MAXWELL ROBOT SEGUIDOR DE LINEA

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Andrea Aranda Toledo
hace 10 años
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1 MAXWELL ROBOT SEGUIDOR DE LINEA Carlos Mauricio Márquez Lozano Universidad Pontificia Bolivariana Seccional Bucaramanga Kilómetro 7 vía a Piedecuesta [email protected] Resumen: MAXWELL, es un seguidor de línea basado en los principios de direccionamiento y programación de una memoria EPROM, a partir de unos valores lógicos en sus entradas dados por los sensores infrarrojos ubicados en la parte delantera e inferior de este. Palabras Claves: Memoria EPROM, Puente H, Seguidor de Línea, Sensores, Servomotor.

com Resumen: MAXWELL, es un seguidor de línea basado en los principios de direccionamiento y programación de una memoria EPROM,

2 1. INTRODUCCIÓN Este seguidor de línea, nace por la necesidad de aplicar los conocimientos adquiridos en la materia Digitales I, y así observar claramente la infinidad de aplicaciones y procesos que se pueden obtener a partir de la teoría de esta materia. 2. MATERIALES, COMPONENTES Y FUNCIONAMIENTO 2.4. Estructura La estructura de este Robot fue realizada en balso debido a que se buscaba ligereza en este para su rapidez; y la resistencia y solidez de este se fue logrando a partir de la organización optima y compacta de los componentes electrónicos que lo conforman Materiales - 4 Baterías - 2 Servomotores dvs - Balso - Rueda Loca 2.2. Componentes - Memoria EPROM M27C256B - puente H LB sensores QRD amplificadores operacionales LM358 - CI potenciómetros de 10K - 4 resistencias de 10K - 4 resistencias de 220Ω Fig. 1. Seguidor de Línea Diagrama de Bloques SENSOR QRD 1114 AMPLICADOR LM 358 CI 74LS14 Fig. 2. Seguidor de Línea Parte Mecánica CI Servomotores estándar marca dvs, cada uno acoplado a una llanta con un diámetro de 7.4 cm. MEMORIA EPROM M27C256 PUENTE H LL1649 SERVOMOTORES

Estructura La estructura de este Robot fue realizada en balso debido a que se buscaba ligereza en este para su rapidez; y la resistencia y solidez de este se fue logrando a partir de la organización

3 Fig. 3. Servomotor. - 1 rueda loca que da un tercer punto de apoyo, facilita el desplazamiento y hace más eficientes los giros del seguidor en las curvas. Fig. 5. Baquelita Universal superior. Fig. 4. Rueda Loca. 1 rueda loca que da un tercer punto de apoyo, facilita el desplazamiento y hace más eficientes los giros del seguidor en las curvas Parte Mecánica 2 Baquelitas Universales donde: A las dos Baquelitas llegan 5 volts para la alimentación de los circuitos que están en estas. En la primera baquelita, se encuentra la memoria EPROM M27C256B, utilizada para guardar los valores lógicos que serán las entradas del puente H; la memoria se direcciona con los valores lógicos leídos por los sensores QRD Fig. 6. Baquelita Universal posterior. En la segunda Baquelita Universal se encuentra toda la circuitería de los sensores utilizada para optimizar y asegurar los valores lógicos entregados por estos. Los sensores QRD 1114 utilizados en el seguidor; tienen forma de cubo y presentan cuatro pines; este sensor, aloja en su interior un diodo emisor de infrarrojos que trabaja a una longitud de onda de 950 nm. y un fototransistor; estando ambos dispuestos en paralelo y apuntando en la misma dirección. La salida de este dispositivo es analógica y proporcional a la cantidad de luz reflejada (negro: 5V y Blanco: 0V). Observar figura número 10 y 11. La configuración de este puente H requirió de 2 diodos de 5.0 volts para su desempeño eficaz y de la utilización de condensadores 103, conectados en paralelo con los servomotores.

Parte Mecánica 2 Baquelitas Universales donde: A las dos Baquelitas llegan 5 volts para la alimentación de los circuitos que están en estas.

4 Fig.7. Sensor QRD Como el voltaje medido entre la salida del sensor y tierra no fue exactamente 5 volts, se utilizó un amplificador Operacional LM358, el cual, es un circuito integrado con dos amplificadores operacionales independientes de alta ganancia, que trabaja en un rango amplio de voltajes entre 3 y 32V; y su corriente máxima de salida es 40mA.Observar figura número 7. Fig.9. CI 74LS14. Fig.8 Amplificador Operacional LM358. El amplificador operacional, funciona como un comparador de voltaje; el voltaje de entrada uno, que viene de la salida del sensor, se compara con un segundo voltaje que viene del potenciómetro; y esta comparación genera una ganancia de voltaje que me garantiza un voltaje cercano a 5 volts para tener una salida lógica de 1. También, se utilizó el CI 7414 que trabaja como un inversor lógico; la función de este CI radica en que genera un cambio rápido en la señal de entrada; así que el seguidor, va a reaccionar más rápidamente respecto a la lectura de la trayectoria que realizan los sensores. Como la salida del CI7414 es una salida negada, se utilizó un CI 7404 (Compuerta lógica NOT) para negar de nuevo la salida del amplificador, y así obtener aproximadamente 5 volts cuando los sensores reconocen la línea negra y 0 volts cuando los sensores están en la zona blanca de la pista. Fig.10. CI Funcionamiento Para la implementación y el desarrollo del funcionamiento del seguidor de Línea se tuvieron en cuenta los conocimientos adquiridos en clase sobre direccionamiento y programación de Memorias; por lo que, la configuración del seguidor de línea está determinada así: Los sensores leen 5 volts o un 1 lógico al estar sobre la línea negra y 0 volts, o un 0 lógico al estar fuera de ella. Estos valores lógicos direccionan la memoria y a partir de ese direccionamiento, esta va a entregarle al puente H un valor lógico ya almacenado anteriormente; y este valor lógico leído le va a dar el sentido de movimiento a los servomotores.

operacionales independientes de alta ganancia, que trabaja en un rango amplio de voltajes entre 3 y 32V; y su corriente máxima de salida es 40mA.Observar figura número 7. Fig.

5 Se le agradece al profesor Carlos Gerardo Hernández por la motivación y la nueva proyección que da al estudiante en cada una de sus clases. REFERENCIAS [1] Datasheet de memoria EPROM M27C256B. [2] Datasheet Puente H LB1649. [3] Datasheet sensor QRD [4] Datasheet amplificador operacional LM358. [5] Datasheet compuerta NOT Fig.11. Seguidor de Linea. Tocci, Ronald J. Sistemas digitales: rpncipios y aplicaciones. México, Prentice Hall, 1993 Fig.12. Seguidor de Linea. 3. CONCLUSIONES - Con este proyecto se logró la vivencia propia de los conocimientos y la teoría que se adquirió en clase debido a la construcción y diseño de los circuitos del seguidor de Línea y su correcto funcionamiento. - La respuesta de la memoria EPROM ante una entrada determinada de direccionamiento es casi inmediata, generando una alta rapidez de respuesta en movimiento del seguidor. - La organización y óptima distribución de los componentes del circuito es muy relevante en la estructura del seguidor debido ya que facilita su manejo, su construcción y genera gran facilidad a la hora de que sea necesario optimizar o mejorar alguna característica de este. RECONOCIMIENTOS

Sistemas digitales: rpncipios y aplicaciones. México, Prentice Hall, 1993 Fig.12. Seguidor de Linea. 3.

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