sar S1, el mismo se descarga sobre R2 y la sa-lida 3 de U1A pasa a “0”, con lo cual Q1 con-duce y mantiene en “0” al terminal 1 delCD4001. De esta forma, la pata 13 delCD4001 también se pone en “0” y, por lo tan-to, su salida en “1” (pata 11).

En el momento en que la pata 11 delCD4001 pasa a “0”, el LED D1 se polariza en

directa y se ilumina indicando que el dispositivo controladordel robot fue encendido; a su vez Q2 se satura a través deR5, “ataca” la bobina del relay K1 y conecta el terminal Rde la red eléctrica al pin de alimentación del controladordel robot. Faltaría aclarar la función de D1, que se encargasimplemente de proteger a Q2 de una elevada tensión in-versa en su colector, debido a que todo selenoide produceuna fuerza contraelectromotriz inversa a la que se aplicacon una elevada amplitud en el momento de la conmuta-ción. Por último, diremos que cada vez que se pulse S1 el re-lay cambiará de estado y hará que el controlador se en-cienda y se apague.

4) FUENTE DE 12V x 1A

Si se observa el circuito de la figura 24, se puede apre-ciar que el funcionamiento es exactamente el mismo que elexplicado en “Fuente de 5V x 300mA”. Lo único que puedeaclararse es que utiliza un transformador que soporta 1A,debido a que ésta es la fuente general de 12V del controla-dor del robot por lo que debe manejar una potencia consi-derable.


La única diferencia que presenta esta fuente, que semuestra en la figura 25, frente a todas las fuentes anterior-mente descriptas es que su transformador soporta 500mA.

Esta es la fuente de 5V general del controlador del ro-bot.

6) FUENTE REGULADA DE 24V x 1,5A

Esta fuente, que se muestra en la figura 26, se utiliza pa-ra alimentar al motor paso a paso y su funcionamiento esigual que el de las demás fuentes, con la única diferenciade que utiliza una fuente de 12V + 12V x 3A y su etapa de



Figura 22

Figura 23

Figura 24

Figura 25

rectificación utiliza solamente dos diodos, D1 que conduceen los semiciclos positivos y D2 que conduce en los semici-clos negativos.

A partir de aquí se utilizan dos capacitores de filtro (C1 yC2).

Otra de las diferencias que presenta esta fuente es queutiliza un regulador negativo de tensión LM7912, cuyo princi-pio de funcionamiento es el mismo que el del LM7812, conla diferencia de que, como su nombre lo indica, regula a12V negativos.

De esta forma, a la salida de la fuen-te se obtienen dos tensiones: +12V y -12V.

Si utilizamos -12V como masa virtual ytomamos como positivo +12V, obtendre-mos una fuente de +24V x 1,5A, debido aque la corriente baja a la mitad por elsimple hecho de obtener dos tensionesde 12V (trafo con punto medio).

7) FUENTE DE 16V x 5A

La fuente mostrada en la figura 27, seutiliza para alimentar a los pistones eléctri-cos y es una fuente muy simple, debido aque no utiliza etapa de regulación, paraque la corriente que ésta entrega quedelimitada por el transformador.

Si se observa el circuito, se puede ob-servar que utiliza un puente integrado de diodos del tipoKBU 806 y un capacitor de filtro a la salida.

Cabe aclarar que la fuente es de 16Vdc debido a que,como habíamos explicado en el “Documento Número 1”, elpico de la señal de alterna que entrega el trafo es de 12 x ÷2 = 16,9 Vdc.

8) INTERFASE DE SALIDA - PUERTO A

Esta interfaz, cuyo circuito se muestra en la figura 28, esla encargada de transferir datos envia-dos por el PC a través del adquisidor dedatos al controlador y así aísla galváni-camente al PC del medio exterior.

Su funcionamiento se describe acontinuación:

Si se observa el circuito, podemosver que es muy simple y que su finalidades monitorear por medio de diodoselectroluminiscentes o simplementeLEDS; el estado de los bits de salida delP.P.I. 8255, lo aísla eléctricamente delcircuito del controlador para evitar asíque el mismo sea averiado.

Supongamos que el bit de salida deladquisidor de datos se encuentra enestado bajo o “0”, con lo cual el transis-tor Q1 (observando en el circuito la in-terfaz del bit PA0), se encuentra en es-tado de corte y, por lo tanto, no circulacorriente entre R1, D1, U1 y GND (obser-vando su conexión, se aprecia que es-tán en serie).

Como consecuencia de ello, si elled interno del optoacoplador U1 no espolarizado, el transistor darlington de



Figura 26

Figura 27

Figura 28

salida de U1 no con-duce. En realidad siobservamos el circui-to, el transistor de sa-lida del optoacopla-dor nunca conduci-rá, si no se le conec-ta alguna carga en-tre su emisor (pata 4y GND, como se veen la figura 29).

S u p o n g a m o sahora que el bit PA0se encuentra en esta-do alto o “1”, Q1 con-duce haciendo quecircule corriente porR1, D1, y el LED de U1(patas 1 y 2).

A continuación se explicará cómo funciona un diodoLED para entender su funcionamiento:

Un led es un dispositivo que convierte cierta cantidadde energía en luz, los mismos se comportan como diodos se-miconductores y son precisamente esa clase de compo-nentes.

Estos leds o “ligth emitting diode” o diodos emisores deluz, son diodos comunes hechos de materiales semiconduc-tores especiales, que al ser recorridos en el sentido de pola-rización directa por una corriente, emiten luz de determina-da frecuencia (figura 30).

LOS DIODOS COMUNES EMITEN LUZ IN-FRARROJA AL SER RECORRIDOS POR UNA

CORRIENTE

Con la utilización de materiales semicon-ductores especiales como el arseniato debario o el indio (GaAS o GaASI) se puedehacer que la luz emitida caiga en el espec-tro visible, ya que es el tipo más común elque emite luz roja. Los diodos emisores deluz, con longitudes de onda correspondien-tes al amarillo y verde, pueden encontrarseen el mercado; como la dificultad de su fa-bricación es mayor, son bastantes más carosque los leds rojos.

Los leds tienen un comportamiento eléc-trico semejante al de un diodo común:

conducen la corriente en un solo senti-do. Esto ocurre sólo cuando la tensión que lopolariza en el sentido directo alcanza un va-lor que está entre 1, 8 y 2, 1 v, con lo cual elled comienza a conducir y enciende.

Como los diodos comunes presentanuna resistencia muy baja cuando están po-

larizados en el sentido directo, es por eso que deben colo-carse en serie con ellos una resistencia que limite la corrien-te para que éste no se queme. Su corriente máxima gene-ralmente es de 50mA. Volviendo al análisis del circuito, ve-mos que circuló corriente por D1, al mismo tiempo que elled de U1.

Cabe aclarar que R1 se calculó de acuerdo con lo mos-trado en la figura 31. Se observa que R1 es la encargada delimitar la corriente máxima del LED D1 y el led de U1. Conrespecto al transistor darlington de salida del 4N33 (U1),cuando se ilumina el led interno, el transistor fotosensibleconduce y hace circular corriente desde su colector haciala carga conectada en su emisor.

Con el análisis de este circuito, es fácil darse cuenta deque lo que en realidad se hizo, fue excitar una carga a tra-vés de un bit enviado por el adquisidor de datos, sin queexistiera contacto eléctrico alguno con él.

Por otra parte el consumo de corriente de la fuente delPC es de 50mA, para alimentar a los LEDS, mientras que lacarga es alimentada por una fuente externa, para evitarque la fuente del PC sea dañada.



Figura 29

Figura 30

Figura 31

Figura 32

9) INTERFASE DE SALIDA - PUERTO B

En la figura 32, se da el circuito.

10) INTERFASE DE ENTRADA - SALIDA PUERTO C

El circuito se da en la figura 33.De acuerdo a como fue programado el registro de con-

trol del P.P.I. 8255 (ver “manual adquisidor de datos”), elPuerto A, el Puerto B y el Puerto C High fueron configuradoscomo etapas de salida, mientras que la parte baja del Puer-to C (Port C Low) fue configurada como entrada (ver figura33)). Para analizar su funcionamiento, explicaremos comofunciona la interfaz de entrada solamente, debido a que lainterfaz de salida fue explicada en “Interfaz de salida-Puer-to A”.

Interfaz de EntradaSi se observa el circuito se puede apreciar que el mismo

se podría haber implementado de una manera mucho mássimple. A continuación se da un ejemplo de cómo se podríahaber diseñado y posteriormente se explicará la función decada componente adicional utilizado en el circuito real.

La interfaz de entrada básica se muestra en la figura 34.Como primera aclaración diremos que es una etapa in-

versora, debido a que si se coloca un “1” lógico en el pinVinput se polariza en directa D11 y el led del 4N33 y, porconsiguiente, el transistor de salida del integrado optoaco-plador pasa al estado de saturación, haciendo que en sucolector caigan aproximadamente 0 volt.

Volviendo al circuito real implementado sepuede observar, como habíamos dicho ante-riormente, que posee un circuito más elabora-do. Analizando la interfaz de entrada del bitPC0 vemos que en serie con el pin Ino se en-cuentra conectado un resistor R1, con el cualse logra determinar el nivel de tensión de en-trada para excitar a el led D11 y el led situadoentre las patas 1 y 2 del 4N33.

También puede observarse que posee unresistor R2 y un capacitor C1 conectados enparalelo entre el otro extremo de R1 y GND dela forma mostrada en la figura 35. El capacitorC1 se encuentra con el fin de evitar que el rui-do eléctrico dispare erráticamente al optoa-coplador y, por consiguiente, el sistema adqui-sidor de datos interprete una información erró-nea. El resistor R2 de 1kΩ se encuentra paradescargar a C1 en el momento en que la en-trada IN0 haga la transición de nivel alto a ni-vel bajo. Su valor fue calculado bajo condicio-nes de diseño, tales que C1 se descargue rápi-damente sobre R2. Por último, se observa queexiste un diodo colocado entre el resistor R3

que, por otra parte, limita la corriente de los leds y GND. Di-cho diodo, llamado D1 en el circuito, se coloca para evitarque tensiones inversas elevadas, colocadas en la entrada,quemen a D11 y al led del optoacoplador. Por último, si ob-servamos la etapa de salida, vemos que existe una resisten-cia llamada R4 de 100kΩ colocada en la base (pata 6) delfototransistor de salida de U1, con el fin de evitar que el mis-mo se dispare erráticamente y polarice el transistor, de ma-nera tal que su base tenga que ser fuertemente iluminadapor el haz de luz, emitido por el led interno al circuito inte-grado. De esta manera el fototransistor se hace más “duro”de disparar, por así decirlo. Y por lo tanto dará plena segu-



Figura 33

Figura 34

Figura 35

ridad de que la información que llega al adquisidor de da-tos es la correcta, para que el software funcione perfecta-mente.

11) POWER INTERFASE

Debido a que en este circuito (figura 36) es muy simplede analizar su funcionamiento, daremos primero el funcio-namiento de un motor P.A.P. y su proceso de energización,para posibilitar su control de giro, ya sea sentido, cantidadde grados y velocidad. Luego de esto volveremos con opor-tunidad al circuito y analizaremos su funcionamiento.

12) CONTROLES EN MOTORES PASO A PASO

Los motores paso a paso o simplemente PAP, son un tipoespecial de motores que permiten el avance de su eje enángulos muy precisos y por pasos en las dos posibles direc-ciones de movimiento, izquierda o derecha. Aplicando aellos una determinada secuencias de señales digitales,

avanzan porpasos hacia unlado u otro y sedetienen exac-tamente enuna determina-da posición.

Cada pasotiene un ángulomuy preciso,dete r m inadopor la construc-ción del motor,

lo que permite realizar movimientos exactos sin necesidadde un sistema de control por lazo cerrado.

A un motor paso a paso se le puede ordenar, por mediodel control, que avance cinco o diez pasos hacia adelante,luego un determinado número de pasos hacia atrás o sim-plemente que no gire. Este sistema ha simplificado enorme-mente la implementación de automatismos y las aplicacio-nes de la robótica.

Los motores paso a paso presentan grandes ventajascon respecto a la utilización de servomotores debido a quese pueden manejar digitalmente sin realimentación, su velo-cidad se puede controlar fácilmente, tiene una larga vida,son pequeños, robustos y poseen un elevado torque en ba-jas revoluciones, lo que permite un bajo consumo tanto envacío como en plena carga, su mantenimiento es mínimo,debido a que no tienen escobillas.

Debido a estas ventaja, tienen una gran variedad deaplicaciones dentro de las cuales se podrían mencionar lassiguientes :

Máquinas herramientasRobotsImpresoras para computadorasGraficadoras (Plotters)Máquinas de coserUnidades de discoRegistradorasTelefaxManejo de válvulasPosicionamiento de mecanismos en generalEtc.

FUNCIONAMIENTOEl funcionamiento de los motores paso a paso se basa

en el simple principio de atracción y repulsión que ocurreentre los polos magnéticos. Como ya sabemos, un imán tie-ne dos polos llamados Norte y Sur o N y S.

El principio básico del magnetismo establece que polosiguales se repelen y polos diferentes se atraen. En la figura37 se muestra un motor paso a paso imaginario con dos bo-binas y un rotor formado por un imán.

Si aplicamos corriente a la bobina A y B, de tal manera



Figura 36

Figura 37

que se formen electroimanes con las polaridades indicadas(a), el rotor gira hasta alcanzar la posición de reposo (b).

En la figura 38 se muestra la aproximación a un motorreal que utiliza cuatro bobinas mediante las cuales pode-mos hacer girar el rotor en ángulos de 90º.

AL CAMBIAR LA POLARIDAD DE LAS BOBINAS DEL ESTA-TOR, SE PRESENTA EL EFECTO DE REPULSION Y ATRACCIONPOR PAREJAS DE POLOS, CON LOS POLOS DEL IMAN QUEPRODUCE EL GIRO POR PASOS (figura 39).

Para lograr un movimiento mucho más suave, los moto-res paso a paso se fabrican aumentando el número de po-los del estator y se les practican una serie de ranuras, tantoen el rotor como en el estator. Así se logran movimientos quevan hacia 1.8° por paso. Los grados de avance por pasoson una de las características más importantes en este tipode motores y generalmente están indicados en su carcazao cuerpo.

“TIPOS DE MOTORES PASO A PASO”Según su construcción, existen tres tipos de motores PAP:

a) DE IMAN PERMANENTEEn este tipo de motor, su rotor es un imán permanente

que posee una ranura en toda su longitud y el estator estáformado por una serie de bobinas enrolladas alrededor deun núcleo o polo.

Su funcionamiento se basa en el principio explicado an-teriormente de atracción y repulsión de polos magnéticos.

b) DE RELUCTANCIA VARIABLEEn estos motores el rotor está fabricado por un cilindro

de hierro dentado y el estator está formado por bobinasque crean los polos magnéticos.

Como este tipo de motor no tiene un imán permanente,su rotor gira libremente cuando las bobinas no tienen co-rriente, lo que puede ser inconveniente en un momento da-do si hay una carga que presione el eje.

Este tipo puede trabajar a mayor velocidad que el an-terior.

1) HIBRIDOSEstos motores combinan las dos características anterio-

res, así logran un alto rendimiento a buena velocidad.En cuanto a la forma de conexión y excitación de las

bobinas del estator, los motores PAP se dividen en dos tipos.

2) UNIPOLARESHay dos bobinas y tienen toma media, es decir tiene seis

terminales.

3) BIPOLARESEstos tienen dos bobinas al igual que los unipolares, con

la diferencia de que no poseen toma media, es decir, tie-nen cuatro terminales.

MODOS DE OPERACIONLos motores paso a paso, tanto unipolares como bipola-

res, pueden trabajar en dos modos de operación, de pasocompleto y de medio paso.

En el primer caso, con cada secuencia el rotor gira undeterminado ángulo que depende de la fabricación delmotor. En el modo de medio paso, cada secuencia produ-ce un giro en grados, correspondiente a la mitad de su pa-so normal. Además, el sentido de giro, cuya posición quedadeterminada por la secuencia de los pulsos transmitidos, va-riando la frecuencia de los pulsos aplicados a las bobinas,también puede controlar la velocidad de los motores PAP,dentro de cierto rango.

BOBINADOS DE MOTORES PASO A PASO

En la práctica, generalmente los motores PAP poseen 5terminales, debido a que existe un terminal común que es elpunto medio de los devanados de las bobinas.

Los niveles de tensión, que deben estar presentes en ca-da terminal, dependen de la secuencia de cada motor. Pa-ra encontrar dicha secuencia sólo hace falta aplicar ten-sión en las distintas bobinas y deducir dicha secuencia. Pa-ra invertir el sentido de giro sólo hay que invertir la secuen-cia.

Volviendo al circuito general de nuestro robot, mostradoen la figura 11, podemos ver que el mismo funciona de la si-guiente forma:



Figura 38

Figura 39

Supongamos que, analizando el driver del “MOTOR 1BASE”, el bit0 se encuentra en estado bajo ó lógico, a con-secuencia de ello Q1 se encuentra cortado y por lo tantono circulará corriente por la bobina 1 del motor P.A.P.

Convengamos ahora que este bit pasó a estado alto o“1” lógico, con lo cual Q1 conduce haciendo que circulecorriente por la bobina 1 a través del mismo, energiza la bo-bina y hace que el motor P.A.P. dé un paso.

De lo anteriormente dicho, se deduce que cada vezque se coloque un “1” lógico en el pin de entrada del cir-cuito, el mismo hace que circule corriente por la bobina co-rrespondiente y que el motor dé un paso.

Cabe aclarar que para que el motor P.A.P. funcione co-rrectamente, debe conocerce su secuencia y sus termina-les, de forma tal que el software genere una secuencia ló-gica de 4 bits que alimente una bobina del motor por vezpara que el mismo gire en un mismo sentido.

En la figura 40 se da la secuencia que el software tieneque generar para que el motor gire correctamente.

Para realizar el control de velocidad del motor, lo únicoque se debe hacer es variar la frecuencia de desplazamien-to de la secuencia anteriormente mostrada, de forma talque si aumenta esta frecuencia aumentará, por lo tanto, lavelocidad de giro del motor. Si por el contrario, la frecuen-cia disminuye, la velocidad del motor también lo hace. Pa-ra realizar el control del sentido de giro, lo único que se de-be hacer es invertir las variables de la forma sugerida en lafigura 41. Por último para realizar el control de posición delmotor, se debe conocer la cantidad de grados que el mis-mo gira por paso (dato presente en la chapa o folleto delmotor P.A.P. utilizado), ya que se debe realizar una función,por software, tal que al ingresar una variable de N cantidadde grados, el motor gire la cantidad de pasos que esto sig-nifica.

VARIABLE EN GRADOSPASOS DEL MOTOR = ________________________

1,8 GRADOS

Por ejemplo, supongamos que se desea que el motor gi-

re 90 GRADOS. La cantidad de pasos que el mismo debedar, será:

90 GRADOS P. del Motor = _______________

1,8 GRADOS

Por lo tanto, se observa que, el motor debe dar 50 pasospara girar 90 GRADOS.

Respecto del circuito, lo único que restaría explicar es lafunción de D1, D2, D3 y D4, que simplemente protegen lostransistores Q1, Q2, Q3 y Q4 de la tensión inversa que pre-sentan las bobinas del motor en el momento de la conmu-tación.

CONTROLADOR DE TORQUE

Este dispositivo, mostrado en la figura 42, se utiliza paraproteger el motor en el momento en que se encuentra po-sicionado en el lugar, en ese momento, 2 bobinas de éstequedan energizadas.

Esta protección se necesita en este momento porque,como habíamos dicho, quedan energizadas y es por estemotivo que el motor se dañará, por el simple hecho de queestas bobinas se quemarían.

Lo que este dispositivo hace es enviar un tren de pulsosen dicho momento, con el fin de que sus bobinas no se que-men. A continuación describiremos su funcionamiento elec-trónico y explicaremos cómo lo comanda el software.

FUNCIONAMIENTOSi observamos el circuito, vemos que el mismo posee un

relay llamado K1 que es el encargado de conmutar la ali-mentación del motor; es decir que el circuito posee dos co-nexiones dadas por el mismo. Posteriormente, teniendo encuenta la posición del relay K1, analizaremos las dos posibi-lidades.

Supongamos que el bit 4 se encuentra en estado lógicoalto, por lo cual Q1 se encuentra saturado y como conse-cuencia circulará corriente a través del relay de +12V haciagnd. En este instante, el relay conmuta y el circuito quedaconectado, tal como muestra la figura 43.

Se observa que al conmutar el relay, la alimentación delmotor se encuentra conectada a +24V, con lo cual el con-sumo del mismo es pleno. Esta posición del relay K1 se utilizaen el momento de giro del motor, debido a que la tensiónen sus bobinas no es constante y, por lo tanto, no corren elriesgo de dañarse.

Supongamos ahora que el bit 4 se pone en “0”, por locual Q1 se encontrará cortado y K1 no conmutará, debidoa que no circula corriente por su bobina. Por lo tanto, el cir-cuito queda de la forma sugerida en la figura 44.

En esta conexión se observan dos etapas bien definidas,una etapa excitadora del motor controlada por una segun-



Figura 40

Figura 41

da etapa deno-minada astable,que es el encar-gado de enviar eltren de pulsos. Ac o n t i n u a c i ó nanalizaremos elfuncionamientodel astable.

ASTABLEPara un mejor

análisis, damos en la figura 45, el circuito interno (en blo-ques) del EN555, que usaremos para nuestra configuración.

Los terminales son los siguientes:

1) Masa2) Terminal de disparo3) Terminal de salida

4) Habilitación5) Terminal de control6) Terminal de umbral7) Llave electrónica 8) Alimentación

Para explicar el funcionamiento del as-table se deben tener presentes algunosconceptos de amplificadores operaciona-les, debido a que el funcionamiento delNE555 se basa en la comparación de ten-sión mediante los dispositivos anteriormentemencionados, para ello, veamos el esque-ma mostrado en la figura 46.

En los amplificadores operacionales, latensión de salida V0, es positiva si la tensiónde entrada no inversora V1 es mayor a latensión en la entrada inversora V2, y es 0volt o negativa si la tensión en la entrada in-versora es superior a la tensión en la entra-da no inversora.

Por lo tanto:

* Si V1>V2, entonces V0 es positiva* Si V1<V2, entonces V0 es 0 volt o negativa

Que la tensión de salida pueda tomar valores negativossólo depende de las tensiones de alimentación del amplifi-cador operacional. Para el estudio del C.I. EN555 diremosque la tensión de salida del amplificador operacional es 0volt si V2 >V1.

El astable se conecta tal como se observa en la figura47. Supongamos que, inicialmente, el capacitor C2, se en-cuentra descargado, con lo cual la tensión en la pata inver-sora del amplificador operacional del NE555 es 0 volt y latensión en la pata no inversora del operacional A1 tambiénes 0 volt. Por otra parte, si observamos las hojas de datos del555 vemos que R1, R2 y R3 son de 50kΩ, con lo cual en ca-da una de ellas cae 1/3 de la tensión de alimentación. Con



Figura 42

Figura 43

Figura 44

Figura 45

lo dicho anterior-mente, la tensión enla pata inversoradel operacional A1es 2/3 de VCC y latensión en la patano inversora deloperacional A2 es1/3 de VCC.

Resumiendo loanteriormente di-cho, se deduce quela tensión en la patano inversora del

operacional A1 es menor que la tensión en la pata inverso-ra, con lo cual su salida es igual a 0 volt.

Por otra parte, la tensión en la pata no inversora deloperacional A2 es mayor que la tensión de su pata no inver-sora, con lo cual su salida es un nivel de tensión equivalen-te a “1” lógico.

Como conclusión de lo anterior, los niveles lógicos pre-sentes en el flip-flop RS son los que aparecen en la figura 48.

Por lo anteriormente dicho vemos que en el instante ini-cial, en el cual C2 se encuentra descargado, la salida del555 se encuentra en “1” (pata 3).

Por otra parte, si el terminal Q negado del flip-flop se en-cuentra en “0”, el transistor del 555 se encuentra en el esta-do de corte.

Supongamos ahora que se cierra la llave S1.El capacitor C2 comienza a cargarse a través de R4 y

del preset R3, hasta el momento en que llegue a una cargaque supere los 2/3 de Vcc, debido a que en este momento,la tensión en la pata inversora del operacional A2 es mayorque la tensión en la pata no inversora y la tensión en la pa-ta no inversora del operacional A1 es mayor que la tensiónen la pata inversora. Con lo cual los niveles lógicos en el flip-flop son:

R=1 S=0

Por lo tanto, el flip-flop interno al circuito integrado se re-setea y el terminal Q pasa a estado bajo, con lo cual la ten-sión en la salida (pata 3), pasa a 0 volt.

Por otra parte, como Q se encuentra en 0 volt, obvia-mente Q negado se encontrará en 1 y, por lo tanto, el tran-sistor del 555 se satura y provoca la descarga de C2 (vea lafigura 49). Vemos que en el instante en el cual el transistor sesatura, el capacitor C2 se descarga a masa a través delpreset R3. El tiempo de descarga queda definido por el mis-mo (R3) y este tiempo es el que determina el tiempo en quela señal de salida se encuentra en estado bajo (TL). Por lotanto, si el capacitor C2 se descargó el proceso se repetirá,esto hará que la salida pase nuevamente a estado bajo.

El proceso se repite indefinidamente.Cabe aclarar que el tiempo en que la señal de salida se

encuentra en es-tado alto depen-de de la resisten-cia R4, del presetR3 y del capaci-tor C2. Mientrasque el tiempo enque la salida semantiene en ba-jo, depende delpreset R3 y delcapacitor C2.

El capacitorC1, se coloca para evitar dis-paros erráticos del dispositivo,siendo su valor no muy crítico.

Con lo dicho anteriormen-te vemos que el preset R3 es elencargado de variar la fre-cuencia de la señal de salida.

Volviendo al circuito con-trolador de torque vemos quela salida del 555 controla latensión de base del transistorQ2, de forma tal que cuandola tensión en la pata 3 del 555es 0 volt, Q2 conduce (debidoa que es un transistor PNP) yhace circular corriente desde +24V hacia el motor P.A.P.

Por otro lado, si la tensión en la pata 3 del 555 es igual aun valor de tensión equivalente a un “1” lógico, Q2 se cortay dejando de conducir, evita así que las bobinas del motorse quemen.

El preset R3 se denomina, en el circuito, “control de tor-que”, debido a que si aumentamos la frecuencia con éste,la energía que acumulará el motor será mayor y, por lo tan-to, mayor su torque; mientras que si disminuimos la frecuen-cia de pulsos con R3, el motor disipará menos potencia y sutorque decaerá. Cabe aclarar que el diodo D2 se colocapara proteger al transistor Q2.

Como resumen de todo lo explicado vemos que al co-locar un “1” en el pin del bit 4, el motor P.A.P. se encuentraalimentado directamente a +24V y consume su energía apleno, debido a que se encuentra girando.

En el momento en que colocamos un “0” en dicho pin,el motor recibe una alimentación por pulsos para evitar queel mismo se queme, momento en el cual el motor se en-cuentra parado.

DETECTOR INFRARROJO

Este dispositivo es el encargado de detectar si hay o nouna pieza disponible para tomar (ver figura 50).

Sus sensores se encuentran en la mano y estos son: un



Figura 46

Figura 47

Figura 48

Figura 49

led infrarrojo y un fototransistor. A continuación se analiza sufuncionamiento. Anteriormente, en el ítem “Controlador deTorque”, habíamos explicado el funcionamiento del 555 co-mo astable. Por esta razón, en este circuito no analizaremossu funcionamiento interno.

TRANSMISOREl transmisor es un simple 555 configurado como astable,

el cual envía un tren de pulsos al led infrarrojo y hace que elmismo conduzca cada vez que la tensión en el terminal 3del 555 es 0V.

Su conexión es la mostrada en la figura 51.Se observa que cuando la tensión en la pata 3 del 555

es 0V, la tensión en el ánodo del led es mayor que la tensiónen el cátodo y, por lo tanto, conduce emitiendo luz infrarro-ja. El astable se coloca para que el led irradie con más po-tencia luz infrarroja, debido a que el fabricante especificauna tensión de ruptura del led, mayor que la normal, duran-te un pequeño lapso de tiempo. Por lo tanto, lo que hace esalimentar al led infrarrojo por pulsos a través de R3 de la si-guiente forma:

RLED = 2V/50 mA RLED = 40ΩRTOTAL = 12V/50mARTOTAL = 240ΩR3 = RTOTAL-RLEDR3 = 200Ω Æ R. DE POLARIZACION NORMALSi R3 = 100Ω:VLED = ITOTAL.RLED ITOTAL = 12V/RLED-R3VLED = 3,42V ITOTAL = 81,71mA

Vemos que en el led caen 3,42V durante un pequeño

lapso de tiempo dado por R1 y C2.A continuación se da el principio de fun-

cionamiento del led infrarrojo. El color de laluz emitida por un led depende de los “saltos”que sus electrones efectúen durante el pasa-je de la corriente. Este salto puede estar de-terminado por las impurezas que se han agre-gado al material semiconductor durante sufabricación.

Un led infrarrojo al ser recorrido por unacorriente en directa, emite luz que está dentro del espectrovisible.

En realidad, lo que sucede es que los átomos de éste seagitan y, durante la agitación, los electrones pueden “sal-tar” a niveles diferentes de energía y emitir radiación. Cuan-to mayor es el salto, mayor es la energía emitida en el “pa-quete” (fotón) y, por lo tanto, mayor es su frecuencia.

Como los saltos son, en cierta manera, aleatorios, lo queocurre es que las frecuencias emitidas cubren una ciertabanda. Esta banda es el espectro no visible.

RECEPTORA continuación explicaremos el principio de funciona-

miento del fototransistor.Cuando la radiación electromagnética de ciertas longi-

tudes llega a determinados materiales, pueden arrancarelectrones. Esos electrones liberados se mueven con unacierta libertad por el medio en que se encuentran y estemedio se torna conductor.

Ese fenómeno se denomina “efecto fotoeléctrico”.Los fototransistores aumentan su conducción a medida

que aumenta la intensidad luminosa que incide sobre su ba-se, que está compuesta por material fotosensible.

Analizando el circuito, vemos que el fototransistor poseeuna resistencia de 100kΩ, denominada R4, colocada entresu colector y +5V.

Supongamos que el led infrarrojo y el fototransistor se en-cuentran enfrentados, con lo cual incide luminosidad emiti-da por el led infrarrojo sobre la base fotosensible del foto-transistor. Por lo tanto, el fototransistor Q1 se encuentra satu-rado y en su colector existe un potencial de 0V.

En realidad, al estar enfrentados el emisor y el fototran-sistor a una determinada distancia, Q1 se encuentra “semi-saturado” y posee un determinado potencial en su colectorque es menor a +5V y mayor a 0V.



Figura 50Figura 51

En la práctica, se ha medido auna determinada distancia la ten-sión en dicho terminal y el mismose encontraba en 3,8V.

Analicemos ahora el funciona-miento del comparador:

En la pata 3 del LF353, tene-mos un nivel de tensión fijado porel divisor resistivo, formado por R5y R6 de la siguiente forma:

V+ = 12V.R5 / R5+R6V+ = 3,9V

Por lo tanto, si mientras el transistor se encuentra satura-do, el haz de luz infrarroja incide sobre el fototransistor, latensión en la pata 2 (terminal inversor de U2A) es de 3,8V yla tensión de referencia en el terminal no inversor es de 3,9V,la salida del operacional se encuentra en nivel alto y, por lotanto, Q2 conduce saturando a la interfaz de entrada de laforma vista en la figura 52.

En el momento en el cual alguna pieza interrumpe el hazinfrarrojo, la tensión en la pata inversora (pata 2) del LF353supera los 3,9V de referencia, presentes en la pata 3, debi-do a que el fototransistor pasó al estado de corte y, comoconsecuencia, la pata 1 del operacional pasa a nivel bajoy hace que Q2 pase al estado de corte y, como la interfazde entrada es inversora, envía un “1” lógico al adquisidor dedatos, así indica que la pieza se encuentra disponible paraser tomada.

La resistencia R4 de 100kΩ le da sensibilidad al sistema,de forma tal que si la misma aumenta se puede aumentarla distancia o el alcance de la barrera infrarroja.

Para hacer aún más sensible la barrera, se puede modi-ficar la frecuencia del astable y si, por algún motivo, se de-sea mayor alcance, se debe colocar otro led infrarrojo consu respectivo astable apuntado hacia el mismo fototransis-tor.

CONTROLADOR DE ELECTRIC PISTON

Primeramente explicaremos el principio de funciona-

miento del pistón electrónico y luego nos remitiremos al fun-cionamiento del circuito de la figura 53.

PISTON ELECTRONICOEs un actuador lineal totalmente eléctrico, que se acor-

ta en su longitud con gran velocidad cuando es recorridopor una corriente. El secreto de su comportamiento se basaen su construcción de aleaciones metálicas con memoria(shape memory alloy, SMA).

Cuando circula una corriente eléctrica por un resorte deSMA, se calienta y produce un acortamiento de su longitud.

Los elementos fabricados para aplicaciones normales seacortan 19 mm y pueden realizar fuerzas de hasta 450 g,con un peso propio de sólo 10 g.

ALEACIONES METALICAS CON MEMORIA (SMA)Los metales SMA pueden tomar formas o fases a distin-

tas temperaturas. El material más utilizado es el NITINOL, elcual consiste en una aleación de níquel y titanio. A tempe-raturas bajas puede ser deformado fácilmente. Pero al to-mar alta temperatura (por medio de un calentador externoo por circulación de una corriente eléctrica), el metal cam-bia a una forma más dura y ejerce una fuerza estable. Conel enfriamiento se deformará y recobrará la forma inicial alcalentarlo nuevamente.

Los pistones eléctricos son activados por el calor produ-cido por el paso de una corriente eléctrica, el tiempo decontracción varía con la corriente aplicada.

A mayor corriente, más rápido se calientan y más rápi-do se contraen.

Si observamos el circuito, vemos que se utilizan cuatropistones, debido a que son colocados en contraposición



Figura 52

Figura 53

con la forma sugerida en la figura 54.Volviendo al análisis del circuito vemos que, al activar el

bit 0,se satura el transistor Q1, circula corriente por la bobinadel relay K1 y, por lo tanto, se energizan los pistones EP1 yEP2 y hacen que la mano se cierre.

Cuando se pone el bit 1 en nivel lógico alto, se activa elrelay K2 y como se energizan los pistones EP3 y EP4, logranque la mano se cierre. D1 y D2 protegen a los transistores Q1y Q2.

“ADQUISIDOR DE DATOS”

Para entender los datos que deben ser escritos por elsoftware con respecto a la inicialización y configuración deladquisidor de datos de entradas y salidas, damos su hard-ware para una mejor comprensión.

El mismo se basa en el puerto paralelo programable PPI8255 de Intel, y se grafica en la figura 55.

De esta manera, damos por finalizada la explicación delos diferentes circuitos constituyentes de nuestro robot, losprogramas que hacen al funcionamieno del dispostivocomo así también detalles de la puesta en marcha y fun-cionamiento, pueden retirarlos gratuitamente de nuestrasoficinas (Herrera 761, Capital Federal, Argentina) o bajarlosde nuestra página en Internet:

www.editorialquark.com.ar



Figura 55

Figura 54

robot controlado por computadora. saber electronica

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