Laboratorio de Métodos Computacionales en Arq.232 LIMPIAPARABRISAS Ensamblaje y programación Fecha de Realización: miércoles 03 de octubre, 2012 Equipo: KLEE Integrantes: Carolina Aburto_ Katherine Cabezas_Camila Caviedes_Tamara Escobar_ Diego González_Carlos Zamora
Objetivo Construir el modelo estándar de un limpiaparabrisas utilizando piezas de lego y otros equipos electrónicos. Una vez armado, es necesario programar computacionalmente para lograr que la estructura imite fielmente el movimiento y ritmo de los limpiaparabrisas reales. Teoría Partes funcionales del modelo: batería, engranaje, pulsador, fototransistor. La batería (ver fig.1) es el elemento base del sistema, es la que proporciona energía a todo el mecanismo y de la cual depende el funcionamiento del mismo, le da potencia al motor (ver fig.2), el cual acciona el sistema de engranajes (ver fig.3) y ejes que permiten la movilidad de las barras limpiadoras (ver fig.4). El motor a su vez está restringido por los pulsadores (ver fig.5), los cuales determinan la activación del limpiaparabrisas y la velocidad con que se moverá. La batería además alimenta la lámpara, único elemento que funciona constantemente en el sistema y que en conjunto con el fototransistor (ver fig.6) son los encargados de detener el sistema periódicamente. De ésta forma cuando el fototransistor recibe un haz de luz detiene el funcionamiento del motor temporalmente, condición que se satisface solo si hay una distancia corta entre el sensor y la luz, y si la luz ambiente no es muy intensa. Suponiendo que todo funciona correctamente el sistema se mantiene en constantes ciclos repetitivos con diferencias de velocidad. (Ver esquema 1) Esquema 1 Fig 4. Barras Fig. 3 Engranaje Fig. 2 Motor Mét Fig. 5 Pulsador ( está debajo) Fig. 6 Fototransistor Fig. 1 Batería
El sistema de vaivén que utilizan los parabrisas impide que las barras giren en 360º dado que es necesario que estas se muevan en una zona de menor área, aproximadamente 180º. Esto se debe a que la parte inferior de las barras esta sujeta de manera móvil a una vara que al moverse de izquierda a derecha lleva consigo el movimiento de las barras haciendo que el extremo opuesto de estas formen un arco sobre los vidrios. Otro mecanismo que trabaja con barras son los relojes, aunque estos poseen un sistema diferente al parabrisas dado que necesita girar en 360º para indicar la hora. En este caso el minutero, tomando un ejemplo, esta fijo al centro de un engranaje que al girar mueve horizontalmente sobre un eje central al minutero.
Metodología y Desarrollo Se arma el modelo limpiaparabrisas con las piezas lego. Concluido el modelo se hace un algoritmo en el computador el programa Robo Pro. La programación se basa en (ver también figura1): 1. Se da inicio a la función que ejecuta el limpiaparabrisas cuando se enciende la luz a una intensidad de 8 y toma un tiempo de 0,5 segundos para elegir el camino a seguir. Se tiene 4 caminos. Camino 1: El pulsador L1 y L2 se encuentran sin presionar y ahí simplemente el limpiaparabrisas no se mueve, manda una señal para que el motor se apague. En caso de que el limpiaparabrisas estuviese funcionando lo para stop. Camino 2: Cuando está presionado L1 y L2 simultáneamente se activa el motor M1 y las barras limpiadoras se mueven a una velocidad 2 en un ciclo continuo. Camino 3: Si es presionado sólo el pulsador L1 se activa el motor M1 y las barras limpiadoras se mueven a una velocidad 2 en un ciclo continuo, pero a diferencia del otro funciona por medio del led (fototransistor). Como las barras del limpiaparabrisas se mueven y obstruyen el paso de la luz, el programa espera una secuencia de luz intermitencia (luz continuainterrumpida-continua). Cuando esto ocurre se envía una señal al motor para que pare y espere un tiempo de 5 segundos y comience otro ciclo. Camino 3: Se activa cuando es presionado L2 y manda una señal al motor para que se encienda, las barras limpiadoras se mueven infinitamente a una alta velocidad constante de 8.
Figura 1 Universidad Técnica Federico Santa María
Discusión Al construir el modelo se reconocieron una serie de piezas esenciales en su funcionamiento, principalmente la batería, la cual se encarga de proporcionar la energía necesaria para que el modelo funcione de manera correcta. El modelo se construyó y una vez ensambladas las piezas el modelo presentó fallas. Nuestro primer problema fue que el limpiaparabrisas se movía sin control, a pesar de la programación y el algoritmo definido en el computador, la primera conclusión que sacamos era que la intensidad de la luz del fototransistor era muy leve, pero lo que en realidad ocurría era que el espacio donde se encontraba el modelo recibía una alta intensidad de luz ambiental lo que hacía casi imperceptible el pestañeo. El problema se solucionó utilizando una luz de un teléfono celular más intensa (flash) la que era perceptible por el elemento y logró el funcionamiento correcto del modelo. Como segundo problema y en el mismo ámbito de la captación lumínica se encuentra el proceso de cambio de velocidad; al rotar la manilla a un nivel de velocidad mayor, aumenta la frecuencia del mecanismo, pero inversamente al ir bajando el nivel de velocidad la frecuencia se estancaba en el último nivel usado, permaneciendo en la misma, incluso en el nivel 0 (donde no debiera haber actividad de movimiento), esto se debió a la mala señal y captación de luz, puesto que el programa no puede hacer el cambio de nivel al no percibir la señal y queda pegado en el ultimo nivel imposibilitando que el sistema continúe un ciclo normal. Así se comprueba como la intensidad de la luz puede causar diferentes problemas al momento de programar el robot y que este ejecute las órdenes propuestas.