informe de analogica seguidor buhbot

8/3/2019 Informe de Analogica Seguidor buhbot

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UNIVERSIDAD POLITECNICASALESIANA

INGENIERIA ELECTRONICA

TEMA: SEGUIDOR DE LINEAINFORME DE ELECTRONICA ANALOGICA 1

4 (G3)

INTEGRANTES:

SEBASTHIAN CHIRIBOGA

JORGE GAYBOR

RAMIRO GONZALEZ

DANNY ROJAS

Fecha de Entrega: 13 DE ENERO DEL 2012


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1) Objetivo General:

Construir un robot seguidor de lnea, el cual conste de transistores, investigarlas caractersticas de cada uno de ellos funcionamiento y aplicacin concretafinalmente modelar el circuito en una baquelita con dichos elementos.

2) Objetivos Especficos:

Consultar los elementos previo a la elaboracin del seguidor de lneaRealizar el montaje del seguidor de lnea con los materiales adquiridos.Demostrar el funcionamiento del robot en un espacio predestinado para llevara cabo con total normalidad.

3) Materiales:

1 transistor BC547

1 transistor BC557 1 transistor BD140 2 sensores CNY70


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4) Marco Terico

SEGUIDOR DE LNEAS([1] x-robotics, simples)

Descripcin :

He aqu un diseo sper simple para montar un rastreador de lneas bsico con 2 sensoresCNY70 y componentes discretos de fcil compra en cualquier comercio de electrnica.

En el esquema mostrado se puede apreciar cmo funciona el circuito, el led emisor delsensor CNY70 se alimenta a travs de una resistencia R1 de 680 , cuando una superficiereflectante como el color blanco de la superficie por donde se mover el rastreador,

refleja la luz del led emisor, el fototransistor contenido en el sensor CNY70 baja suresistencia interna entre Colector y Emisor con lo cual conduce la corriente que hace quetambin entre en conduccin el transistor Q1 que estaba polarizado a masa por medio dela resistencia R2 de 10 K. Q2 sirv e para invertir la seal para que de este modo sedesactive el motor cuando ve blanco y se ponga en marcha cuando ve negro el sensor, conlo que al activarse Q1 hace que se active Q2 cortando a Q3 con l, ya que este ltimoestaba activo porque esta polarizado por R3, con lo cual lo que ha pasado es que la salida

Fig. 1


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del motor se ha desactivado cuando el sensor ha detectado una superficie reflectante, enestado de reposo la salida estar siempre activa y Q3 conduciendo. Los 2 circuitos sepueden alimentar con 4 pilas normales de 1,5V puestas en serie con lo que se obtienen6V, depender del consumo de los motores elegir pilas o bateras ms potentes.

Montaje :

El robot se compondr de un circuito que podremos hacer fcilmente con una placa detopos o de prototipos o usando los fotolitos expuestos y este tendr dos circuitosexactamente iguales uno para cada sensor-motor e irn cruzados con lo que el sensorizquierdo actuara sobre el motor derecho y el sensor derecho sobre el motor izquierdo talcomo se muestra en la ilustracin.

Los motores tienen que ser de corriente continua y habr que fabricarles una reductora sino disponen de ella para mover las ruedas, contra mas grandes sean las ruedas, masvelocidad alcanzara el robot, aunque no hay que pasarse con el dimetro de estas porquesi no en las curvas se saldr de trayectoria, unos 6 cm. es lo ideal.

Fig. 2


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Los sensores irn dispuestos mirando al suelo y a unos 2 o 3 mm de separacin desde elsuelo a la superficie del sensor y la separacin entre ambos sensores ser para que quededentro de la lnea negra que vayamos a usar como trayectoria. Para la elaboracin se hanutilizado dos servos trucados de manera que queden solo los motores CC con la reductorao sea sin circuito de control pero se puede usar cualquier motor de CC de unos 5 o 6voltios y que no consuma demasiado para no agotar las pilas o bateras demasiadodeprisa. El trazado lo podremos hacer sobre una cartulina blanca y para trazar las lneasusar cinta aislante negra, tener cuidado en no hacer curvas demasiado cerradas ya que siel robot es muy veloz (ruedas grandes) se saldr de la trayectoria por inercia y al sacar los2 sensores fuera de la lnea no volver a entrar (recordemos que este sistema no es microcontrolado) por lo que haremos algunas pruebas antes de trazar el camino final.

Funcionamiento:

Para poder realizar el funcionamiento del seguidor de lnea nos hacemos con las pistasque cuentan en la universidad. Las mismas que estn hechas de una superficie blanca ydentro de ellas una trayectoria realizada con cinta Taype (color negro), por la que debeseguir el robot.

Con esto se comprueba el funcionamiento del seguidor de line, dejando en claro quemientras sense la lnea negra el circuito habr funcionar los motores respectivos.

SENSOR CNY70 ([2] infoab,sensores)El CNY70 es un sensor de infrarrojos de corto alcance basado en un emisor de luz y unreceptor, ambos apuntando en la misma direccin, y cuyo funcionamiento se basa en lacapacidad de reflexin del objeto, y la deteccin del rayo reflectado por el receptor.

Fig. 3Fig. 4


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El CNY70 tiene cuatro pines de conexin. Dos de ellos se corresponden con el nodo yctodo del emisor, y las otras dos se corresponden con el colector y el emisor delreceptor. Los valores de las resistencias son tpicamente 10K ohmios para el receptor y220 ohmios para el emisor.

Es importante fijarse bien en el lateral donde aparece el nombre del sensor, paraidentificar correctamente cada uno de los pines.

El CNY70 devuelve por la pata de salida correspondiente, segn el montaje, un voltajerelacionado con la cantidad de rayo reflectado por el objeto. Para el montaje A, se leerdel emisor un '1' cuando se refleje luz y un '0' cuando no se refleje. Para el montaje B losvalores se leen del colector, y son los contrarios al montaje A.

Si conectamos la salida a una entrada digital del microcontrolador, entoncesobtenedremos un '1' o un '0' en funcin del nivel al que el microcontrolador establece ladistincin entre ambos niveles lgicos. Este nivel se puede controlar introduciendo unbuffer trigger-schmitt (por ejemplo el 74HC14, ojo que es un inversor!) entre la salida delCNY70 y la entrada del microcontrolador. Este sistema es el que se emplea para distinguirentre blanco y negro, en la conocida aplicacin del robot seguidor de lnea.

Fig. 5

Fig. 6


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Otra posibilidad es conectar la salida a una entrada analgica. De este modo, mediante unconversor A/D se pueden obtener distintos valores. Esto permite la deteccin dinmica deblanco y negro (muy til cuando el recorrido presenta alteraciones en la iluminacin).Pero tambin, si empleamos el sensor con objetos de distintos color, establecer unmecanismo para la deteccin de los distintos colores, determinando los valoresmarginales que separan unos colores de otros. Esto permite emplear el sensor para algunaaplicacin donde la deteccin del color sea necesaria.

DIODO ZENER ([3] Infent, zener)

El diodo zener trabaja exclusivamente en la zona de caracterstica inversa y, en particular,en la zona del punto de ruptura de su caracterstica inversa

Esta tensin de ruptura depende de las caractersticas de construccin del diodo, sefabrican desde 2 a 200 voltios. Polarizado en directa acta como un diodo normal y portanto no se utiliza en dicho estado

EFECTO ZENER

El efecto zener se basa en la aplicacin de tensiones inversas que originan, debido a lacaracterstica constitucin de los mismos, fuertes campos elctricos que causan la roturade los enlaces entre los tomos dejando as electrones libres capaces de establecer laconduccin. Su caracterstica es tal que una vez alcanzado el valor de su tensin inversanominal y superando la corriente a su travs un determinado valor mnimo, la tensin enbornes del diodo se mantiene constante e independiente de la corriente que circula porl.

FUNCIONAMIENTO DEL DIODO ZENER

El smbolo del diodo zener es:

Fig. 7


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y su polarizacin es siempre en inversa, es decir:

Tres son las caractersticas que diferencian a los diversos diodos Zener entre si:

a.- Tensiones de polarizacin inversa, conocida como tensin zener.- Es la tensin que elzener va a mantener constante.

b.- Corriente mnima de funcionamiento.- Si la corriente a travs del zener es menor, nohay seguridad en que el Zener mantenga constante la tensin en sus bornes.

c.- Potencia mxima de disipacin. Puesto que la tensin es constante, nos indica elmximo valor de la corriente que puede soportar el Zener.

Por tanto el Zener es un diodo que al polarizarlo inversamente mantiene constante latensin en sus bornes a un valor llamado tensin de Zener, pudiendo variar la corrienteque lo atraviesa entre el margen de valores comprendidos entre el valor mnimo defuncionamiento y el correspondiente a la potencia de zener mxima que puede disipar. Sisuperamos el valor de esta corriente el zener se destruye.

Fig. 8


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TRANSISTOR BC557([4] alibaba, transistor BC557)

DATOS DEL PRODUCTOESPECIFICACIONES

Transistor de fines generales de BC557 PNP TO-92de poca intensidad (mximo 100 mA)

Baja tensin (mximo 65 V).

Electrnica micro fuerte de Guilin(GSME) Co., Ltd. has que se especializaen semiconductores que producen y decomercializaciones incluyendo elpequeo transistor de la seal,transistores de energa, diodos de

Schottky, diodos de conmutacin,tiristores y todos los tipos decomponentes discretos delsemiconductor de la INMERSIN.

Transistor de los fines generales deBC557 TO-92.

Tabla 1

Caracterstica Smbolo

Grado Unidad

Voltaje Base-Colector VCBO 50 VVoltaje Emisor-Colector VCBO 45 VVoltaje Base-Emisor VEBO 6 VCorriente de Colector IC 100 mACorriente Baja IB mADisipacin de energa del colector PC 625 mW

PC* 1 WTemperatura de ensambladura Tj 150Gama de temperaturas dealmacenaje

Tstg -55 150

Fig. 9


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TRANSISTOR BC547 ([5]alldatasheet, transistor BC547)

Caracterstica Smbol

o

Grado Unidad

Voltaje Base-Colector VCEO 45 VdcVoltaje Emisor-Colector VCBO 50 VdcVoltaje Base-Emisor VEBO 6.0 VdcCorriente de Colector IC 100 mAdcCorriente Baja IB mAdcDisipacin de energa del colector PC 625 mW

PC* 0 WTemperatura de ensambladura Tj 1.5 a 12 mW/CGama de temperaturas de

almacenaje

Tstg -50 150 C

Tabla 2

TRANSISTOR BD140([6]alldatasheet, transistor BD140)

Caracterstica Smbolo

Grado Unidad

Voltaje Base-Colector VCBO -80 VVoltaje Emisor-Colector VCEO -80 VVoltaje Base-Emisor VEBO -5 VCorriente de Colector IC -1.5 mACorriente Baja IB -3 mADisipacin de energa del colector PC 12.5 mW

PC* 1.25 WTemperatura de ensambladura Tj 150 mW/CGama de temperaturas dealmacenaje

Tstg -65 150 C

Tabla 3


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5) Simulacin y valores:

Fig. 10


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Fig. 11

Tabla 4


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6) Conclusiones:Realizamos el seguidor de lnea teniendo en cuenta los elementos inmersos en elmismo, lo cual facilit la elaboracin, obteniendo resultados beneficiosos en laculminacin del robot seguidor de lnea. Lo montamos en una baquelita

ayudndonos de softwares, los cuales hicieron posible forjar el proyecto de formafsica y digital garantizando su funcionamiento.

7) Recomendaciones:Previo a la compra de las ruedas a usar recordemos que entre ms grandes seanlas ruedas, ms velocidad alcanzara el robot, aunque no hay que pasarse con eldimetro de estas porque si no en las curvas se saldr de trayectoria, por estarazn ruedas de 5 a 6 mm es lo esplndido.Los sensores irn dispuestos mirando al suelo y a unos 2 o 3 mm de separacin

desde el suelo a la superficie del sensor y la separacin entre ambos sensores serpara que quede dentro de la lnea negra que vayamos a usar como trayectoria.

Tener cuidado en que las lneas de las curvas de la pista no sean demasiadocerradas ya que si el robot es muy veloz (ruedas grandes) tiende a dejar defuncionar.

8) Bibliografa:

[1] x-robotics, simples, http://www.x-robotics.com/robots_simples.htm

[2]infoab,sensores,http://www.infoab.uclm.es/labelec/Solar/Otros/Infrarrojos/sensor_cny70.htm

[3] Infent, zener, http://www.ifent.org/lecciones/zener/default.asp

[4] alibaba, transistor BC557, http://spanish.alibaba.com/product-gs/bc557-pnp-to-92-general-purpose-transistor-303525694.html

[5] alldatasheet, transistor BC547, http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/99372/ONSEMI/BC547.html

[6] alldatasheet, transistor BD140, http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/173466/UTC/BD140.html

9) Video:http://youtu.be/4Zwft13Qut8
http://youtu.be/4Zwft13Qut8http://youtu.be/4Zwft13Qut8http://youtu.be/4Zwft13Qut8

informe de analogica seguidor buhbot

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