Comprueba el funcionamiento de sistemas electrónicos de uso comercial
Servomecanismos Para mover un robot se necesitan unos motores con control de posición, es decir que el eje se pueda situar en el ángulo que se desee. Además no es necesario que sean de revolución contin continua, ua, con un giro giro de 180 grados. grados. n tipo tipo de motore motores s que cumplen cumplen las caracter caracter!st !stica icas s anteriores son los servomecanismos, que se utili"an bastante en aplicaciones de aeromodelismo para mover los alerones, subir # bajar trenes de aterri"aje, orientar $%lices, acelerar o decelerar motores # un sinf!n de aplicaciones más. &ntre todos los modelos que e'isten, sobresale una marca por su calidad # prestigio, son los servomecanismos ()A*A. +entro de la familia $a# bastantes tipos con diferentes prestaciones, ma#or o menor tamao, velocidad o fuer"a, pero todos ellos se controlan de la misma forma. -a cone'ión al e'terior se reali"a a trav%s de tres cables, uno para la masa cable negro/, otro para para la tens tensió ión n de alim alimen enta taci ción ón de v cab cable le rojo rojo// # el ltim ltimo o llev lleva a la sea seall de cont contro roll de movimiento cable blanco/. &l servomotor internamente reali"a un control de posición en bucle cerrado, para lo que utili"a un potenciómetro # un circuito de control. -a seal que espera recibir dic$o circuito es un tren de pulsos, estos pulsos se repetirán con un periodo de 20 mseg. -a anc$ura de los pulsos indicará en qu% posición se deberá quedar el eje. &l centro se corresponde con una anc$ura de 1.3 mseg, los e'tremos con anc$uras de 0,3 mseg # de 2,3 mseg. &stos &stos servos servos de posici posición ón son mu# tiles tiles para para reali" reali"ar ar acceso accesorios rios de robots robots,, como como son los manipuladores, pin"as, bra"os, en resumen todo aquello en donde el rango de movimiento no necesite revolución continua. &n aplicaciones de movimiento continuo $abrá que desmontar el servomotor servomotor para para configurar configurarlo lo como un un simple motor motor de corriente corriente continu continua a con caja caja reductora reductora incorporada. Al desmontarlo, se podrá optar por diferentes alternativas, cada una de ellas tendrá su aplicación más adecuada. &n la figura 3.1 se pueden ver las distintas partes del servomotor. &mpe"ando por la parte superior se tiene4 -a rueda del eje de salida, la tapa de la caja reductora, los engranajes que forman la caja reductora, la caja del servomotor, la tarjeta de control enumerados de i"quierda a derec$a4 potenciómetro, circuito de control # motor/ # por ltimo la tapa del servomotor junto con los tornillos de sujeción. &l potenciómetro se encarga de cerrar el bucle de control, es el que e'amina la posición del motor. &l circuito de control recibe la información del tren de pulsos # del potenciómetro # sita al eje del motor en su nueva posición. -a caja reductora aumenta la fuer"a de salida del eje # reduce la velocidad del mismo. )ambi%n e'isten un par de topes mecánicos, uno está en el engranaje de salida del servomotor # el otro es el potenciómetro del circuito de control.
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Introducción al arduino https://sites.google.com/site/temasdedisenoymanufactura/arduino Bienvenidos a éste aparte acerca de la plataforma arduino, a continuación adjunto una pequeña reseña de la plataforma que también pueden encontrar en la pgina http://!!!.arduino.cc/ o en su versión en español http://!!!.arduino.cc/es/ , sin embargo esta "ltima versión no presenta toda la información actuali#ada y en muchos casos, es mejor usar la pgina en inglés. ¿Qué es arduino? $uando se habla de arduino, es necesario tener en cuenta que este se halla constituido por tres elementos fundamentales y que todos ellos se denominan bajo el mismo nombre %arduino&, estos componentes son: 'l hard!are o placas de arduino 'l entorno de programación o ()' • •
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'l lenguaje de programación.
'n general estos componentes fueron creados con la finalidad de tener una plataforma de electrónica abierta para la creación de prototipos basada en soft!are y hard!are fle*ibles y fciles de usar. +e creó para artistas, diseñadores, aficionados y cualquiera interesado en crear entornos u objetos interactivos.
El hardware El hardware, en su mayora, est constituido por una placa electrónica desarrollada en torno a un
microcontrolador de -tmel, estas placas se pueden adquirir ensambladas o construirlas directamente ya que en la pgina se encuentran los planos electrónicos y la licencia del producto lo permite, sin embargo resultan valer apro*imadamente lo mismo y nunca quedan con la calidad de las placas originales. 'n la actualidad a
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Comprueba el funcionamiento de sistemas electrónicos de uso comercial é*ico estn ingresando muchas placas de arduino de origen chino, las cuales bajan un poco la calidad de los materiales pero mantienen las mismas funciones que las placas originales provenientes de (talia, esta es la ra#ón por la cual algunos vendedores en mercado libre y tiendas online las ofrecen a un precio bastante bajo. 'stas placas han ido evolucionando as como el soft!are y es mejor comprar de las ms recientes como la eonardo, la -rduino 0no 12 y las nanos basadas en el -tmega234, pero si lo que se necesitan son entradas y salidas en gran cantidad, lo mejor es la arduino ega. as primeras placas utili#aban un chip ft323 para comunicarse por puerto 0+B al computador y un micro para ser programado, luego se utili#ó un microcontrolador especial para cumplir esta función como en el caso de los arduinos uno que tienen un micro para la comunicación y otro para ser programado, actualmente se usa un "nico microcontrolador que se encarga de llevar a cabo la comunicación y sobre el que también se descargan las instrucciones a ejecutar, este es el caso del arduino eonardo por ejemplo. os lectores deben entender que en principio es posible crear una placa de desarrollo alrededor de cualquier microcontrolador y lo que se logra con las placas de arduino es tener el microcontrolador listo para conectar a los sensores y actuadores que requerimos y programarlo, esto le confiere una gran velocidad, el desarrollo de proyectos ya que cinco minutos luego de conectar tu placa por primera ve# al computador ya puedes estar descargndole el primer programa aun sin saber programar. 5or otro lado se tienen una serie de aditamentos llamados shell %escudos o cascaras& los cuales le dan ms funcionalidad a las placas. $uando compres un arduino, las principales caractersticas a tener en cuenta en cuanto al hard!are son: 6amaño, por ejemplo para diseño de dispositivos de uso cotidiano en ocasiones es mucho mejor utili#ar los arduinos mini o nano que son de poco tamaño. 7"mero de entradas/ salidas, es necesario saber cuntas entradas y cuantas salidas sern necesarias para el proyecto •
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$apacidad de memoria del microcontrolador, por si reali#as programas muy ... muy grandes
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8oltaje de operación
'l hard!are del -rduino uno 13, se muestran, aunque no necesariamente todos los arduinos son iguales. $onector 0+B, que puede ser tipo B o mini, este provee la comunicación para la programación y la toma de datos, también provee una fuente de 98)$ para alimentar al arduino, pero de baja corriente por lo que no sirve para alimentar motores grandes por ejemplo. +iempre que adquieran una placa de arduino no olviden pedir el cable de cone*ión 0+B. 1egulador de voltaje de 98, se encarga de convertir el voltaje ingresado por el plug 2, en un voltaje de 98 regulado. 7ecesario para el funcionamiento de la placa y para alimentar circuitos e*ternos. . 5lug de cone*ión para fuente de alimentación e*terna, el voltaje que se suministra por aqu debe ser directo y estar entre ;8 y 48, incluso 3<8, generalmente se usa un adaptador, pero debe tener
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Comprueba el funcionamiento de sistemas electrónicos de uso comercial cuidado de que el terminal del centro del plug quede conectado a positivo ya que algunos adaptadores traen la opción de intercambiar la polaridad de los cables. 3. 5uerto de cone*iones= constituido por ; pines de cone*ión con las siguientes funciones: 1'+'6, permite resetar el microcontrolador al enviarle un cero lógico. 5in 2.28, este pin provee una fuente de 2.28)$ para conectar dispositivos e*ternos como en la protoboard por ejemplo. 5in 98, es una fuente de 98)$ para conectar dispositivos e*ternos. )os pines >7), que proveen la salida de cero voltios para dispositivos e*ternos. 5in 8in, este pin esta conectado con el positivo del plug 2 por lo que se usa para conectar la alimentación de la placa con una fuente e*terna de entre ; y 38)$ en lugar del plug 2 o la alimentacion por el puerto 0+B. 'ste puerto esta modificado en la versión 12 de -rduino 0no. 2. 5uerto de entradas anlogas, aqu se conectan las salidas de los sensores anlogos. 'stos pines solo funcionan como entradas recibiendo voltajes entre cero y cinco voltios directos. ?. icrocontrolador -tmega 234, es el microcontrolador implementado en los -rduino uno y sobre el cual vamos a programar, en la versión +) del arduino uno 13, se usa el mismo microcontrolador pero en montaje superficial, en este caso las "nicas ventajas que se me ocurren son la reducción del peso y ganar un poco de espacio. 9. Botón de 1'+'6, este botón asi como el pin mencionado anteriormente permiten resetear el microcontrolador haciendo que reinicie el programa. 'n la versión 12 este pulsador se ubica arriba del conector 0+B, esto es un acierto pues al colocarle las +hield encima del arduino, se perda la opción de resetear dado que este pulsador quedaba tapado. ;. 5ines de programación ($+5, son usados para programar microcontroladores en protoboard o sobre circuitos impresos sin tener que retirarlos de su sitio. @. ') A7, enciende cuando el -rduino esta encendido. 4. ')s de recepción y transmisión, estos se encienden cuando la tarjeta se comunica con el 5$. 'l 6* indica transmisión de datos y el 1* recepción. . 5uerto de cone*iones, esta constituido por los pines de entradas o salidas digitales desde la cero hasta la @. a configuración como entrada o salida debe ser incluida en el programa. $uando se usa la terminal serial es conveniente no utili#ar los pines cero %1*& y uno %6*&. os pines 2, 9 y ; estan precedidos por el smbolo C , lo que indica que permiten su uso como salidas controladas por ancho de pulso 5D. <. 5uerto de cone*iones, incluye 9 entradas o salidas adicionales %de la 4 a la 3&, las salidas , < y permiten control por ancho de pulso= la salida 2 es un poco diferente pues tiene conectada una resistencia en serie, lo que permite conectar un led directamente entre ella y tierra. Einalmente hay una salida a tierra >7) y un pin -1'E que permite ser empleado como referencia para las entradas anlogas. . 'ste led indica el estado del pin 2. 3. 7o se e*actamente la función de estos pines. 2. $hip de comunicación que permite la conversión de serial a 0+B.
-rduino puede tomar información del entorno a través de sus pines de entrada de toda una gama de sensores y puede afectar aquello que le rodea controlando luces, motores y otros actuadores. 'l microcontrolador en la placa -rduino %de la marca atmel& se programa mediante el lenguaje de programación -rduino %basado en Diring& y el entorno de desarrollo -rduino %basado en 5rocessing&. 0na ve# descargados en las placas os proyectos hechos con -rduino pueden ejecutarse sin necesidad de conectar a un ordenador, si bien
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Comprueba el funcionamiento de sistemas electrónicos de uso comercial tienen la posibilidad de hacerlo y comunicar con diferentes tipos de soft!are %p.ej. Elash, 5rocessing, a*+5&. as placas pueden ser hechas a mano %de lo que se consigue abundante material en la red& o compradas montadas de fbrica= el soft!are puede ser descargado de forma gratuita del las paginas oficiales de arduino, sin embargo recomiendo descargar de la pagina en ingles en donde obtendrn la versión mas actuali#ada. os ficheros de diseño de referencia %$-)& estn disponibles bajo una licencia abierta, as pues eres libre de adaptarlos a tus necesidades. -rduino recibió una ención Fonorfica en la sección )igital $ommunities de la edición del 3<<; del -rs 'lectronica 5ri*. 'l equipo -rduino %-rduino team& es: assimo Ban#i, )avid $uartielles, 6om (goe, >ianluca artino, and )avid ellis. $redits.
Ventajas y desventajas del Arduino a plataforma -rduino presenta las siguientes ventajas ante los proyectos elaborados con microcontroladores 5($ %de icrochip& . -rduino trae el programador incorporado, en la plataforma 5($ es necesario comprar el programador por separado alcan#ando este costos de hasta G3<<.<<< para los originales y desde G;<.<<< a G3<.<<< para las copias hechas en $olombia y del orden de G?<.<<< mas el tiempo para un programador hecho por nosotros mismos. esto contrasta con el caso de arduino en donde las versiones mas costosas del arduino uno cuestan unos G4<.<<< %12& y ya incorporan programador y el chip a programar. 3. -rduino viene listo para usar, es muy gratificante cuando se compra un arduino saber que puedo llegar a casa, conectar los sensores, los actuadores y programar inmediatamente. esto no sucede con los 5($ en donde se debe construir el circuito del 5($ y la fuente en ona protoboard antes de poder reali#ar alguna prueba, aunque por all vi en internet el proyecto 5($)0(7A que consiste en una plataforma parecida a la de arduino pero implementada con 5($s, esto es muy bueno para los entusiastas de los 5($s. 2. a plataforma hecha en $olombia %realmente en cualquier parte que no sea la original (taliana& llamada E1'')0(7A podemos conseguirla entre unos G<.<<< y G9.<<< pesos mas económica que la versión italiana y con las mismas prestaciones. ?. - mi parecer los microcontroladores -tmel utili#ados para construir las plataformas arduino presentan mejores prestaciones que los de icrochip %esta es una opinión personal y puedo estar falseando por falta de información& 9. las plataformas de arduino pueden ser adquiridas en versiones de montaje superficial que ocupan muy poco espacio y consumen muy poca potencia, este punto es relevante cuando diseñamos productos del tipo electrodomesticos o productos electronicos de consumo. ;. -l usar las libreras, la programación en arduino es mas sencilla y fcil de aprender que la basada en 'nsambler de los 5($. 1ealmente las personas acostumbradas a programar en lenguajes como $ y $HH ya saben programar los arduinos. @. )ado que tanto el soft!are como el hard!are es libre, se hacen ideal para los proyectos de la universidad y de pequeñas empresas sin temor a estar violando los derechos de autor de alguien.
)entro de las desventajas podemos mencionar...
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Comprueba el funcionamiento de sistemas electrónicos de uso comercial . )ado que la programación no se reali#a en ensambler, el precio a pagar por el uso de las libreras es un retraso en la ejecución de las instrucciones, algunos microsegundos que en el caso de dispositivos de uso cotidiano son irrelevantes, pero significativos a la hora de hacer adquisición de datos. 3. 'l hecho de que la plataforma venga ya ensamblada le quita fle*ibilidad a los proyectos, as por ejemplo estaramos obligados a usar un espacio y forma acorde con el 5$B del arduino, para superar esto, se debe trabajar con un microcontrolador diferente al de la plataforma y diseñar las 5$B desde cero como con los 5($s.
Descarga e interface del Software 'l soft!are para la programación de la plataforma -rduino se puede descargar en forma gratuita de la pgina en su version en ingles encontraran el -rduino .< que es la versión ms reciente, all se escoge el sistema operativo y se inicia la descarga, en particular yo trabajare en !indo!s. 0na ve# descargado el archivo, se descomprime y se ejecuta directamente el ejecutable arduino.e*e presente en la carpeta.
a interface de -rduino a cambiado en su versión .< por lo que es posible leer esta información en la pagina en ingles, la pagina en español también nos muestra algo pero teniendo en cuenta que los iconos estn desactuali#ados, pero en su mayora todo es muy parecido a las versiones antiguas. 'n particular me agrada ms este "ltimo editor y permite un mejor trabajo.
Fuente de información http://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php/Driverparamotorespasoapaso!ipolarescon" #$%&'# http://www.a!celectronica.net/productos/circuitos(inte)rados/dac(adc/ Prof. 5art!n 6ernánde" 5ac!as
Comprueba el funcionamiento de sistemas electrónicos de uso comercial http://pro*ectoselectronics.!lo)spot.com/+,,-/,'/optoacoplador(ue(es(*(como( funcionan.html http://www.discovercircuits.com/list.htm http://www.*outu!e.com/watch?v(012v34#hr-
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516D7D 66 %89717 & D8%700$$ D8 $7% 7;<636D7D8% ;ompetencia a desarrollar= 5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos. Atributos: %inteti>a evidencias o!tenidas mediante la experimentación para producir conclusiones * formular nuevas pre)untas $os servos son un tipo especial de motor de c.c. ue se caracteri>an por su capacidad para posicionarse de forma inmediata en cualuier posición dentro de su intervalo de operación. ara ello@ el servomotor espera un tren de pulsos ue se corresponde con el movimiento a reali>ar. 8stAn )eneralmente formados por un ampliBcador@ un motor@ un sistema reductor formado por ruedas dentadas * un circuito de realimentación@ todo en una misma caCa de peueas dimensiones. 8l resultado es un servo de posición con un mar)en de operación de &-,E aproximadamente. Actividades del alumno: (0eali>ar la lectura del presente archivo@ denominado@ %ervomecanismos@ resalta los textos ue consideres mAs importantes en color amarillo. ;on lo cual reali>ara su introducción del reporte semanal (8n euipos cola!orativos * empleando al)n tipo de papel )rueso * resistente@ di!uCara a escala real las distintas pie>as mecAnicas ue conformaran al !ra>o ro!ot@ para reali>ar una maueta previa * visuali>ar su armado. GArchivo: Planos de las piezas para construir un brazo robótico de 5 niveles.pdf H (6nsertara imA)enes como evidencia en su reporte de cada pie>a * conCunto de armado (0eali>ara su resumen personal Ilo ue aprendJI. 8nviara su reporte para caliBcación al correo:
[email protected] Unidad ! Semana " Servomecanismos! fecha de entre#a.$ "% de marzo de %0"& 4eteroevaluación@ serA acorde a la si)uiente lista de coteCo: -ista de cotejo
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Portada completa
0eali>a la introducción acorde al tema Su reporte trae su resumen personal "lo que aprendí" Inserta imágenes de la construcción de la base del brazo robot Inserta imágenes de la construcción del antebrazo Inserta imágenes de la construcción del Brazo Inserta imágenes de la construcción de la plataforma Inserta imágenes de la construcción de la Pinza Resuelve y da soluciones a problemas planteados en el diseo Realiza comentarios en el blog del profesor
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Producto: Planos y maquetas de las piezas del brazo Robot .
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