INSTITUTO TECNOLÓGICO DE PACHUCA
CATEDRA: ARQUITECTURA DE COMPUTADORAS CATEDRATICO: CARRASCO LOPEZ J. CRUZ ENRIQUE
BANDA TRANSPORTADORA PRACTICA NÚMERO 2 RUIZ HERNÁNDEZ HÉCTOR JESÚS 07200972 GONZALEZ JUAREZ LAURO HERNAN 08200131 RUANO ZAPATA FCO SURIEL 08200323 MARTIN MARTIN MIGUEL 08200212
CICLO ESCOLAR AGOSTO DICIEMBRE 2011
BANDA TRASPORTADORA CONTROLADA POR UN PIC OBJETIVO: Realizar una banda transportadora controlada con un pic, que junto con unos sensores determine el tamaño de un objeto (chico, mediano, grande) y lo separe por medio de actuadores. MARCO TEÓRICO: Una banda transportadora es un sistema de transporte continuo formado básicamente por una banda continua que se mueve entre dos tambores. La banda es arrastrada por fricción por uno de los tambores, que a su vez es accionado por un motor. El otro tambor suele girar libre, sin ningún tipo de accionamiento, y su función es servir de retorno a la banda. La banda es soportada por rodillos entre los dos tambores. La cinta transportadora cuenta con sensores infrarrojos que mandan una señal al pic 16F877A indicando el tamaño del objeto que pasa por este y unos actuadores eléctricos realizan la separación de los mismos (chico o mediano), pero cuando es un objeto grande, se dirige al final de la banda. No obstante el circuito realiza un conteo de los objetos y muestra en un display la cantidad de objetos que pasan por la banda, en otras palabras cuenta los objetos chicos, medianos y grandes por separados, e indica a que compuerta le corresponde a este. Los sensores infrarrojos están compuestos por leds IR, fototransistores, resistencias y un amplificador operacional LM324, su función es que cuando el led IR envía un haz de luz al fototransistor, este se excita y hace que el amp-op (en modo de seguidor de voltaje) envíe un 0 lógico a su salida, pero si se corta la señal del led IR, el amp-op envía un 1 lógico.
Los 0s y 1s de los sensores son recibidos por el puerto A del pic, el puerto D controla a los actuadores, el puerto C a los motores de la banda y el puerto B al display para mostrar el conteo de los objetos. Para poder polarizar los actuadores para que se cierren y abran, se utiliza un puente H, en este caso se utilizo el circuito integrado L293D (también para controlar los motores que mueven la banda) cuya función es que cuando recibe un 1 lógico en una de sus entradas, da salida a una corriente ya sea de 7 a 36 volts para mover los motores. Tabla de verdad para un canal Input Enable(*) Output H H H L H L H L Z L L Z
Nota: La señal de control ENABLE1 activa la pareja de canales formada por los drivers 1 y 2. La señal ENABLE2 activa la pareja de drivers 3 y 4. Las salidas OUTPUTN se asocian con las correspondientes INPUTN. Las señales de salida son amplificadas respecto a las de entrada tanto en tensión (+Vss, +Vs) como en corriente (máx. 1 A).
DESARROLLO: Siguiendo el siguiente esquema, es como se va a realizar el armado físico de la práctica.
Si se quiere proteger el circuito contra posibles picos de corriente inversa cuando se arranca el motor, se recomienda conectar unos diodos tal y como se muestra en el esquema. Materiales: Para el circuito: Pic 16f877a. 2 L293D. LM324. L7805. Display LCD de 16x2. 2 motores DC a 12 volts. 2 actuadores de seguro para auto. Cristal de cuarzo de 4 Mhz. 2 capacitores de 22 pF. Capacitor de 1000 uF a 35 volts. Capacitor de 470 nF a 250 volts. 4 Leds infrarojos de largo alcance. 4 Fototransistores. 27 diodos 1N4007. Resistencia de 1KΩ. 4 resistencias de 22 KΩ. 4 resistencias de 120 Ω. Resisitencia de 10Ω a 2 watts. Push botton de cuatro terminales.
Programa // BANDA TRANSPORTADORA QUE CLASIFICA OBJETOS POR 2 TAMAÑOS (CHICO O GRANDE) #include <16f877a.h> // Pic a utilizar #use delay(clock=4000000) // Cristal a utilizar #fuses xt,nowdt,put,nolvp,noprotect #include // Libreria para utilizar LCD por el puerto B #use fast_io (B) /* Este programa permite que atraves de una banda transportadora, por medio de sensores infrarojos, determina si el objeto que pasa a travez de este es pequeño o grande y segun su tamaño, los clasifica. Tambien manda un mensaje a un display donde se muestra un conteo de los objetos por su tamaño, y tambien indica a que direccion se dirige. En caso de que no haya objetos la banda se detiene. */
void main (void) { int c,m,g; setup_adc_ports(NO_ANALOGS); set_tris_a(15); set_tris_c(0); set_tris_d(0); output_c(0); output_d(0); lcd_init(); // Inicia LCD lcd_putc(" ING. SIS. COM. \n"); // Imprime texto lcd_putc("ARQ/COMPUTADORAS"); // Imprime texto delay_ms(1000); // Retardo en milisegundos lcd_putc("\f"); // Limpia pantalla lcd_gotoxy(2,1); lcd_putc("C:"); // Objeto pequeño (C:) lcd_gotoxy(2,2); lcd_putc("M:"); // Objeto mediano (M:) lcd_gotoxy(10,1); lcd_putc("G:"); // Objeto grande (G:) lcd_gotoxy(10,2); lcd_putc("P:"); // Compuerta (P:) lcd_gotoxy(8,1); lcd_putc("|"); lcd_gotoxy(8,2); lcd_putc("|"); c=0; // El contador inicializa en 0 (c, m, g) m=0; g=0; while (1) { //*****************************Limpiar sectores especificos de la pantalla********************************************* lcd_gotoxy(1,1); lcd_putc(" "); lcd_gotoxy(1,2); lcd_putc(" "); lcd_gotoxy(9,1); lcd_putc(" "); lcd_gotoxy(13,2); lcd_putc(" "); //**************************************************************************************************************************** if(input(pin_a0)==1 && input(pin_a1)==0 ) // Cuando p asa un objeto pequeño va hacia la primera compuerta { lcd_gotoxy(1,1); lcd_putc(">"); lcd_gotoxy(14,2); lcd_putc("1"); output_c(5); output_d(9); delay_ms(800); output_c(0); output_d(0); if(c==100) { lcd_gotoxy(4,1); lcd_putc(" "); c=0; lcd_gotoxy(4,1); printf(lcd_putc,"%2i",c); } lcd_gotoxy(4,1); c=c+1; printf(lcd_putc,"%2i",c); } else { if(input(pin_a0)==1 && input(pin_a1)==1 ) // Cuando p asa un objeto mediano o grande sigue avanzando { output_c(5); output_d(10); delay_ms(300); output_c(0); output_d(0); } else { if(input(pin_a2)==1 && input(pin_a3)==0 ) // Cuando p asa un objeto mediano va hacia la segunda compuerta { lcd_gotoxy(1,2); lcd_putc(">"); lcd_gotoxy(14,2); lcd_putc("2"); output_c(5); output_d(6); delay_ms(800); output_c(0); output_d(0); if(m==100) { lcd_gotoxy(4,2); lcd_putc(" "); m=0; lcd_gotoxy(4,2); printf(lcd_putc,"%2i",m); } lcd_gotoxy(4,2); m=m+1; printf(lcd_putc,"%2i",m);
} else { if(input(pin_a2)==1 && input(pin_a3)==1 ) // Cuando p asa un objeto grande va hacia el final de la banda { lcd_gotoxy(9,1); lcd_putc(">"); lcd_gotoxy(14,2); lcd_putc("3"); output_c(5); output_d(10); delay_ms(500); output_c(0); output_d(0); if(g==100) { lcd_gotoxy(12,1); lcd_putc(" "); g=0; lcd_gotoxy(12,1); printf(lcd_putc,"%2i",g); } lcd_gotoxy(12,1); g=g+1; printf(lcd_putc,"%2i",g); } else { output_c(0); output_d(10); delay_ms(100); output_d(0); } } } } } // Fin de While } // Fin de programa
Nota: La librería lcd_LIB2.c se encuentra en la misma carpeta que contiene el programa y la simulación. Después de realizar el programa y que este compilado, se procede a la simulación.
Debido a que no se pueden simular los sensores, se utiliza un dip switch para generar las salidas de 0s y 1s de los sensores que identificaran los objetos que pasan a través de ellos.
Una vez que la simulación esté terminada y muestre que el programa funciona, se lleva a cabo el armado del circuito, no obstante, el programa debe estar cargado en el pic para que funcione el circuito. CONFIGURACIÓN DE LOS PINES DE CADA COMPONENTE
L293D
LM324N
Después del armado del circuito, se procede a diseñar la maqueta de la banda transportadora y por ultimo su ensamble.
En el diseño de los rodillos se utilizo tubo de cobre de media pulgada, en un extremo de los tubos tienen tuercas pegadas dentro del tubo para sostenerlos con tornillos y en el otro extremo se sujeta a los motores. Se usaron valeros para mejorar el giro de los rodillos. La banda se hizo de tela y para evitar que la banda se pandee se puso una tabla lisa que disminuye la fricción entre ambas. Las zonas sombreadas de anaranjado son rejillas que permiten acomodar el objeto que pase por la banda. Para la maqueta se reciclo madera de desecho de una carpintería, se pueden utilizar diferentes materiales que den una estructura solida al prototipo a escala.
FOTOS DE LA PRACTICA ARMADA Y FUNCIONANDO
Los capacitores de 1000 uf, 220 uf y 470 nf se utilizan para limpiar los risos generados por la fuente de energía. Se utilizan 2 fuentes de energía para alimentar el circuito debido a que una sola no tiene la suficiente corriente para abastecer a todos los componentes. Para proteger al pic se ponen diodos en sus puertos que se conectan al L293D, ya que estos se alimentan con voltajes que pueden dañar al pic. Los L293D tienen disipadores de calor ya que se calienta demasiado.
ACTIVIDADES REALIZADAS POR LOS INTEGRANTES DEL EQUIPO RUIZ HERNÁNDEZ HÉCTOR JESÚS:
Programación Diseño de circuito Diseño de maqueta Armado de maqueta
GONZALEZ JUAREZ LAURO HERNAN Programación Diseño de circuito Armado de circuito Armado de maqueta
RUANO ZAPATA FCO SURIEL Compra de materiales Diseño de maqueta Armado de maqueta Realización de pruebas
MARTIN MARTIN MIGUEL Compra de materiales Diseño de maqueta Armado de maqueta Realización de pruebas
CONCLUSIONES: Mediante esta práctica se observó cómo controlar motores mediante un pic para que mueva objetos, también se comprendió el uso de los sensores IR ya que tiene varias aplicaciones como sensores de movimiento para activar alarmas, para detectar objetos cercanos, para contar los pisos por los que pasa un ascensor, medir la cantidad de un liquido con la ayuda de un flotador, etc.
BIBLIOGRAFIA: Sensor Infrarrojo Pic 16F87X Cinta transportadora Driver push-pull de 4 canales
