Seguidor De Linea Negra

ÍNDICE

1. MARCO CONCEPTUAL

2. DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA

3. ANÁLISIS DE ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN

4. DESCRIPCIÓN DE LA SOLUCIÓN ELEGIDA

5. CÁLCULOS, PRUEBAS Y RESULTADOS

6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

7. BIBLIOGRAFÍA

8. ANEXO 1: HOJAS TÉCNICAS RELEVANTES

9. ANEXO 2: CÓDIGO DE PROGRAMAS

Introducción

En la electrónica una de las áreas más importantes es la de la robótica, donde podemos encontrar robots y maquinas autónomas los cuales están diseñadas para cumplir una tarea específica, empleándose en la actualidad en diversos campos para facilitar o incluso realizar completamente las tareas humanas de mayor riesgo y esfuerzo las cuales puede ser perjudicial para el hombre y atentar contra su salud.

El proyecto planteado es modificar es un robot seguidor de líneael cual tiene como tarea fundamental el desplazamiento sobre una línea de color negro la cual sirve como camino de nuestro robot

Entre las aplicaciones existentes para un robot seguidor de línea se encuentra el transporte de materiales en una industria, exploración de áreas que atentan contra la saludad humana, permitiéndonos de cierta manera la importancia de la tecnología para la vida.

1. Marco Conceptual

1.1 PIC

Un microcontrolador, es un circuito integrado programable que contiene los elementos necesarios para controlar un sistema. PIC significa Peripheral Interface Controler es decir un controlador de periféricos.

Cuando hablamos de un circuito integrado programable que controla periféricos, estamos hablando de un sistema que contiene entre otras cosas una unidad aritmético-lógica, unas memorias de datos y programas, unos puertos de entrada y salida, es decir estamos hablando de un pequeño ordenador diseñado para realizar unas funciones específicas.

Vienen en diferentes familias PIC8, PIC16, PIC32 y en diferentes encapsulados, el 8, 16 y 32 se refiere al número de bits que es capaz de manejar, mientras más bits maneja más caro es y mientras más funciones tenga más aumenta su precio.

Figura N°01: Diagrama de un PIC

Características:

• Alimentación: el PIC se alimenta a 5 V entre los puntos VDD (+) y VSS

• Frecuencia de trabajo: el PIC necesitan un reloj oscilador que marcará la frecuencia de trabajo. Estos osciladores pueden ser del tipo:

RC: Formado por una resistencia y un condensador

HS: se utiliza un cristal de cuarzo o resonador cerámico (Hasta 10 Mhz)

XT: Cristal o resonador hasta 4 Mhz

LP: Bajo consumo (hasta 200Khz)

Los osciladores se colocan entre las patillas OSC1 y OSC2

• Puertos de ENTRADA/SALIDA: Los puertos son entradas y salidas del microcontrolador al exterior, por ellas enviamos o introducimos señales digitales TTL (5V) de forma que podemos comunicar el microcontrolador con el exterior.

• Memoria ROM: Memoria de sólo lectura

• Memoria RAM: Memoria de acceso aleatorio

Figura N°02: Bloques del PIC

El PIC utilizado para nuestro seguidor de líneas es el PIC18F4550.

1.2 Puente H

En un motor de corriente continua, su sentido de giro viene dado por la conexión que se le haga a sus bornes. Entonces para hacer que el seguidor vaya hacia adelante o hacia atrás, bastará con invertir la polaridad del motor que mueva sus ruedas

Figura N°04: Esquema funcionamiento de un puente H

Cuando conectamos un motor como en el gráfico de la Figura N°07, girará en un sentido u otro, o se parará según la combinación de los interruptores, el puente H hace lo mismo con la diferencia de que el control se realizará digitalmente y los interruptores mecánicos se reemplazarán por transistores PNP y NPN. De modo que se puede controlar el motor de una forma muy precisa, y con cambios giro/parada a una velocidad muy elevada, pudiendo controlar la velocidad de giro por una señal PWM (Pulse Width Modulation o Modulación por Ancho de Pulsos).

En el circuito de abajo vemos un Puente H de transistores; esta configuración es una de las más utilizadas en el control de motores de CC cuando es necesario que se requiera invertir el sentido de giro del motor.

Figura N°05: Puente H con transistores

Aplicando una señal positiva en la entrada marcada AVANCE se hace conducir al transistor Q1. La corriente de Q1 circula por las bases, de Q2 y Q5, haciendo que el terminal a del motor reciba un positivo y el terminal b el negativo (tierra).

Figura N°06: Circuito para avance

Si en cambio se aplica señal en la entrada RETROCESO, se hace conducir al transistor Q6, que cierra su corriente por las bases, de Q4 y Q3. En este caso se aplica el positivo al terminal b del motor y el negativo (tierra) al terminal a del motor.

Figura N°07: Circuito para retroceso

Para el seguidor utilizaremos el circuito integrado L298 en vez de construir el puente H con transistores y diodos, todo esto integrado en un módulo de doble puente H.

Figura N°09: Módulo de doble puente H con integrado L298

• SENSOR CNY70

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.

Estos funcionan dependiendo de la luz reflejada por un cuerpo (en este caso la línea de color negro); teniendo en cuenta que el color negro absorbe las longitudes de onda, por lo tanto decimos que no la refleja, mientras el color blanco las refleja todas, haciendo una diferencia de voltaje generada por el receptor que se activara o desactivara dependiendo del color de la superficie en la que se refleje.

Se recomienda colocar los sensores a una distancia entre 0.3mm como mínimo o 5mm como máximo

Figura N°10: Funcionamiento del CNY70

Figura N°11: Detalles del CNY70

• MOTOR DC

El motor de corriente continua es una máquina que convierte la energía eléctrica en mecánica, principalmente mediante el movimiento rotativo. Esta máquina de corriente continua es una de las más versátiles en la industria. Su fácil control de posición, par y velocidad la han

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