ESTA SEMANA TRABAJAREMOS DE LA SIGUIENTE MANERA:
PARA EL DÍA LUNES 27 DE MARZO COMPRAR EL MATERIAL QUE LES HAGA FALTA E IMPRIMIR Y PEGAR EN LA LIBRETA LA PRÁCTICA SIGUIENTE:
“CIRCUITO
SEGUIDOR DE LÍNEAS”
OBJETIVO:
Ensamblar un
circuito seguidor de líneas y utilizarlo en un prototipo robotico.
ASPECTOS
TEÓRICOS
Una clema es un tipo de conector eléctrico en el que un cable se
aprisiona contra una pieza metálica
mediante el uso de un tornillo. Al
cable a veces simplemente se le retira el aislamiento exterior en su extremo, y en
otras ocasiones se dobla en forma de U o J para ajustarse mejor al eje del
tornillo. Alternativamente, al cable se le puede crimpar un terminal para
protegerlo. También se usan prisioneros, pero no son adecuados para su uso con
los terminales, ya que no encajan. En cualquier caso, se ha de apretar un
tornillo para asegurar la conexión.
Un optoacoplador, también llamado optoaislador
o aislador acoplado ópticamente, es un dispositivo de emisión y recepción que
funciona como un interruptor excitado mediante la luz emitida por un diodo LED que satura un componente optoelectrónico, normalmente en forma de fototransistor o fototriac. De este modo se
combinan en un solo dispositivo semiconductor, un fotoemisor y un fotorreceptor
cuya conexión entre ambos es óptica. Estos elementos se encuentran dentro de un
encapsulado que por lo general es del tipo DIP. Se
suelen utilizar para aislar electricamente a dispositivos muy sensibles.
El CNY70 es un sensor de infrarrojos de corto alcance
basado en un emisor de luz y un receptor, ambos apuntando en la misma
dirección, y cuyo funcionamiento se basa en la capacidad de reflexión del
objeto, y la detección del rayo reflectado por el receptor.
Es importante
fijarse bien en el lateral donde aparece el nombre del sensor, para identificar
correctamente cada uno de los pines.
MATERIAL
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Cantidad
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Descripción
POR ALUMNO
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2
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Optoacopladores
CNY70 (sensores)
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2
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Transistores
BC547
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2
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Transistores
BC557
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2
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Transistores
BD140
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3
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Clemas o
borna de conexión de c.i. 13mm x 5mm
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2
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Resistencias
de 680 Ohm a ½ watt
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2
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Resistencias
de 10 kOhm a ½ watt
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2
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Resistencias
de 2k2 ohm a ½ watt
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1
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Porta pilas
R6
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1
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Interruptor
deslizante 1polo-1tiro
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1
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protoboard
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1
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Metro de
alambre para protoboard No.22
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2
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Motores de
C.A. con reducción 207:1 para 42 r.p.m. a 4.5 volts.
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f) PROCEDIMIENTO
1.-
verificar que se cuente
con el material solicitado para la práctica.
2.- En el protoboard, armar con cuidado
el circuito del diagrama correspondiente.
3.- Al realizar las conexiones, tener
cuidado con colocar los sensores, ya que los pines vienen muy sensibles en la
parte que viene pegada al bloque.
4.- Verificar que entren bien al
protoboard, para que se tenga una buena conexión.
5.- conectar los demás componentes, de
acuerdo al diagrama, tener cuidado con las conexiones (polaridad).
6.- Una vez armado el circuito,
verificar nuevamente conexiones.
7.- Conectar la fuente de alimentación y
seleccionar 12 volts.
9.- Conectar la fuente de alimentación a
las terminales del protoboard.
10.- observa el circuito y desconéctalo.
11,. Leer lo siguiente para un mejor
ensamble.
El robot se compondrá de un circuito que podremos hacer fácilmente con
una placa de prototipos y 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 más 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 este
montaje se han utilizado dos motores con reductora, con una reducción 207:1
produciendo 42 rpm a 4,5V en el eje motriz. El trazado lo podremos hacer sobre
una cartulina blanca y para trazar las líneas usar cinta aislante negra o bien
preparar tramos rectos y curvos con una aplicación de diseño gráfico que se
recortarán y posteriormente se pegarán a la cartulina, 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. El ancho de las pistas debe ser el que formen los
dos sensores en línea.
DIAGRAMAS
FUNCIONAMIENTO
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 Ω, 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 CNY70 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 KΩ. 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 último 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.
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 lado 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.
LES RECUERDO QUE ESTA SEMANA ES SU EXAMEN BIMESTRAL.
