miércoles, 21 de noviembre de 2012

Carros seguidores de lineas.

Dentro de los sistemas mecatrónicos más interesantes se encuentran los robots, maquinas autónomas diseñadas para cumplir una tarea específica.

Un carro seguidor de línea lo podríamos definir como la unión de varias tecnologías como lo son mecánica, sensores y electrónica, con la correcta implementación de cada una podemos obtener resultados sorprendentes...
Pues bien para muchos estudiantes su primer proyecto robótica pueden ser el tan conocido carro seguidor de línea. "Cosas de Mecatrónica" te trae el proceso de diseño y construcción de un carro seguidor de línea, para que superes esta etapa y puedas seguir con proyectos mucho mas desafiantes.

Muchas veces vemos videos como este y nos preguntamos como funciona, en el siguiente artículo veremos como construir un carro seguidor de línea en 3 pasos.

1 MECÁNICA


  • CHASIS
El chasis del carro seguidor de línea es la estructura destinada a brindarnos la movilidad, para su construcción se debe elegir un material resistente (acrílico, madera, lámina metálica, etc.) que soporte el peso de la batería, el sistema de control, los motores y los sensores. El diseño del chasis determina el ancho, largo y alto del carro.

  • MOTORES
motorLos motores muestran la potencia y la velocidad con que se va a mover el carro, se suele utilizar motores con caja reductora que nos garanticen un buen torque, para el carro se necesitan dos motorreductores.





  • RUEDA LOCA
ruedaLa dirección del carro en la curvas y en las rectas se encuentra guiada por una rueda loca se coloca en la parte trasera del chasis.




  • LLANTAS
llantaLas llantas deben ser preferiblemente de caucho, garantizando buena adherencia a la pista.





  • BATERIA
bateriaAl momento de escoger la batería es necesario saber a que voltaje y a que amperaje se va a trabajar, los elementos que consumen mayor amperaje en el carro son los sensores y los motores; con a mayor voltaje obtenemos mayor velocidad para los motores.







Teniendo estos componentes ahora hay que dar rienda suelta a la imaginación para diseñar una estructura resistente, llamativa y liviana con las cargas bien distribuidas.
carro_frontal


2 SENSORES


En el artículo Sensor infrarrojo con detector de tonos puede implementar un sensor con frecuencia modulada y libre de interferencias.
Los sensores ópticos del carro son las entradas de señal de ellos depende el movimiento de los motores del carro.

  • SENSOR ÓPTICO AUTO-REFLEX
En un artículo anterior se mostro un sensor infrarrojo con un seguidor de voltaje, en este articulo vamos a trabajar con un transistor 2N3904 (NPN) en reemplazo del seguidor de voltaje.
sensor1


ESTADO SENSOR LED INDICADOR SALIDA SEÑAL COLOR DE LA PISTA
Sensa Apagado 3,8V Blanco
No sensa Encendido 0V Negro

En el artículo de Sensor infrarrojo pueden informarse acerca del LED INFARROJO, EL FOTODIODO, LAS RESISTENCIAS; en el presente artículo veremos:

¿Por qué un transistor 2N3904?
El transistor está compuesto por una base, un emisor y un colector:
transistorBase: Se encuentra precedida por una resistencia de 1KΩ a 1/2W recomendada por el fabricante para que llegue la corriente adecuada a la base y esta pueda ser excitada.
Emisor: Se conecta a 0V
Colector: Se encuentra precedido por un LED INDICADOR con su respectiva resistencia y está conectada a 5V.
En el momento que a la base llega corriente esta conmuta y hace unión entre el colector y la base haciendo que el LED INDICADOR encienda y se obtenga un voltaje en la señal de salida (3,8V).


  • ACONDICIONAMIENTO DE SEÑAL
Para la realización del carro seguidor de línea necesitamos de cuatro sensores:
- 2 sensores, fieles a la línea negra
- 2 sensores, el carro se detiene en el cuadro negro
sensoressensor_2
Los sensores se deben ubicar en la estructura del carro, ojala con un sistema para su desplazamiento y graduación de altura tanto del emisor como del receptor.

3 ELECTRÓNICA

78xx
  • CONTROL DE VOLTAJE
Si se trabaja con una batería de 12V ó superior a 5V es necesario utilizar reguladores de voltaje. Los sensores y circuitos integrados que controlan el carro consumen 5V y como se tiene una batería superior a 5V se utiliza un regulador de voltaje puede ser un 7805 con su respectivo disipador.
Por el pin 1 entra el voltaje de la batería, el pin 2 va a 0V de la batería y por le pin3 obtenemos 5V.


  • ACONDICIONAMIENTO DE SEÑAL
74sl04La finalidad de este proyecto es la de un carro seguidor de línea negra en fondo blanco si evaluamos la tabla que nos entrega los sensores, estos censan cuando están en color blanco, la mayoría de la pista es de color blanco, sería mejor acondicionar la señal para que los sensores censen en color negro para esto debemos invertir la señal de los sensores con una compuerta veamos:
Utilizamos el integrado 40106 que además de ser inversora es un disparador Smith Trigger que mediante la entrada de un voltaje entre el rango de 0V a 5V este nos convierte esta señal en una señal digital pura.
  • PARAR EN CUADRO NEGRO DE 120mm x 120mm
Para esto necesitamos la señal de salida de los cuatro sensores sin invertir sus salidas de señal, vamos a utilizar una tabla de verdad y mapas de karnaugh para hallar el circuito lógico:
El carro debe parar en el cuadro negro cuando los cuatro sensores estén en estado No censa (0 lógico) y con esto los motores deben estar con 0V

Sensores línea
negra
Sensores cuadro Motor







Centro
izquierda
CI

Centro
Derecha
CD

Inferior
Izquierda
II

Inferior
Derecha
ID
Izquierda
MI
Derecha
MD








0 0 0 0 0 0







0 0 0 1 1 1







0 0 1 0 1 1







0 0 1 1 1 1







0 1 0 0 1 1







0 1 0 1 1 1







0 1 1 0 1 1







0 1 1 1 1 1







1 0 0 0 1 1







1 0 0 1 1 1







1 0 1 0 1 1







1 0 1 1 1 1







1 1 0 0 1 1







1 1 0 1 1 1







1 1 1 0 1 1







1 1 1 1 1 1







MI =ID + II + CI + CD



logica


Nota: La ecuación que se utiliza para el motor izquierdo (MI) es la misma que se utiliza para el motor derecho (MD)
Para este circuito utilizamos una compuerta OR de tecnología TTL, como la 74LS32. Aquí está la configuración de pines
74ls32

  • CONTROL DE MOTORES

Veamos lo siguiente teniendo en cuenta:
- 0     No censa línea negra
- 1     Censa línea negra
- SR   Sentido manecillas del reloj
- IR    Inverso sentido manecillas del reloj

Sensor de línea negra Motor Dirección
Centro
Izquierda
CI
Centro
Derecha
CD
Izquierdo
MI
Derecho
MD
Carro
0 0 IR IR Reversa
0 1 SR IR Curva derecha
1 0 IR SR Curva izquierda       
1 1 SR SR Adelante

Para esto vamos a utilizar el driver para motores L293B que maneja señales de control para nuestro caso son los sensores y a partir de esta se puede controlar hasta 2 motores y su sentido de giro a través de un puente H.
Este integrado en su pin1 y pin9 maneja el Enable (habilitador), si es un 1 lógico habilita el canal para que el motor gire pero si es un 0 lógico inhabilita el canal evitando que el motor gire.
l293b


Recordaran que hicimos un circuito para que el carro pare en el cuadro negro, la señal de salida de ese circuito se lo mandamos tanto al pin1 como al pin9 y con esto logramos que el carro seguidor de línea pare en el cuadro negro de 120mm x 120mm.

Ahora uniremos todo lo visto durante el paso 2 (SENSORES) y el paso 3 (ELECTRÓNICA) un plano del circuito del carro seguidor de línea.
plano
regulacion
sensor2
potencia1

viernes, 9 de noviembre de 2012

MACROS EN HOJA DE CÁLCULO

1.¿Que es un macro?
Es una serie de instruciones que se almacenan para que se puedan ejecutar de manera secuencial mediante una sola llamada u orden de ejecución.

2. ¿Como se crea un macro?

Para automatizar una tarea mediante una macro básicamente se necesitan los siguientes elementos:   

1- un espacio de trabajo donde escribir las instrucciones o rutinas que harán esas tareas: el Editor de Macros. A este espacio se accede desde menú Herramientas, Macros, Editor o con el atajo de teclado Alt+F11.
En versión 2007, activar la opción Programador de la Cinta de Opciones.
Una vez en ese 'espacio', escribiremos o copiaremos las rutinas en:
a- alguno de los objetos (hoja o libro) que seleccionemos con doble clic en el panel de Objetos que se encuentra a la izquierda del Editor.
b- insertando módulos
c- o insertando formularios personales o Userforms. 
2- una acción que hará que la tarea programada se ejecute. A esto llamamos  'Eventos' que inician una macro y pueden ser: abrir o cerrar un libro, entrar o salir de una hoja, cambios o selección de celdas, antes de imprimir o guardar, el 'clic' en un botón de comando, al presionar un atajo de teclado, y otros más.   
3- un lenguaje de programación. En Excel utilizamos VBA (Visual Basic para Aplicaciones)
4- Ocasionalmente un formulario donde trabajar para luego volcar los resultados en las hojas: llamados Userforms.

3. ¿Para que sirven?
Nos permite automatizar ciertas tareas que la aplicación no contempla desde las herramientas de la hoja. 

4. Ejemplos 
http://www.youtube.com/watch?v=B0VtPsmMQy0
http://www.youtube.com/watch?v=sZsYwubmxLA&feature=fvwrel

martes, 11 de septiembre de 2012

Web Quest

El webquest es un modelo de aprendizaje extremadamente simple y rico para el uso educativo del internet, este modelo fue creado en 1995 por BERNIE DODGE y cuenta con mas de 4000 paginas en internet con propuestas educadoras de varios países del mundo de acuerdo a su creador el webquest es un programa de  investigación/inagacion  y se enfoca a que los estudiante puedan obtener la mayor información posible, hay tres tipos de webquest:

webquest a corto plazo:
es la adquisición e integración  de información

webquest a largo plazo:
implica el mayor numero de tareas mas profundas y elaboradas suele terminar con una presentación en diapositivas


miniquest:
solo se consideran tres pasos: escenario tarea y producto pueden ser construidas por docentes experimentados en internet en 3 o 4 horas  

miércoles, 5 de septiembre de 2012

MIS EXPECTATIVAS

* este año espero reafirmar los conocimientos que ya tenia
*quiero aprender nuevas cosas que pueda utilizar despues
*espero excentar :D
*obtener una buena nota :)