1
CAPITULO 1
1.1 INTRODUCCION
1.1.1 LA ROBÓTICA
La robótica móvil es una de las aplicaciones más interesante de la electrónica.
El principio fundamental de un robot móvil es el desplazamiento en un
ambiente conocido o desconocido, por lo tanto es necesario conocer la
arquitectura con la cual funciona, para este tipo de autómatas la arquitectura
utiliza es la híbrida que esta constituida por tres capa que son: capa de
inteligencia (Nivel de control), capa unificadora (Nivel Físico), capa de sensado
(Nivel sensorial). Estos autómatas tienen una amplia gama de aplicaciones
entre las que se tiene entretenimiento diversión y distracción, buscador de
fisuras y grietas en túneles, rastreo de salidas en caso de derrumbes.
Una aplicación destacable se encuentra en un sofisticado puerto de descarga
en Inglaterra, en donde la carga proveniente de los barcos, se transporta en
robots móviles del tamaño de un autobús, siendo esta operación totalmente
controlada.
Todo esto en base a materiales descartables, de un ATMEGA 16,
fotorresistencias, motores de continua, una caja reductora, con su adecuado
programa de control que se describirá en el presente trabajo. La función
principal del robot es ser orientada por medio de una fuente de luz, cuando este
se encuentra en entornos cerrados.
Este proyecto nace de la iniciativa de utilizar lo ya investigado para darle una
nueva aplicación que pueda ser de utilidad a la humanidad.
2
1.2 DEFINICIONES BÁSICAS
1.2.1 Robótica Industrial: Es la parte de la ingeniería que se dedica a la
construcción de máquinas capaces de realizar tareas mecánicas y repetitivas
de una manera muy eficiente y con costes reducidos.
1.2.2 Robótica de Servicio: Es la parte de la ingeniería que se centra en el
diseño y construcción de máquinas capaces de proporcionar servicios
directamente a los miembros que forman sociedad.
1.3 ROBOTS SEGUIDORES DE LUZ
Son robots que están diseñados e implementados para detectar un punto
emisor de luz que son detectados por los sensores de luz (fotorresistencias), el
ángulo de detección es de 60º frontales.
Las fotorresistencias varían su resistencia interna en función de la luz que
incida sobre ellas, esta variación es inversamente proporcional a la luz
detectada (menos luz más resistencia). La resistencia y el potenciómetro de
precisión actúan como divisores de tensión al estar en serie con la
fotorresistencia. El potenciómetro de precisión servirá para regular la intensidad
de la luz ambiente que incida sobre la fotorresistencia, ya que se deberá igualar
la resistencia producida por este al recibir la luz ambiente con la del
potenciómetro de precisión para que el carro no camine. Este procedimiento se
lo llama encerado.
1.4 ARQUITECTURA HIBRIDA DE TRES CAPAS
Esta cuenta con tres capas, tienen un orden jerárquico de acuerdo a la función
que realizan, son llamadas capas de sensado y control, capa unificadora y
capa de inteligencia cada una de ellas cuneta con un conjunto de clases.
3
Diagrama de arquitectura de 3 capas
1.4.1 Capa de censado y control
Se encuentra en contacto directo con el Hardware, también se la puede llamar
capa primitiva por nivel tan bajo en donde trabaja. Tiene dos clases:
1.4.1.1 Motor.- Esta es una abstracción útil de los atributos y funciones de
un motor. Su principal objetivo es manejar el motor de forma cohesiva y con
un bajo acoplamiento.
1.4.1.2 Sensor.- Esta clase es también una abstracción pero ahora de las
características y funciones de un sensor.
1.4.2 Capa Unificadora
Sirve de intermediario (middleware), entre la capa primaria y la capa de
inteligencia, se encarga de recibir los datos la inteligencia y pasarlos a la capa
primitiva, de manera que ella los entienda para que los ejecute. Esta formada
por las siguientes clases:
1.4.2.1 Detector de meta.- Hace uso de la clase sensor ya que depende del
sensor para funcionar, como su nombre lo dice su objetivo más importante
de esta clase es identificar la meta.
1.4.2.2 Detector de intersección.- Detecta las bifurcaciones que se
encuentran en el camino, utiliza la clase sensor.
4
1.4.2.3 Controlador.- Utiliza la clase seguidor de luz para evitar que el robot
se desvíe de la luz. Además se encarga de controlar los motores.
1.4.3 Capa de inteligencia
Es la capa encargada de procesamiento de alto nivel, desarrolla las estrategias
para seguir la luz.
1.4.3.1 Modelo status.- se encarga de proporcionar el estado actual del
robot en un momento dado.
1.4.3.2 Estrategia.- utiliza la clase status ya que esta aporta la estrategia y
estado del robot, esta es la parte ordena al controlador las acciones que
debe tomar.
1.5 DISTRIBUCIÓN DEL ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO
El espectro electromagnético se puede organizar de acuerdo con la frecuencia
correspondiente de las ondas que lo integran, o de acuerdo con sus longitudes.
Hacia un extremo del espectro se agrupan las ondas más largas, como las
correspondientes a frecuencias de sonidos que puede percibir el oído humano,
mientras que en el otro extremo se agrupan las ondas extremadamente más
cortas, pero con mayor energía y mayor frecuencia en hertz, como las
pertenecientes a las radiaciones gamma y los rayos cósmicos.
En la siguiente ilustración se puede observar la distribución de las ondas dentro
del espectro electromagnético.
A.- Frecuencia de la corriente eléctrica alterna industrial y doméstica. B.-
Frecuencias audibles por el. Oído humano. C.- Espectro radioeléctrico (incluye
5
las microondas). D.- Rayos infrarrojos. E.- Espectro de. Luz visible por el ojo
humano. F.- Rayos ultravioletas. G.- Rayos-X. H.- Rayos Gamma. I.- Rayos.
Cósmicos.
1.6 TRANSMISIÓN INALÁMBRICA
1.6.1 MEDIOS NO CONFINADOS O DE TRANSMISIÓN INALÁMBRICA
En medios no confinados, tanto la transmisión como la recepción se llevan a
cabo mediante antenas. En la transmisión, la antena rodea energía
electromagnética en el medio (normalmente el aire), y en la recepción la antena
capta las ondas electromagnéticas del medio que la rodea.
Hay dos configuraciones para la emisión y recepción de esta energía:
direccional y omnidireccional. En la direccional, la antena de transmisión emite
toda la energía concentrándola en un haz que es emitido en una cierta
dirección, por lo que tanto las antenas el emisor como el receptor deben estar
perfectamente alineados. En el método omnidireccional, la antena emite la
radiación de la energía dispersadamente (en múltiples direcciones), por lo que
varias antenas pueden captarla. Cuanto mayor es la frecuencia de la señal a
transmitir, más factible es confinar la energía en un haz direccional (la
transmisión unidireccional).
6
1.6.2 ANTENA DIRECCIONAL
En el estudio de las comunicaciones inalámbricas, se van a considerar tres
rangos de frecuencias.
1.6.2.1 Antena
Conjunto de conductores debidamente asociados, que se emplea tanto para la
recepción como para la transmisión de ondas electromagnéticas, que
comprenden los rayos gamma, los rayos X, la luz visible y las ondas de radio.
7
1.6.2.2 Características De Las Antenas
1.6.2.3 Resistencia de radiación: Debido alta radiación en las antenas se
presenta pérdida de potencia. Por ello se ha establecido un parámetro
denominado resistencia de radiación Rr, cuyo valor podemos definir como el
valor de una resistencia típica en la cual, al circular la misma corriente que
circula en la antena, disipara la misma cantidad de potencia.
1.6.2.4 Eficiencia de una antena: Se conoce con el nombre de eficiencia de
una antena (rendimiento) a la relación existente entre la potencia radiada y la
potencia entregada ala misma.
1.6.2.5 Impedancia de entrada de una antena: En general, la impedancia de
entrada de la antena dependerá de la frecuencia, estando formada por una
componente activa Re, y una componente reactiva Xe. De esta forma, Re se
puede asimilar a la resistencia total de la antena en sus terminales de entrada.
Generalizando, podemos decir entonces que la impedancia de entrada de la
antena es simplemente la relación entre el voltaje de entrada de la antena y la
corriente de entrada.
1.6.2.6 Ganancia de una antena: La ganancia de una antena representa la
capacidad que tiene este dispositivo como radiador. Es el parámetro que mejor
caracteriza la antena. La forma más simple de esquematizar la ganancia de
una antena es comparando la densidad de potencia radiada en la dirección de
8
máxima radiación con el valor medio radiado en todas las direcciones del
espacio, ofreciéndose en términos absolutos. Aquellas antenas que radian por
igual en todas las direcciones se llaman isotrópicas y su ganancia es de 1.
Basados en esta definición, podemos hablar de la ganancia como la relación
entre la potencia y campo eléctrico producido por la antena (experimental) y la
que producirá una antena isotrópica (referencia), la cual radiará con la misma
potencia.
1.6.2.7 Longitud eficaz de la antena: Sobre una antena se inducen corrientes
y voltajes. Por tal razón, a la antena receptora se le puede considerar como un
generador ideal de voltaje (V), con una impedancia interna que resulta ser igual
a la de entrada.
1.6.2.8 Polarización de la antena: La onda electromagnética posee el campo
eléctrico vibrando en un plano transversal a la dirección de propagación,
pudiendo tener diversas orientaciones sobre el mismo. La polarización de la
antena hace referencia a la orientación del campo eléctrico radiado. De esta
forma, si un observador en un punto lejano a la antena "visualizara" el campo
eléctrico lo podría mirar de las siguientes formas:
Describiendo una elipse. En este caso se dice que la onda esta polarizada
elípticamente. Describiendo una circunferencia (polarización circular).
Polarización horizontal o vertical, describiendo una línea recta.
Es importante anotar que, para que una antena "responda" a una onda
incidente, tiene que tener la misma polarización que la onda. Por ejemplo, un
dipolo vertical responderá a una onda incidente si la polarización de dicha onda
es vertical también.
1.6.2.9 Ancho de haz de una antena: Podemos hablar del ancho de haz de
una antena como el espaciamiento angular entre dos puntos determinados de
potencia media (-3dB), ubicándolos con respecto a la posición del lóbulo
principal perteneciente al patrón de radiación de la antena.
9
1.6.2.10 Ancho de banda de la antena: Se puede describir como los valores
de frecuencia para los cuales la antena desarrolla su trabajo de manera
correcta. De igual forma, el ancho de banda de una antena depende de las
condiciones de los puntos de potencia media.
1.7 ONDAS DE RADIO
Cuando los electrones oscilan en un circuito eléctrico, parte de su energía se
convierte en radiación electromagnética. La frecuencia (la rapidez de la
oscilación) debe ser muy alta para producir ondas de intensidad aprovechable
que, una vez formadas, viajan por el espacio a la velocidad de la luz. Cuando
una de esas ondas encuentra una antena metálica, parte de su energía pasa a
los electrones libres del metal y los pone en movimiento, formando una
corriente alterna cuya frecuencia es la misma que la de la onda. Este es,
sencillamente, el principio de la comunicación por radio.
La diferencia más palpable entre las microondas y las ondas de radio es que
estas últimas son omnidireccionales, mientras que las primeras tienen un
diagrama de radiación mucho más direccional. Por tanto, las ondas de radio no
necesitan antenas parabólicas, ni necesitan que dichas antenas estén
instaladas sobre una plataforma rígida para estar alineadas.
Con el término ondas de radio se alude de una manera poco precisa a todas
las bandas de frecuencia desde 3 kHz a 300 Ghz. Aquí dicho término se
considera que abarca la banda VHF y parte de la UHF: de 30MHz a 1 GHz.
Este rango cubre la radio comercial FM, así como televisión UHF y VHF. Este
rango también se utiliza para una serie de aplicaciones de redes de datos.
El rango de frecuencias comprendido entre 30 MHz y 1 GHz es muy adecuado
para la difusión simultánea a varios destinos.
10
A diferencia de las ondas electromagnéticas con frecuencias menores, la
ionosfera es transparente para ondas de radio superiores a 30 MHz. Así pues,
la trasmisión es posible cuando las antenas están alineadas, no produciéndose
interferencias entre los transmisores debidas a la reflexiones con la atmósfera.
A diferencia de la región de las microondas, las ondas de radio son menos
sensibles a la atenuación producida por la lluvia.
Un factor determinante en las ondas de radio son las interferencias por
multitrayectorias. Entre las antenas, debido a la reflexión en la superficie
terrestre, el mar u otros objetos, pueden aparecer multitrayectorias. Este efecto
se observa con frecuencia en el receptor de TV y consiste en que se puede
observar varias imágenes (o sombras) cuando pasa un avión.
Las diferencias entre las ondas de radio y las microondas son:
Las microondas son unidireccionales y las ondas de radio omnidireccionales.
Las microondas son más sensibles a la atenuación producida por la lluvia.
En las ondas de radio, al poder reflejarse estas ondas en el mar u otros
objetos, pueden aparecer múltiples señales "hermanas".
Existen varios mecanismos con los cuales puede propagarse las ondas de
radio desde una antena transmisora hasta la receptora.
Estas se pueden clasificar en:
Onda ionosférica.
Onda troposférica.
Onda terrestre.
1.7.1 La onda ionosférica, es la que permite las comunicaciones a larga
distancia de todos los tipos, con excepción de las ondas de muy baja
frecuencia, y es la causa de las variaciones de la intensidad de las señales
durante el día y la noche, durante el invierno y el verano, etc.
1.7.2 Onda troposférica, es la energía que se propaga en el espacio por
encima de la tierra, en condiciones tales que resulta afectada por la ionosfera,
11
una región ionizada que existe en la alta atmósfera alrededor de 60 Km de
altura, y que tiene la propiedad de refractar las ondas de radio, devolviéndolas
hacia la tierra en muchas circunstancias. La troposfera, es la porción de la
atmósfera terrestre de un espesor de alrededor de 16 Km. adyacente a la
superficie terrestre.
1.7.3 La onda terrestre, es aquella que se desplaza siguiente el nivel del
suelo, rara vez penetra en los túneles y es posible reconocerla cuando se viaja
rápido y se desciende una hondonada, y se vuelve a subir, observándose que
la señal disminuye, aunque no desparece del todo.
Diferentes modos de Propagación de Ondas de Radio
12
CAPITULO 2
2.1 ENSAMBLAJE DEL ROBOT SEGUIDOR DE LUZ
2.1.1 SELECCIÓN DE MATERIALES
Lista materiales Proyecto control con micros
Robot Seguidor de Luz
Materiales
Estructura de Piezas Metálicas Varios Tipos
Leds diferentes colores de 1.7 V
Regulador 7809
Regulador 7805
Capacitores 1uF
Potenciómetros de Precisión 10K
Amplificador Operacional Tl084
74ls14 Compuerta Smith Trigger
Módulos de comunicación UHF hmtr 434
Cable USB serial
Conector hembras db9
Mux 74l138
Crystal de 4 Mhz
Microcontrolador Atmega 16
Diodos 1n4004
Borneras 2 puntos
Borneras 3 puntos
Batería de 9 V
Batería 5 V 1 A
3 Fotorresistencias
Sockets
Baquelita
Caja reductora
Resistencias
UJT
13
2.1.2 TRANSMISIÓN INALÁMBRICA
T1IN11
R1OUT12
T2IN10
R2OUT9
T1OUT14
R1IN13
T2OUT7
R2IN8
C2+
4
C2-
5
C1+
1
C1-
3
VS+2
VS-6
U1
MAX232
ERROR
TXD3
RXD2
CTS8
RTS7
DSR6
DTR4
DCD1
RI9
P2
COMPIM
C1
1u
C2
1u
C3
1u
C4
1u
1
2
3
4
5
6
J1
51441-0693
Modulo UHF
2.1.3 DISTRIBUCIÓN DEL ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO
2.1.4 ACONDICIONAMIENTO DE SENSORES 9V
R1 5k6 3
2
1
411
U1:A
TL084
1 2
U2:A
7414
R2390R
R3330R
R45k6
R55k6
5
6
7
411
U1:B
TL084
izq centro
izq centro dere
3 4
U2:B
7414
5 6
U2:C
7414
sizq
scen
sder
R6390R
R7330R
sizq scen
10
9
8
411
U1:C
TL084
dere
R8390R
R9330R
sder
1
2
3
J1
CONN-SIL3
PIZ
5K
PCENT
5K
PDERE
5K
IZQ CENTDERE
2.1.5 CONEXIÓN CON EL MICRO CONTROLADOR
14
0
0
0
PB0/T0/XCK1
PB1/T12
PB2/AIN0/INT23
PB3/AIN1/OC04
PB4/SS5
PB5/MOSI6
PB6/MISO7
PB7/SCK8
RESET9
XTAL212
XTAL113
PD0/RXD14
PD1/TXD15
PD2/INT016
PD3/INT117
PD4/OC1B18
PD5/OC1A19
PD6/ICP120
PD7/OC221
PC0/SCL22
PC1/SDA23
PC2/TCK24
PC3/TMS25
PC4/TDO26
PC5/TDI27
PC6/TOSC128
PC7/TOSC229
PA7/ADC733
PA6/ADC634
PA5/ADC535
PA4/ADC436
PA3/ADC337
PA2/ADC238
PA1/ADC139
PA0/ADC040
AREF32
AVCC30
U2
ATMEGA16
A1
B2
C3
E16
E24
E35
Y015
Y114
Y213
Y312
Y411
Y510
Y69
Y77
U1
74HC138
D1BYT30
D1(K)
Q1TIP122
D2BYT30
Q2TIP122
A
B
C
D
R1
330R
R2
330R
2.2 CONTROL DE MOTORES
VI3
VO2
AD
J1
U1LM317EMP
1
2
3
J1
52207-0385
C11N
C210u
VI3
VO2
AD
J1
U2LM317EMP
C31n
C410u
1
2
3
J2
52207-0385
1
2
3
J3
52207-0385
Vcc= 12V,1AOut 5V
Out 9V
15
CAPITULO 3
DESARROLLO DEL PROGRAMA DE CONTROL
3.1 ARQUITECTURA DEL ROBOT
3.1.1 NIVEL FISICO
El robot consta en total de 3 placas de circuito impreso, en la una se encuentra
la implementación del acondicionamiento de los sensores fotorresistivos en la
otra está la implementación del circuito de potencia y en la última se encuentra
el circuito con la lógica de control y de comunicación inalámbrica
Las 3 fotorresistencias están ubicadas en un ángulo de separación de 60º los
unos de los otros, estos se encuentran dentro de una bocina dividida en 3
partes; esta bocina está construida con cartulina negra y una protección de
color negra, para evitar que la luz ambiente afecte la buena detección de la
fuente emisora de luz
Para la estructura donde se van a asentar las placas se ha usado partes de
juguetes como: cajas reductoras, partes armables, tornillos, tuercas, una bola
loca, una bocina de color negra en donde están colocadas las fotorresistencias.
3.1.2 NIVEL SENSORIAL;
Para el ajuste de la sensibilidad o histéresis del nivel de luz a detectar de
acuerdo a los requerimientos ambientales lumínicos se usa el siguiente circuito.
16
9V
R1 5k6 3
2
1
411
U1:A
TL084
1 2
U2:A
7414
R2390R
R3330R
R45k6
R55k6
5
6
7
411
U1:B
TL084
izq centro
izq centro dere
3 4
U2:B
7414
5 6
U2:C
7414
sizq
scen
sder
R6390R
R7330R
sizq scen
10
9
8
411
U1:C
TL084
dere
R8390R
R9330R
sder
1
2
3
J1
CONN-SIL3
PIZ
5K
PCENT
5K
PDERE
5K
IZQ CENTDERE
El funcionamiento de este circuito esta basado e la variación interna de la
fotorresistencia en función de la luz que incide sobre ella, a mas luz menos
resistencia y viceversa, para este propósito se a diseñado un divisor de tensión
simple en base a dos resistencias, una de ellas es la fotorresistencia y la otra
es una resistencia fija de 5.6K, al variar el valor de la fotorresistencia producirá
una variación de la tensión en el punto intermedio entre las dos resistencias,
con lo que se logra conseguir un nivel de tensión proporcional a la luz.
Seguidamente se compara el nivel de tensión proporcionado por el conjunto
divisor de tensión fotorresistencia-Resistencia con otra tensión variable que es
obtenida con la ayuda de un potenciómetro lineal de precisión de 5k, el
amplificador operacional activará o desactivará su salida, en función de si los
valores en su entrada positiva es igual o mayor al de su entrada negativa, de
este modo podemos ajustar el nivel de histéresis del circuito es decir, con que
valor mínimo de luz se activará su salida.
A la salida del amplificador operacional se a puesto un diodo LED como
indicador visual del estado de salida del circuito y de este modo poder ajustar
fácilmente, sin la necesidad de utilizar un instrumento externo alguno.
17
3.1.2.1 Lógica de control para las fotorresistencias:
El problema principal es el uso de 3 sensores fotorresistivos ya que existen 8
posibles estados de salida en conjunto. Para solucionar este problema se va a
convertir los 3 bits binarios en 8 salidas independientes para tal efecto se hace
uso del circuito integrado 74LS138 (conversor BCD-Decimal de 3 bits con
salidas pull-up) que se activan a nivel bajo (siempre están a 5V menos cuando
se activa la salida que pasa a ser 0V o GND).
9V
R1 5k6 3
2
1
411
U1:A
TL084
1 2
U2:A
7414
R2390R
R3330R
R45k6
R55k6
5
6
7
411
U1:B
TL084
izq centro
izq centro dere
3 4
U2:B
7414
5 6
U2:C
7414
sizq
scen
sder
R6390R
R7330R
sizq scen
10
9
8
411
U1:C
TL084
dere
R8390R
R9330R
sder
1
2
3
J1
CONN-SIL3
PIZ
5K
PCENT
5K
PDERE
5K
IZQ CENTDERE
También se ha utilizado trigger schmitt tipo 74LS14 en las entradas, esto
ayuda que los voltajes se mantengan en los niveles lógicos adecuados.
3.1.3 NIVEL DE CONTROL
El circuito de control es el que proporciona las señales hacia los actuadores
dependiendo de las señales obtenidas en los sensores.
3.1.3.1 Lógica de control para los motores:
El análisis en ésta parte es que se tiene 8 salidas del 74LS138 y solo 2 motores
para ser controlados; el control que se va a tener para que gire en una u otra
dirección el robot es la siguiente: la una girará con una velocidad baja mientras
la otra rueda lo hace con una velocidad mayor, Para controlar la velocidad de
giro de los motores se usa PWM’s diferentes en cada una de las ruedas
18
Tabla de la verdad del circuito integrado 74LS138
Input Output Estado de los sensores
C B A /Q=L
0 0 0 1 Luz total
0 0 1 2
0 1 0 3
0 1 1 4
1 0 0 5
1 0 1 6
1 1 0 7
1 1 1 8 Oscuridad total
Como se puede ver; cada combinación de entrada de los sensores
fotorresistivos equivale a que una de las salidas del integrado tome el valor
lógico bajo. Pero se debe considerar para la programación que las señales
provenientes de las fotorresistencias son invertidas al pasar por el trigger
schmitt con lo que en ausencia de luz se tiene todas las entradas a nivel lógico
alto. También se puede ver que hay dos campos rellenados correspondientes a
oscuridad total y luz total, para las otras opciones dependiendo del valor de la
salida que se tenga del 74LS138 se codificará lo diferente PWM’S con la ayuda
del ATMEGA16.
0
0
0
PB0/T0/XCK1
PB1/T12
PB2/AIN0/INT23
PB3/AIN1/OC04
PB4/SS5
PB5/MOSI6
PB6/MISO7
PB7/SCK8
RESET9
XTAL212
XTAL113
PD0/RXD14
PD1/TXD15
PD2/INT016
PD3/INT117
PD4/OC1B18
PD5/OC1A19
PD6/ICP120
PD7/OC221
PC0/SCL22
PC1/SDA23
PC2/TCK24
PC3/TMS25
PC4/TDO26
PC5/TDI27
PC6/TOSC128
PC7/TOSC229
PA7/ADC733
PA6/ADC634
PA5/ADC535
PA4/ADC436
PA3/ADC337
PA2/ADC238
PA1/ADC139
PA0/ADC040
AREF32
AVCC30
U2
ATMEGA16
A1
B2
C3
E16
E24
E35
Y015
Y114
Y213
Y312
Y411
Y510
Y69
Y77
U1
74HC138
D1BYT30
D1(K)
Q1TIP122
D2BYT30
Q2TIP122
A
B
C
D
R1
330R
R2
330R
19
3.1.4 PROGRAMACIÓN
si
no
Inicio
Configurar timer 1 como PWM, prescaler 8, cuenta ascendente
Configurar puertos D y C como salidas, configurar puerto B como entrada
Leer estado de los sensores conectados al puerto B
Cargar compare1a=20 compare1b=200 PortB=0b00000100
¿El valor de estado es? 0&b10111111
1
Wait 100 ms
Leer
Leer
Cargar compare1a=0 compare1b=0
Configurar de interrupción para la comunicación
Declaración de variables
20
si
no
si
no
1
Cargar compare1a=200 compare1b=200 PortB=0b00000010
¿El valor de estado es? 0&b11011111
Wait 100 ms
Leer
Cargar compare1a=100 compare1b=200 PortB=0b00000110
¿El valor de estado es? 0&b11101111
Wait 100 ms
Leer
2
Cargar compare1a=0 compare1b=0
Cargar compare1a=0 compare1b=0
21
si
no
si
no
2
Cargar compare1a=200 compare1b=20 PortB=0b00000001
¿El valor de estado es? 0&b11110111
Wait 100 ms
Leer
Cargar compare1a=100 compare1b=100
¿El valor de estado es? 0&b11111011
Wait 100 ms
Leer
3
Cargar compare1a=0 compare1b=0
Cargar compare1a=0 compare1b=0
22
si
no
si
3
Cargar compare1a=200 compare1b=100 PortB=0b00000011
¿El valor de estado es? 0&b11111101
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Cargar compare1a=200 compare1b=100 PortB=0b00010000
¿El valor de estado es? 0&b11111110
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Cargar compare1a=0 compare1b=0
Cargar compare1a=0 compare1b=0
23
CAPITULO 4
4.1 PRUEBAS Y RESULTADO
4.2 CONTROL DE RUEDAS
ANEXO 1 EN EL CD
4.3 COMPORTAMIENTO ANTE ESTIMULO LUMINOSO
ANEXO 2 EN EL CD
4.4 ENVIÓ DE DATOS AL PC
ANEXO 3 EN EL CD
4.5 LISTADO DE ELEMENTOS Y COSTOS
Lista materiales Proyecto control con micros Robot Seguidor de Luz
Materiales Cantidad Precio Unitario Total
Estructura de Piezas Metálicas Varios Tipos 1 15 15
Leds diferentes colores de 1.7 V 12 0,15 1,8
Regulador 7809 1 0,2 0,2
Regulador 7805 1 0,2 0,2
Capacitores 1uF 10 0,08 0,8
Potenciómetros de Precisión 10K 3 0,28 0,84
Amplificador Operacional Tl084 1 0,22 0,22
74ls14 Compuerta Smith Trigger 1 0,15 0,15
Módulos de comunicación UHF hmtr 434 2 20 40
Cable USB serial 1 15 15
Conector hembras db9 1 0,6 0,6
Mux 74l138 1 0,27 0,27
Crystal de 4 Mhz 1 0,73 0,73
Microcontrolador Atmega 16 1 5,25 5,25
Diodos 1n4004 2 0,05 0,1
Borneras 2 puntos 10 0,15 1,5
Borneras 3 puntos 3 0,18 0,54
Batería de 9 V 1 2,15 2,15
Batería 5 V 1 A 1 11 11
3 Fotorresistencias 3 0,12 0,36
Sockets 5 0,17 0,85
Baquelita 1 2,5 2,5
Caja reductora 1 20 20
Resistencias 11 0,02 0,22
UJT 2 0,18 0,36
24
Total 120,64
CAPITULO 5
5.1 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Todo tipo de aplicaciones de la electrónica a la robótica requiere de conocimientos en áreas básicas como la instrumentación, los microprocesadores, la electrónica de potencia de tal modo que al combinar las ventajas de todas estas ramas se pueda crear inteligencia artificial. El robot seguidor de luz realizado tiene inteligencia artificial, puesto que es capaz de reaccionar inteligentemente a estímulos luminosos.
La implementación de comunicaciones, interfaces para controlar diversos procesos es algo común hoy en día, una de las comunicaciones más utilizadas es la serial, razón por la cual fue implementada en el robot seguidor de luz, sin embargo esta requiere de una señal reloj proporcionada por un cristal externo de lo contrario no funciona. El microcontrolador que se empleo tiene la posibilidad de utilizar un reloj externo, pero para hacer posteriores modificaciones en el se lo debe programar con la anterior referencia de reloj.
Un sistema motorizado como el robot seguidor de luz requiere de fuentes independientes tanto para control como para potencia puesto que los motores de DC que se tienen introducen ruido conducido y altera el correcto funcionamiento del mismo, puesto que varían los niveles de voltaje y corriente del circuito de control provocando que se resetee automáticamente y que no se genere la referencia de reloj precisa que requiere la comunicación serial. Un filtro capacitivo en paralelo a la fuente también ayuda a proteger contra perturbaciones externas.
Los sensores fotoeléctricos al tener demasiadas perturbaciones externas son demasiado sensibles ante cualquier estimulo luminoso por más pequeño que este sea, es por ello que necesariamente deben ser acondicionados, no solo para transformar la señal de resistencia variable a voltaje variable, sino también para poder controlar tal sensibilidad y poderlos manejar en cualquier medio. Un filtro que resulto muy útil fue el Tiger 7414 , que internamente posee su ventana de histéresis y provee de niveles lógicos exactos listos para ser empleados para el control
25
5.2 CRONOGRAMA
5.3 BIBLIOGRAFÍA
5.3.1 Libros:
Aplicaciones eléctricas con microcontroladores AVR (Ramiro Valencia B.
Instrumentación Industrial (Dr. Ing. Antonio Creus )
Apuntes de las materias de control discreto, microprocesadores,
Instrumentación industrial, Control con microprocesadores
Ayudas de los programas computacionales como Bascom AVR, ISIS
Proteus, Progisp
Set de Instrucciones del Micro controlador ATMEGA 16
Manual de Usuario de módulos tthm inalámbricos
5.3.2 Internet:
http://www.x-robotics.com/
http://es.wikipedia.org/wiki/Espectro_de_frecuencias
http://www.asifunciona.com/fisica/af_espectro/af_espectro_3.htm
26
http://www.neoteo.com/radiocontrol-para-modelismo-de-12-canales-
16319.neo
http://www.neoteo.com/radiocontrol-modulos-comerciales-en-uhf.neo
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