UNIVERSIDAD POLITECNICA SALESIANA INGENIERÍA ELECTRÓNICA SEGUIDOR DE LINEA
Juan Ordóñez Sebastián Poma Jonathan Muñoz 01-12-2012
1.- TEMA: Seguidores de Línea 2.-OBJETIVO: Diseñar y construir un carro móvil que sigue una línea Negra en un fondo Blanco. 3.-MARCO TEORICO: RESISTENCIA ELECTRICA: La cantidad de corriente que fluye en un circuito depende del voltaje que suministra la fuente de voltaje. El flujo de corriente también depende de la resistencia que opone el conductor al flujo de carga: la resistencia eléctrica. La resistencia de un cable depende de la conductividad del material del que está hecho y también del espesor y de la longitud del cable. La resistencia eléctrica es menor en los cables gruesos que en los delgados. Los cables largos oponen más resistencia que los cortos. Además, la resistencia depende de la temperatura. Cuanto más se agitan los átomos dentro del conductor, mayor es la resistencia que el mismo opone al flujo de carga. En la mayoría de los casos, un aumento de temperatura se traduce en un incremento en la resistencia del conductor. La resistencia eléctrica se mide en unidades llamadas ohms (W) en honor a Georg Simon Ohm, físico alemán que puso a prueba distintos tipos de cable en diversos circuitos para determinar el efecto de la resistencia del cable en la corriente.
Esta información es transcrita de la página web Angelfire [1] http://www.angelfire.com/empire/seigfrid/Resistenciaelectrica.html
MOTOR DC El motor de corriente continua es una máquina que convierte la energía eléctrica en mecánica, provocando un movimiento rotatorio. En la actualidad existen nuevas aplicaciones con motores eléctricos que no producen movimiento rotatorio, sino que con algunas modificaciones, ejercen tracción sobre un riel. Estos motores se conocen como motores lineales. Esta máquina de corriente continua es una de las más versátiles en la industria. Su fácil control de posición, paro y velocidad la han convertido en una de las mejores opciones en aplicaciones de control y automatización de procesos. Pero con la llegada de la electrónica su uso ha disminuido en gran medida, pues los motores de corriente alterna, del tipo asíncrono, pueden ser controlados de igual forma a precios más accesibles para el consumidor medio de la industria. A pesar de esto los motores de corriente continua se siguen utilizando en muchas aplicaciones de potencia (trenes y tranvías) o de precisión (máquinas, micro motores, etc.) La principal característica del motor de corriente continua es la posibilidad de regular la velocidad desde vacío a plena carga.
Esta información es transcrita de la página web Wikipedia[2] http://es.wikipedia.org/wiki/Motor_de_corriente_continua
BATERIA 6V Se denomina batería, batería eléctrica, acumulador eléctrico o simplemente acumulador, al dispositivo que almacena energía eléctrica, usando procedimientos electroquímicos y que posteriormente la devuelve casi en su totalidad; este ciclo puede repetirse por un determinado número de veces. Se trata de un generador eléctrico secundario; es decir, un generador que no puede funcionar sin que se le haya suministrado electricidad previamente mediante lo que se denomina proceso de carga.
Esta información es transcrita de la página web Wikipedia [3] http://es.wikipedia.org/wiki/Bater%C3%ADa_(electricidad) PROTOOARD
Una placa de pruebas, también conocida como protoboard o breadboard, es una placa de uso
genérico reutilizable o semipermanente, usado para construir prototipos de circuitos electrónicos con o sin soldadura. Normalmente se utilizan para la realización de pruebas experimentales. Además de los protoboard plásticos, libres de soldadura, también existen en el mercado otros modelos de placas de prueba.
Esta información es transcrita de la página web Wikipedia [4] http://es.wikipedia.org/wiki/Placa_de_pruebas
RUEDA LOCA La rueda loca (caster wheel en inglés) es una rueda sin tracción, simple o doble, que puede girar libremente y que generalmente está situada en la parte inferior de una estructura. Se utiliza en carros de la compra, sillas de oficina o vehículos.
Existen dos tipos de rueda loca:
Rígida.Sujeta a la superficie con una estructura rígida que le permite sin embargo girar adelante y atrás.
De pivote o Rotatoria.Sujeta a la superficie con una estructura que tiene un eje en su centro, anclado a la rueda que puede girar libremente.
Esta información es transcrita de la página web Electribricks[5] http://blog.electricbricks.com/es/2010/05/caster-wheel/
CABLE ELECTRICO Se llama cable eléctrico a un conductor (generalmente cobre) o conjunto de ellos generalmente recubierto de un material aislante o protector.
Esta información es transcrita de la página web Wikipedia [6] http://es.wikipedia.org/wiki/Cable_el%C3%A9ctrico
SEGUIDOR DE LÍNEAS: Descripción: He aquí un diseño super simple para montar un rastreador de líneas básico con 2 sensores CNY70 y componentes discretos de fácil compra en cualquier comercio de electrónica. En el esquema mostrado se puede apreciar cómo funciona el circuito, el led emisor del sensor CNY70 se alimenta a través de una resistencia R1 de 680 , cuando una superficie reflectante como el color blanco de la superficie por donde se moverá el rastreador, refleja la luz del led emisor, el fototransistor contenido en el sensor CNY70baja su resistencia interna entre Colector y Emisor con lo cual conduce la corriente que hace que también entre en conducción el transistor Q1 que estaba polarizado a masa por medio de la resistencia R2 de 10 K. Q2 sirve para invertir la señal para que de este modo se desactive el motor cuando ve blanco y se ponga en marcha cuando ve negro el sensor, con lo que al activarse Q1 hace que se active Q2 cortando a Q3 con el, ya que este ultimo estaba activo porque esta polarizado polarizado por R3, con lo cual lo que a pasado es que la salida del motor se a desactivado cuando el sensor a detectado una superficie reflectante, en estado de reposo la salida estará siempre activa y Q3 conduciendo. Los 2 circuitos se pueden alimentar con 4 pilas normales de 1,5V puestas en serie con lo que se obtienen 6V, dependerá del consumo de los motores elegir pilas o baterías mas potentes.
Montaje: El robot se compondrá de un circuito que podremos hacer fácilmente con una placa de topos o de prototipos o usando los fotolitos expuestos y este tendrá dos circuitos exactamente iguales uno para cada sensor-motor e irán cruzados con lo que el sensor
izquierdo actuara sobre el motor derecho y el sensor derecho sobre el motor izquierdo tal como se muestra en la ilustración. Los motores tienen que ser de corriente continua y habrá que fabricarles una reductora si no disponen de ella para mover las ruedas, contra mas grandes sean las ruedas, mas velocidad alcanzara el robot, aunque no hay que pasarse con el diámetro de estas porque si no en las curvas se saldrá de trayectoria, unos 6 cm. es lo ideal. Los sensores irán dispuestos mirando al suelo y a unos 2 o 3 mm de separación desde el suelo a la superficie del sensor y la separación entre ambos sensores será para que quede dentro de la línea negra que vayamos a usar como trayectoria. En mi montaje he utilizado dos servos trucados de manera que queden solo los motores CC con la reductora osea sin circuito de control pero se puede usar cualquier motor de CC de unos 5 o 6 voltios y que no consuma demasiado para no agotar las pilas o baterías demasiado deprisa. El trazado lo podremos hacer sobre una cartulina blanca y para trazar las líneas usar cinta aislante negra, tener cuidado en no hacer curvas demasiado cerradas ya que si el robot es muy veloz (ruedas grandes) se saldrá de la trayectoria por inercia y al sacar los 2 sensores fuera de la línea no volverá a entrar (recordemos que este sistema no es microcontrolado) por lo que haremos algunas pruebas antes de trazar el camino final. Funcionamiento: Pondremos el robot en la superficie de fondo blanca y lo alimentaremos, como los dos sensores están activos los motores permanecerán parados, ahora empujaremos el robot hasta la línea de trayectoria negra, al entrar uno de los sensores con la línea negra este hará que el motor del lago contrario empiece a funcionar con lo que el robot entrara por si solo en la trayectoria, cuando tenga los dos sensores viendo negro los 2 motores estarán en marcha con lo que el robot avanzara en línea recta, ahora bien si el llega a una curva y supongamos que el sensor izquierdo sale de la línea negra entonces provocara que el motor del lado contrario (motor derecho) se desactiva con lo cual el robot girara a derecha (como un tanque) entrando de este modo en la línea negra otra vez... para el caso contrario pasa lo mismo pero con el otro motor y sensor.
Esta información es transcrita de la página web Monografías [7] http://www.monografias.com/trabajos-pdf2/carrito-seguidor-linea-negra/carrito-seguidor-linea-negra.pdf
TRANSISTORES El transistor es un dispositivo electrónico semiconductor que cumple funciones de amplificador, oscilador, conmutador o rectificador. El término "transistor" es la contracción en inglés de transfer resistor ("resistencia de transferencia"). Actualmente se encuentran prácticamente en todos los aparatos domésticos de uso diario: radios, televisores, grabadoras, reproductores de audio y video, hornos de microondas, lavadoras, automóviles, equipos de refrigeración, alarmas, relojes de cuarzo, ordenadores, calculadoras, impresoras, lámparas fluorescentes, equipos de rayos X, tomógrafos, ecógrafos, reproductores mp3, teléfonos celulares, etc.
Esta información es transcrita de la página web Wikipedia [8] http://es.wikipedia.org/wiki/Transistor
BD140
CNY70
BC557
2N3904
5.-CONCLUSIONES - A la hora del montaje encontramos dificultades especialmente a la hora de calibrar nuestros motores aún utilizando los componentes más idóneos para el caso. Esta dificultad nos impidió presentar el proyecto en el tiempo señalado. - Los sensores también fueron de alguna dificultad, aunque al final se lograron calibrar teniendo en cuenta los parámetros exactamente y con la mayor precisión posible. - Nos queda con marcado interés la conclusión casi obvia de tener en cuenta los imprevistos a la hora de realizar cualquier montaje pues, pues, siempre hay inconvenientes inconvenient es y retrasos, generalmente debidos al factor humano. - También como en estos proyectos se combinan factores analógicos, mecánicos y digitales, esta influencia hace aún más crítico el tiempo de preparación de los proyectos. - Por último, al ir desarrollando el proyecto nos dimos cuenta de que hay muchísimas aproximaciones un mismo problema y que es necesario tener en cuenta sobre todos dos aspectos: mínimo número de componentes componentes y costos.
ANEXOS Costos
MATERIAL
LISTA DE MATERIALES Y COSTOS CANTIDAD COSTO UNI.($)
COSTO TOTAL ($)
RESISTENCIAS
6
0.02
0.12
BD140
2
0.40
0.80
BC557
2
0.35
0.70
2N3902
2
0.08
0.16
CNY70
2
1.95
3.90
MOTOR DC BATERIA 6V (700mA)
2
14.50
29.00
1
6.00
6.00
PROTOBOARD
1
3.00
3.00
CABLE
2 "METROS"
0.25
0.50
PAR DE RUEDAS
1
4.50
4.50
RUEDA LOCA
1
0.80
0.80 49.48
FOTOS:
6.-BIBLIOGRAFIA: [1] Angelfire; Resistencia: http://www.angelfire.com/empire/seigfrid/Resistenciaelectrica.html Fecha de consulta: 01/12/12, Hora19:16
[2]
Motor http://es.wikipedia.org/wiki/Motor_de_corriente_continua ; Fecha de Wikipedia; Motor http://es.wikipedia.org/wiki/Motor_de_corriente_continua
consulta: 01/12/12, Hora19:23
[3]
Wikipedia; Batería: http://es.wikipedia.org/wiki/Bater%C3%ADa_(electricidad) ; Fecha de
consulta: 01/12/12, Hora19:28
[4]
Wikipedia; Protoboard: http://es.wikipedia.org/wiki/Placa_de_pruebas ; Fecha de consulta:
01/12/12, Hora19:33
[5] Electricbricks; Rueda Loca: http://blog.electricbricks.com/es/2010/05/caster-wheel/ Fecha
de consulta: 01/12/12, Hora19:36
[6]
Wikipedia; Cable eléctrica: http://es.wikipedia.org/wiki/Cable_el%C3%A9ctrico ; Fecha de
consulta: 01/12/12, Hora19:41 [7] Monografías; Seguidor de Línea: http://www.monografias.com/trabajos-pdf2/carritoseguidor-linea-negra/carrito-seguidor-linea-negra.pdf ; Fecha de consulta: 01/12/12, Hora19:48 [8] Wikipedia; Transistores; http://es.w http://es.wikipedia.or ikipedia.org/wiki/Transis g/wiki/Transistor tor Fecha Fecha de consulta: 01/12/12, Hora19:57
