UNIVERSIDAD POLITECNICA SALESIANA
FACULTAD DE INGENIERIAS
ELECTRONICA
ELECTRONICA ANALOGICA 1
INFORME DEL PROYECTO
TEMA: Seguidor de Línea
INTEGRANTES: y Cristian Salazar y Gabriela Fonseca CUARTO NIVEL G2
TEMA: Seguidor de Línea OBJETIVO: Desarrollar un seguidor de línea, el cual su funcionamiento funcionamiento sea solo diseñado d iseñado con transistores MATERIALES: y 2 resistencias de 680 y 2 resistencias de 10k y 2 resistencias de 2.2k y 2 transistores BD140 y 2 transistores BC557 y 2 transistores BC547 y 1 regleta de 2 terminales CI-POWER y 2 regletas de 2 terminales CI-MOTOR y 2 sensores ópticos CNY70 MARCO TEORICO: Esta informacion es transcrita de la página Web Enciclopedia Libre Wikipedia Wikipedia [1] y Transistor El transistor es un dispositivo electrónico semiconductor que cumple funciones de amplificador, oscilador, conmutador o rectificador. 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 c elulares, etc. Es el componente fundamental de la moderna electrónica, tanto digital como analógica. En los circuitos digitales se usan como interruptores, y disposiciones especiales de transistores configuran las puertas lógicas, memorias RAM y otros dispositivos; en los cuircuitos analógicos se usan principalmente como amplificadores. El transistor tiene tres partes, como el triodo. Una que emite electrones (emisor), otra que los recibe o recolecta (colector) y otra con la que se modula el paso de dichos electrones (base). El funcionamiento es muy parecido al del triodo. Una pequeña señal eléctrica aplicada entre la base y emisor modula la que circula entre emisor y receptor. La señal base emisor puede ser muy pequeña en comparación con la emisor receptor. La señal emisor-receptor es aproximadamente la misma que la base-emisor pero amplificada. El transistor se utiliza, por tanto, como amplificador. Además, todo amplificador oscila así que puede usarse como oscilador y también como rectificado r y como conmutador on-off. El transistor también funciona por tanto como un interruptor electrónico, siendo esta propiedad aplicada en la electrónica en el diseño de algunos a lgunos tipos de memorias y de otros circ uitos como controladores de motores de DC y de pasos.
y
Seguidor de Línea con Transistores Estos robots tienen la capacidad de seguir una línea marcada en el suelo (normalmente una línea negra sobre un fondo blanco). y Funcionamiento Todos los rastreadores basan su funcionamiento en los sensores. Sin embargo, dependiendo de la complejidad del recorrido, el robot debe ser más o menos complejo (y, por ende, utilizar más o menos sensores). Los rastreadores más simples utilizan 2 sensores, ubicados en la parte inferior de la estructura, uno junto al otro. Cuando uno de los 2 sensores detecta el color blanco, significa que el robot está saliendo de la línea negra por ese lado. En ese momento, el robot gira hacia el lado contrario hasta que vuelve a estar sobre la línea. Esto en el caso de los seguidores de línea negra, ya que también hay seguidores de línea blanca. Las 2 maneras más comunes de armar los rastreadores son: OPAMPS (Amplificadores Operacionales), o con simples transistores trabajados en su zona de saturacion. Esto dependiendo de la complejidad con la que se quiera armar el circuito. Podemos utilizar un microcontrolador para realizar las funciones de control o guardar en él la forma del recorrido por una pista. También sirve como escaneador eléctrico .
DESCRIPCION: 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 como 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 baja 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 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 más 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 c m. 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 s ensor. Espero disfrutéis de este sencillo diseño.. creo que es uno de los mas sencillos que hay ahora mismo por internet por no decir el más sencillo. FOTOS:
COSTOS: CANTIDAD
MATERIALES
COSTO UNITARIO $
COSTO TOTAL $
2
y
resistencias de 680
0.02
$
0.04
$
2
resistencias de 10k resistencias de 2.2k transistores BD140
0.02
$
0.04
$
0.02
$
0.04
$
2
y y y
0.50
$
1$
2
y
transistores BC557
0.20
$
0.40
$
2
y
transistores BC547
0.15
$
0.30
$
1
y
regleta de 2 terminales CI-POWER
0.50
$
0.50
$
2 2
y y
regletas de 2 terminales CI-MOTOR sensores ópticos CNY70
0.50
$ 1.90 $
1$ 3.80
$
1
y
cautin
6.90
$
6.90
$
1
y
suelda de estaño
2.50 $
2.50 $
3
y
borneras
0.20
$
0.6 0.60
$
1
y
adaptador de bateria
0.25
$
0.25
$
1
y
rueda loca
1
y
capacitor de 100uF
0.20
1
y
baquelita
1.10 $
2
y
ruedas
2.50 $
1
y
recortadores LM7805
0.50
2
y
baterias de 9V
1$
2
y
servomotores
15 $
2
4
$
4
$
$
$
0.20
$
1.10 $ 5
$
0.50
$
2$ 30
$
60.17
CALCULOS: 1. PARA EL TRANSISTOR BC547 I B
!
I B
!
I B
2.
V CC V D R2
5 0,6
10000 ! 440uA
PARA EL TRANSISTOR BC557 Usamos el Par Sziklai: I E
! I B F ac1F ac 2
I E
! (440uA)(190)(200)
I E
! 16m A
I C
! I B F ac1
I C
! (440uA)(190)
I C
! 836m A
$
3.
PARA EL TRANSISTOR BD140 V B
! I E R E
V B
! (16m A)( 2200)
V B
! 3,5V
I B
!
I B
!
I B
V BB
V BE
R B 3,5 0,6
2200 ! 1,31m A
RECOMENDACIONES: y y
Tomar muy en cuenta c uenta como conectamos los elementos al protoboard. Ver y consultar en las hojas de datos la configuración de cada elemento
CONCLUSIONES: y y y y y
Para cada elemento del seguidor de línea debemos tomar muy en cuenta cual es su configuración para poder realizar una conexión optima Al momento de realizar las conexiones nos dimos cuenta de que los reemplazos de los transistores tienen la misma configuración que la del original. Debemos tomar muy en cuenta que tipo de transistor es por ejemplo si es pnp o npn. Para cada transistor debemos saber muy bien si recibe un voltaje positivo o negativo. Los transistores se usan para reforzar las co rrientes y mejorar la conmutacion
BIBLIOGRAFIA: y
[1] Enciclopedia Libre Wikipedia http://es.wikipedia.org/wiki/Robot_segu http://es.wikipedia.org/wiki/Robot_seguidor_de_l%C3%ADnea idor_de_l%C3%ADnea -27-12-2011