Mazo V2 Electrónica. Daniel Tello September 25, 2006

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1 Mazo V2 Electrónica Daniel Tello September 25, 2006 CAMPUS TECNOLÓGICO DE LA UNIVERSIDAD DE NAVARRA. NAFARROAKO UNIBERTSITATEKO CAMPUS TEKNOLOGIKOA Paseo de Manuel Lardizábal Donostia-San Sebastián. Tel.: Fax: Escuela Superior de Ingenieros Universidad de Navarra Ingeniarien Goi Mailako Eskola Nafarroako Unibertsitatea

2 Escuela Superior de Ingenieros Universidad de Navarra Ingeniarien Goi Mailako Eskola Nafarroako Unibertsitatea 1 Introducción El objetivo de este microrrobot luchador de sumo, aka Mazo, es sacar al oponente del ring y evitar que el oponente le saque a él. Mazo dispone de la siguiente sensorización para llevar a cabo su tarea: Detectar al luchador oponente, para lo que usa unos sensores de distancia de tipo analógico. Detectar la linea limitadora de la arena, para ello utiliza unos sensores digitalizados capazes de distinguir la linea del suelo. Detectar los impactos recibidos del oponente, para ello dispone de sensores digitales a los costados. La electrónica esta basada en un microcontrolador, el cual debe supervisar correctamente los sensores para generar las señales de control necesarias para que los drivers, unos puentes H, suministren la potencia a los dos motores DC que moverán las orugas de tracción. 2 Subcircuitos El circuito resultante del diseño puede dividirse, según la tarea que cumple, en los siguientes subcircuitos: Sensores de distancia: Se han seleccionado unos sensores de infrarojos GP2D12 que son capaces de medir hasta 80 centimetros. Estos sensores tienen una salida analógica en función de la distancia. El valor máximo de salida es de 2,6 voltios aproximadamente a 10 centimetros. Si el objeto esta más cerca o más lejos, este valor de tensión disminuye de forma no lineal. A 80 centimetros el valor de salida del sensor es de 0,4 voltios. Se le han añadido 2 condensadores para mejorar el funcionamiento. Uno es para eliminar ruido en la alimentación, el otro es para estabilizar la tensión de salida. Estos sensores no se ven excesivamente afectados por las caracteristicas de color y reflexión del elemento detectado. Sensores de impacto: Se han utilizado unos finales de carrera, con un circuito para eliminar rebotes. La señal resultante del circuito es de un 0 lógico cuando detecte un impacto. Estan conectados a unas patas del microcontrolador capazes de producir una interrupción cuando cambia su estado. 2 SUBCIRCUITOS 2

3 Escuela Superior de Ingenieros Universidad de Navarra Ingeniarien Goi Mailako Eskola Nafarroako Unibertsitatea Sensores de linea: Se han utilizado unos sensores de infrarrojos CNY70, compuestos por un fotodiodo y un fototransistor. Se ven afectados por el las caracteristicas de color, reflexión y distancia del elemento reflectante. Ya que sólo se ha de distinguir la linea negra del ring blanco, se digitaliza la señal, mediante unos inversores schmith-trigger, de forma que tengamos un 0 lógico a la entrada del microcontrolador cuando detectemos la linea. Drivers para motores: Debido a la potencia requerida por los motores, se utilizan unos drivers LMD18200 que se encargan de procesar las señales provenientes del microcontrolador. Este driver es un puente H, capaz de suministrar hasta 3 amperios y 55 voltios. Se utilizan dos señales para gobernar la salida al motor, una para introducir la señal PWM que determina la tensión aplicada al motor y otra para la dirección de la corriente. Como salidas, además de la conexión al motor, dispone de otra que indica el consumo de intensidad. Esta señal analógica es lineal y resulta en una tensión de 5 voltios en la entrada analógica del microcontrolador para un consumo del motor de 1 5 Amperios. Microcontrolador y circuitería auxiliar: El microcontrolador utilizado es un PIC16F873, un RISC de 8 bits que trabaja a 4 Mhz. Se le ha conectado un circuito oscilador para mejorar la precisión en el control del tiempo. También se han llevado las conexiones mínimas necesarias para conseguir una comunicación RS232 a un conector. Circuito de alimentación: Consta simplemente de un estabilizador de tensión, y además de un divisor de tensión para monitorizar la tensión de las baterias. Esta señal se ha conectado a otra de las entradas analógicas del microcontrolador y tiene una relación de V/3.9. Señalización: Se han añadido 2 LEDs a la salida del microcontrolador que pueden utilizarse libremente, por ejemplo para comprobar el funcionamiento del programa. 3 Esquema electrónico y datasheets Resulta facil encontrar los datasheets de los componentes utilizados en la www. Por lo que sólo se suministra el esquema electrónico y algunas caracteristicas de los componentes. 3 ESQUEMA ELECTRÓNICO Y DATASHEETS 3

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