informe final proyecto

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 UNI VE RS IDAD NA C I ON AL DE S AN AG U S TI N DE AR E QU I PA   FACULTAD DE INGENIERIA DE PRODUCCION Y SERVICIOS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA ELECTRONICA MICROELECTRONICA EN RADIOFRECUENCIA INFORME FINAL FRESADORA DE CONTROL NUMERICO COMPUTARIZADO EN RADIOFRECUEN CIA REALIZADO POR: CHUCHULLO TITO, JAVIER CUNO COAQUIRA, HECTOR MAMANI CCASA, WALTER DOCENTE: ING. VICTOR HUGO RIVERA  AR E QU IP A   PERÚ 2012  

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  • UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN DE AREQUIPA

    FACULTAD DE INGENIERIA DE PRODUCCION Y SERVICIOS

    ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA ELECTRONICA

    MICROELECTRONICA EN RADIOFRECUENCIA

    INFORME FINAL

    FRESADORA DE CONTROL NUMERICO COMPUTARIZADO EN RADIOFRECUENCIA

    REALIZADO POR:

    CHUCHULLO TITO, JAVIER

    CUNO COAQUIRA, HECTOR

    MAMANI CCASA, WALTER

    DOCENTE:

    ING. VICTOR HUGO RIVERA

    AREQUIPA PER

    2012

  • Microelectrnica en RF 2012

    Fresadora de Control Numrico Computarizado por RF Pgina 2

    INDICE:

    RESUMEN: ............................................................................................................................................. 3

    ABSTRACT: ............................................................................................................................................. 4

    I. INTRODUCCIN: ............................................................................................................................ 5

    II. MARCO TEORICO ........................................................................................................................... 5

    2.1 Definicin CNC ............................................................................................................................. 5

    2.2 Descripcin del Hardware: .......................................................................................................... 5

    2.1.1 Estructura: ......................................................................................................................... 6

    2.1.2 Circuito de Control y de Potencia:...................................................................................... 12

    2.2 Mdulo RF: .......................................................................................................................... 14

    Modo de Conexin Transparente. ............................................................................................... 18

    Punto a Punto. ............................................................................................................................. 18

    Punto a Multipunto. .................................................................................................................... 18

    Cable Virtual I/O .......................................................................................................................... 19

    III. ANALISIS Y DISEO: ................................................................................................................. 20

    3.1 Diagrama circuital: .................................................................................................................... 20

    3.2 Drivers De Motores ................................................................................................................... 22

    3.3 Driver del eje Z y el Taladro con L293D ..................................................................................... 25

    3.4 Simulaciones ................................................................................................................................ 2

    3.5 Diseos: ....................................................................................................................................... 3

    rea de Trabajo: .................................................................................................................... 3

    Soporte Fsico: ....................................................................................................................... 3

    Driver motores: ..................................................................................................................... 3

    Mdulos Xbee: ...................................................................................................................... 3

    Encoder: ................................................................................................................................ 3

    3.6 Fotos del Proyecto ....................................................................................................................... 3

    3.7 Pruebas del Proyecto: ................................................................................................................. 8

    III. CONCLUSIONES: ........................................................................................................................ 9

    IV. ANEXOS: .................................................................................................................................. 10

  • Microelectrnica en RF 2012

    Fresadora de Control Numrico Computarizado por RF Pgina 3

    RESUMEN: El proyecto elaborado se trata de un control numrico por computadora, el cual realiza una

    perforacin cuando llega a una coordenada previamente enviada por una PC a travs de un

    Modulo de Radio Frecuencia.

    El proyecto desarrollado consta de 3 partes:

    Parte Fsica: En la parte fsica se dise la estructura del CNC, en la cual se

    elaboraron el posicionador (X-Y) y el taladro (eje Z).

    Parte Electrnica: En esta parte se disea los circuitos de control que dominan la

    parte fsica y configuran el modulo RF para la comunicacin PC y Hardware.

    Software: En la parte del software se elaboro una interfaz en visual Basic 6.0 para la

    PC que enva los datos a travs de otro modulo RF, tambin se incluye los programas

    de los microcontroladores.

  • Microelectrnica en RF 2012

    Fresadora de Control Numrico Computarizado por RF Pgina 4

    ABSTRACT: The elaborate project is about a numerical control for computer, which accomplishes a

    perforation when he gets to a coordinate once previously a PC through Radio Frecuencia's

    Module was sent for.

    The developed project consists of 3 parts:

    Split Physical: In the physical part the structure of the TNC was designed, in the

    one that they became elaborate in the positioner (X And) and the drill (axis Z).

    Split Electronic: In this part the circuits of control that tower above the physical

    part and are designed they configure the module RF for communication PC and

    Hardware.

    Software: In the part of the software himself I elaborate an interface in visual

    Basic 6,0 for the PC that RF sends the data through another module, the programs

    of the microcontrollers also are included.

  • Microelectrnica en RF 2012

    Fresadora de Control Numrico Computarizado por RF Pgina 5

    FRESADORA DE CONTROL NUMERICO POR COMPUTADORA DE POR RADIOFRECUENCIA

    I. INTRODUCCIN:

    El desarrollo de la automatizacin especialmente en los procesos en lnea, en los

    cuales se incluye la accin de maquinas controladas por computadora ha permitido al

    hombre facilitar sus labores e incrementar su productividad, esto es al realizar

    trabajos repetitivos que requieran precisin o realizar labores que ponen en peligro la

    vida o las dos cosas al mismo tiempo. Para realizar estas funciones es importante

    dotar al CNC de las herramientas necesarias para su correcto control. Como todo

    sistema, se tiene variables de entrada, de salida y el proceso requerido para manejar

    estar seales as como una retroalimentacin, para configurar un sistema de lazo

    cerrado estable. Las seales son procesadas por la computadora mediante un

    programa con interfaz para usuario que permite ingresar las coordenadas.

    Adems entre el CNC y la PC tiene que haber interfaces para tratar las seales, es

    decir, las seales de entrada tienen que ser para que la computadora pueda leerlas y

    las de salida tienen que ser amplificadas para que el CNC pueda operar.

    II. MARCO TEORICO

    2.1 Definicin CNC CNC o Control Numrico Por Computadora es un sistema de automatizacin de

    mquinas herramienta que son operadas mediante comandos programados en un

    medio de almacenamiento, en comparacin con el mando manual mediante

    volantes o palancas.

    2.2 Descripcin del Hardware: La constitucin fsica del CNC, se basa en un posicionador X-Y cuyas ordenes

    provienes de una PC equipada con un modulo RF, el cual logra una ubicacin

    cuando el sistema cuenta una serie de pulsos provenientes de un encoder, para

    nuestra experiencia se hace uso de motores en DC.

    Este CNC tendr 3 ejes (X-Y posicionamiento y Z mas su actuador) mediante

    el movimiento de motores en DC. La ubicacin se realizar con ayuda de pulsos

    que produce un encoder en forma de una cinta, tiene un tamao de 35cm y un

    total de 4200 lneas, lo que devuelve una precisin de 83um/lnea encoder. El

  • Microelectrnica en RF 2012

    Fresadora de Control Numrico Computarizado por RF Pgina 6

    actuador es un motor en DC que no es nada ms que un simple taladro, su

    manipulacin se realiza con ayuda de tiempos controlados por software.

    2.1.1 Estructura:

    Caractersticas de construccin y Materiales:

    Para la construccin de la parte fsica del CNC se realizo en base a carretes de

    metal estas se obtuvieron de algunas impresoras en desuso, tambin se obtuvieron

    fajas dentadas, piones y sistemas de engranajes.

    Es muy importante el uso de materiales livianos para la construccin de un CNC

    Mecnico, ya que todo peso adicional redundar en una complejidad mecnica y

    econmica, debido a que obligar a utilizar motores de mayores potencias. Un

    buen material es el aluminio y mapreza, este es fcil de conseguir, relativamente

    econmico y extremadamente liviano en comparacin con su dureza.

    A continuacin se ilustran algunos componentes usados en la realizacin de

    nuestro proyecto:

    Fajas dentadas y piones

  • Microelectrnica en RF 2012

    Fresadora de Control Numrico Computarizado por RF Pgina 7

    Fajas

    Sistema de engranajes

  • Microelectrnica en RF 2012

    Fresadora de Control Numrico Computarizado por RF Pgina 8

    Morfologa:

    El Hardware del CNC posee las siguientes caractersticas:

    rea de Trabajo de 15x10.5 cm

    El peso de la estructure es alrededor de 5.5 Kg

    Las dimensiones son de 70cm x 42.2cm

    Constituido Enteramente por motores en DC.

    Uso de encoders para definir la posicin

    Motores:

    Descripcin de los motores empleados en el proyecto:

    Se hizo uso de motores en DC solamente, a continuacin se describe su modo de

    funcionamiento y cada una de las partes por la que esta compuesto

    Teora de Funcionamiento:

    Accionar un motor DC es muy simple y solo es necesario aplicar la tensin de

    alimentacin entre sus bornes. Para invertir el sentido de giro basta con invertir la

    alimentacin y el motor comenzar a girar en sentido opuesto.

    Para el control de velocidad simplemente hara falta una Modulacin por Ancho

    de Pulso, la cual nos dara un control completo sobre el motor a cada instante de

    tiempo.

  • Microelectrnica en RF 2012

    Fresadora de Control Numrico Computarizado por RF Pgina 9

    Caractersticas de los motores empleados:

    Dimetro 32 mm Largo 20,5mm, eje 13,6x2mm

    Tensin 1,5 a 12V. CC, nominal 12 V.

    Velocidad 4630 rpm

    Consumo 0,113 (a 12V)

    Fuerza promedio 17,5 g.cm

    A diferencia de los motores pasos a paso y los servomecanismos, los motores DC

    no pueden ser posicionados y/o enclavados en una posicin especfica. Estos

    simplemente giran a la mxima velocidad (puede ser controlada) y el sentido que

    la alimentacin aplicada determina el giro de cada motor. El motor de corriente

    continua est compuesto de 2 piezas fundamentales:

    Rotor

    Estator

    Dentro de stas se ubican los dems componentes como:

    Escobillas y porta escobillas

    Colector

    Eje

    Ncleo y devanado del rotor

    Imn Permanente ( devanado de induccin)

    Armazn

    Tapas o campanas

  • Microelectrnica en RF 2012

    Fresadora de Control Numrico Computarizado por RF Pgina 10

    Descripcin de las partes de un Motor de Corriente Continua:

    Rotor

    Constituye la parte mvil del motor, proporciona el torque para mover a la carga.

    Est formado por:

    Eje: Formado por una barra de acero fresada. Imparte la rotacin al

    ncleo, devanado y al colector.

    Ncleo: Se localiza sobre el eje. Fabricado con capas laminadas de acero,

    su funcin es proporcionar un trayecto magntico entre los polos para que

    el flujo magntico del devanado circule.

    Las laminaciones tienen por objeto reducir las corrientes parsitas en el

    ncleo. El acero del ncleo debe ser capaz de mantener bajas las prdidas

    por histresis. Este ncleo laminado contiene ranuras a lo largo de su

    superficie para albergar al devanado de la armadura (bobinado).

    Devanado: Consta de bobinas aisladas entre s y entre el ncleo de la

    armadura. Estas bobinas estn alojadas en las ranuras, y estn conectadas

    elctricamente con el colector, el cual debido a su movimiento rotatorio,

    proporciona un camino de conduccin conmutado.

    Colector: Denominado tambin conmutador, est constituido de lminas

    de material conductor (delgas), separadas entre s y del centro del eje por

    un material aislante, para evitar cortocircuito con dichos elementos. El

    colector se encuentra sobre uno de los extremos del eje del rotor, de modo

    que gira con ste y est en contacto con las escobillas. La funcin del

    colector es recoger la tensin producida por el devanado inducido,

    transmitindola al circuito por medio de las escobillas (llamadas tambin

    cepillos)

    Estator

    Constituye la parte fija de la mquina. Su funcin es suministrar el flujo

    magntico que ser usado por el bobinado del rotor para realizar su movimiento

    giratorio.

    Est formado por:

    Armazn: Denominado tambin yugo, tiene dos funciones primordiales:

    servir como soporte y proporcionar una trayectoria de retorno al flujo

  • Microelectrnica en RF 2012

    Fresadora de Control Numrico Computarizado por RF Pgina 11

    magntico del rotor y del imn permanente, para completar el circuito

    magntico.

    Imn permanente: Compuesto de material ferromagntico altamente

    remanente, se encuentra fijado al armazn o carcaza del estator. Su

    funcin es proporcionar un campo magntico uniforme al devanado del

    rotor o armadura, de modo que interacte con el campo formado por el

    bobinado, y se origine el movimiento del rotor como resultado de la

    interaccin de estos campos.

    Escobillas: Las escobillas estn fabricadas se carbn, y poseen una dureza

    menor que la del colector, para evitar que ste se desgaste rpidamente. Se

    encuentran albergadas por los porta escobillas. Ambos, escobillas y porta

    escobillas, se encuentran en una de las tapas del estator.

    La funcin de las escobillas es transmitir la tensin y corriente de la

    fuente de alimentacin hacia el colector y, por consiguiente, al bobinado

    del rotor.

    La funcin del porta escobillas es mantener a las escobillas en su posicin

    de contacto firme con los segmentos del colector. Esta funcin la realiza

    por medio de resortes, los cuales hacen una presin moderada sobre las

    escobillas contra el colector. Esta presin debe mantenerse en un nivel

    intermedio pues, de ser excesiva, la friccin desgastara tanto a las

    escobillas como al colector; por otro lado, de ser mnima esta presin, se

    producira lo que se denomina "chisporroteo", que es cuando aparecen

    chispas entre las superficies del colector y las escobillas, debido a que no

    existe un buen contacto

    TORQUE

    Es simplemente la fuerza de giro, si deseamos podramos llamarle la capacidad

    que este motor tiene para mover una carga al rotar su posicin, la cual depende de

    varios factores, los cuales pueden ser; la cantidad de corriente, el espesor del

    alambre de cobre, la cantidad de vueltas del bobinado, la tensin etc.

    Esto es algo que ya viene determinado por el fabricante, y que nosotros poco

    podemos hacer, ms que jugar con uno que otro parmetro para manipular esta

    variable.

    Para cambiar la direccin de giro en un motor de Corriente Continua tan solo

    tenemos que invertir la polaridad de la alimentacin del motor.

    Para modificar su velocidad podemos variar su tensin de alimentacin con lo

    que el motor perder velocidad, pero tambin perder par de giro (fuerza) o para

    no perder par en el eje de salida podemos hacer un circuito modulador de anchura

  • Microelectrnica en RF 2012

    Fresadora de Control Numrico Computarizado por RF Pgina 12

    de pulsos (PWM) con una salida a transistor de mas o menos potencia segn el

    motor utilizado

    Sensores:

    En esta epata se hizo uso de los encoders incrementales los cuales provistos

    de un Fototransistor y un Led de bajo ngulo de dispersin, definen la

    posicin de nuestro robot cartesiano en cada instante.

    Fuente Energa:

    Para el funcionamiento del proyecto se usaran unas fuentes de alimentacin de

    PC AT-X para que no haya inestabilidad en el sistema debido a los transitorios

    que producen los motores DC.

    La fuentes nos provee de los siguientes voltajes:

    Alimentacin para fuerza (regulable de 12 voltios)

    Alimentacin para la tarjeta controladora (5 voltios)

    Alimentacin para modulo RF y Sensores(3.3 voltios)

    2.1.2 Circuito de Control y de Potencia:

    Etapa de Control:

    Para la etapa de control vamos a hacer uso de un Microcontrolador 16f877A, el cual

    nos va a permitir:

    Controlar Cada motor de nuestro CNC (En total 3 motores, 3 en los ejes y 1

    en el actuador).

    La lectura de cada encoder a travs de rutinas de interrupcin.

    Manipular un LCD para visualizar datos provenientes de del rea de control.

    Definir los protocolos de comunicacin para transmitir y recibir datos.

    Etapa de potencia:

  • Microelectrnica en RF 2012

    Fresadora de Control Numrico Computarizado por RF Pgina 13

    Para los ejes X, y Y se utilizo un puente H hecho de 4 Mosfets y 2 Optoacopladores:

    Los Mosfets se utilizan para soportar grandes cantidades de corriente y para dar

    estados lgicos como interruptores.

    Los Optoacopladores se utilizan para aislar elctricamente el microcontrolador de

    cada motor, evitndonos as de tener que lidiar con los fenmenos inductivos que

    tantos problemas traen.

    Tambin se utiliza para el eje Z un puente H, pero no con Mosfets, sino con el uso

    del C.I. L293D. Este es un driver de menor potencia, pero que sirve para controlar

    cada el motor del eje Z y el taladro.

    Esquemtico correspondiente a la etapa de potencia para el control de un motor del

    eje Z (IC L293)

  • Microelectrnica en RF 2012

    Fresadora de Control Numrico Computarizado por RF Pgina 14

    2.2 Mdulo RF:

    Para la transmisin de datos se hace uso de los mdulos RF XBEE PRO, estos

    hacen uso del protocolo Zigbee.

    Zigbee es un protocolo de comunicaciones inalmbrico basado en el estndar de

    comunicaciones para redes inalmbricas IEEE_802.15.4. Creado por Zigbee

    Alliance, una organizacin, tericamente sin nimo de lucro, de ms de 200

    grandes empresas (destacan Mitsubishi, Honeywell, Philips, _ ODEM_ do,

    Invensys, entre otras), muchas de ellas fabricantes de semiconductores. Zigbee

    permite que dispositivos electrnicos de bajo consumo puedan realizar sus

    comunicaciones inalmbricas. Es especialmente til para redes de sensores en

    entornos industriales, mdicos y, sobre todo, domticos.

    Las comunicaciones Zigbee se realizan en la banda libre de 2.4GHz. A diferencia

    de bluetooth, este protocolo no utiliza FHSS (Frequency hooping), sino que

    realiza las comunicaciones a travs de una nica frecuencia, es decir, de un canal.

    Normalmente puede escogerse un canal de entre 16 posibles. El alcance depende

  • Microelectrnica en RF 2012

    Fresadora de Control Numrico Computarizado por RF Pgina 15

    de la potencia de transmisin del dispositivo as como tambin del tipo de antenas

    utilizadas (cermicas, dipolos, etc) El alcance normal con antena dipolo en lnea

    vista es de aproximadamente (tomando como ejemplo el caso de MaxStream, en

    la versin de 1mW de potencia) de 100m y en interiores de unos 30m. La

    velocidad de transmisin de datos de una red Zigbee es de hasta 256kbps. Una

    red Zigbee la pueden formar, tericamente, hasta 65535 equipos, es decir, el

    protocolo est preparado para poder controlar en la misma red esta cantidad

    enorme de dispositivos.

    Entre las necesidades que satisface el mdulo se encuentran:

    Bajo costo.

    Ultra-bajo consumo de potencia.

    Uso de bandas de radio libres y sin necesidad de licencias.

    Instalacin barata y simple.

    Redes flexibles y extensibles.

    En la Figura inferior se observan los elementos del XBEE. El Chip de la antena

    en la parte superior, el conector para la antena RF, y el conector para una antena integrada

    Chip.

    Elementos del XBEE.

  • Microelectrnica en RF 2012

    Fresadora de Control Numrico Computarizado por RF Pgina 16

    Circuito bsico para el Xbee.

    La Figura muestra las conexiones mnimas que necesita el mdulo Xbee para

    poder ser utilizado. Luego de esto, se debe configurar segn el modo de operacin que se

    desea para la aplicacin requerida por el usuario.

    Conexiones mnimas requeridas para el XBEE.

    El mdulo requiere una alimentacin desde 2.8 a 3.4 V, la conexin a tierra y

    las lneas de transmisin de datos por medio del UART (TXD y RXD) para comunicarse

    con un microcontrolador, o directamente a un puerto serial utilizando algn conversor

    adecuado para los niveles de voltaje.

    Esta configuracin, no permite el uso de Control de Flujo (RTS & CTS), por lo que sta

    opcin debe estar desactivada en el terminal y en el mdulo XBEE. En caso de que se

    enve una gran cantidad de informacin, el buffer del mdulo se puede sobrepasar. Para

    evitar existen dos alternativas:

    Bajar la tasa de transmisin activar el control de flujo.

    activar el control de flujo.

  • Microelectrnica en RF 2012

    Fresadora de Control Numrico Computarizado por RF Pgina 17

    Modo Transparente

    En este modo todo lo que ingresa por el pin 3 (Data in), es guardado

    en el buffer de entrada y luego transmitido y todo lo que ingresa como paquete

    RF, es guardado en el buffer de salida y luego enviado por el pin 2 (Data out). El

    modo Transparente viene por defecto en los mdulos Xbee.

    Este modo est destinado principalmente a la comunicacin punto a punto, donde

    no es necesario ningn tipo de control. Tambin se usa para reemplazar alguna

    conexin serial por cable, ya que es la configuracin ms sencilla posible y no

    requiere una mayor configuracin.

    En este modo, la informacin es recibida por el pin 3 del mdulo Xbee, y

    guardada en el buffer de entrada. Dependiendo de cmo se configure el comando

    RO, se puede transmitir la informacin apenas llegue un carcter (RO=0) o

    despus de un tiempo dado sin recibir ningn carcter serial por el pin 3. En ese

    momento, se toma lo que se tenga en el buffer de entrada, se empaqueta, es decir,

    se integra a un paquete RF, y se transmite. Otra condicin que puede cumplirse

    para la transmisin es cuando el buffer de entrada se llena, esto es, ms de 100

    bytes de informacin.

    Correspondencia de Buffer.

  • Microelectrnica en RF 2012

    Fresadora de Control Numrico Computarizado por RF Pgina 18

    Modo de Conexin Transparente.

    Esta es la conexin que viene por defecto y es la ms sencilla forma de

    configurar el mdem. Bsicamente todo lo que pasa por el puerto UART (DIN, pin

    3), es enviado al mdulo deseado, y lo que llega al mdulo, es enviado devuelta

    por el mismo puerto UART (DOUT, pin2).

    Existen bsicamente 4 tipos de conexin transparente. La diferencia principal

    radica en el nmero de nodos o puntos de acceso, y la forma en que stos

    interactan entre s.

    Punto a Punto.

    Es la conexin ideal para remplazar comunicacin serial por un cable. Slo se debe

    configurar la direccin. Para ello se utilizan los comandos MY y el DL. La idea, es

    que se define arbitrariamente una direccin para un mdulo, usando el comando MY,

    el cual se va a comunicar con otro que tiene la direccin DL, tambin definida

    arbitrariamente. Con esto cada mdulo define su direccin con MY, y escribe la

    direccin del mdulo al cual se desea conectar usando DL.

    En este modo, el mdulo receptor del mensaje enva un paquete al mdulo de origen

    que indica que el mensaje se recibi correctamente.

    Punto a Multipunto.

    Esta conexin, permite prestaciones extras. Se diferencia del Broadcast, en que

    permite transmitir informacin, desde la entrada serial de un mdulo (DIN, pin 3) a

    uno o varios mdulos conectados a la misma red de manera ms controlada, ya que

    se necesitan las direcciones de los otros mdulos, por lo que existe mayor

    seguridad. Para esto se necesitan dos comandos ms aparte de MY y DL. Se

    utilizar el direccionamiento de 16 bits.

    El primer comando es el ID de la PAN (Personal Area Network- Red de rea

    Personal). Todos los mdulos que tengan idntico PAN ID, pertenecern a la

    misma red. El comando para configurar este valor es ID, es decir, ATID, y su

    rango va entre 0x0 y 0xFFFF. Por ejemplo si queremos ajustar el PAN ID como

    0x3332, se debe ingresar ATID3332. Este parmetro tambin es arbitrario, al igual

    que MY y DL.

    El otro comando corresponde al canal por el cual se va a comunicar. Segn la

    Figura debajo, se disponen de 16 canales segn el protocolo IEEE 802.15.4. Esta

    norma indica que entre cada canal, deben existir 5 MHz de diferencia, partiendo de

    la frecuencia base 2.405 GHz, se llegan hasta los 2.480 GHz.

  • Microelectrnica en RF 2012

    Fresadora de Control Numrico Computarizado por RF Pgina 19

    Canales disponibles para el protocolo IEEE 802.15.4

    Cable Virtual I/O

    Esta opcin de configuracin permite crear los llamados Cables Virtuales. Se

    utilizan para crear un canal de comunicacin de manera transparente entre los pines

    de un mdulo y otro.

    Cada pin de entrada tiene su propio pin de salida ya definido entre nodos, esto

    permite una forma totalmente simple de enviar informacin, controlar o medir de

    manera sencilla y rpida, sin necesidad de complicadas configuraciones. El

    esquemtico de los pines se muestra en la siguiente figura:

    Diagrama de pines del mdulo Xbee. Vista Superior.

    Como se dijo, el envo es totalmente transparente para el usuario, ya que el paquete

    recibido, puede o no ser entregado por el pin DOUT (pin 3), lo que permite utilizar

    ese pin para el envo de otro tipo de informacin e incluso seguir recibiendo desde

    otros mdulos.

  • Microelectrnica en RF 2012

    Fresadora de Control Numrico Computarizado por RF Pgina 20

    2.3Descripcin del Software Usado:

    Bsicamente se uso 3 tipos de software en este proyecto:

    Visual Basic: Se uso para elaborar la interfaz USB con la PC, se utilizo

    por su fcil y amigable diseo.

    PIC Basic: Es una extensin del lenguaje de programacin Basic, pero

    esta vez para microcontroladores.

    Ensamblador: Este lenguaje enteramente permite controlar el software del

    microcontrolador 16f877A, que a su vez gestiona de manera eficiente las

    interrupciones de sistema.

    III. ANALISIS Y DISEO:

    3.1 Diagrama circuital: Para la central del CNC, en el hardware tenemos:

  • Microelectrnica en RF 2012

    Fresadora de Control Numrico Computarizado por RF Pgina 21

    Diagrama de la CENTRAL DE HARDWARE:

  • Microelectrnica en RF 2012

    Fresadora de Control Numrico Computarizado por RF Pgina 22

    Su diseo en Eagle es el siguiente:

    3.2 Drivers De Motores

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    Driver X/Y:

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    Diseo en Eagle:

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    3.3 Driver del eje Z y el Taladro con L293D

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    Diseo de Placa:

    Diseo de Interfaz USB+XbeePro:

    Diseo en Eagle:

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    3.4 Simulaciones El software del Proyecto es el siguiente:

    Ensamblador para PIC 16F877A el cual tiene la siguiente funcin:

    Control Driver para Motores

    Interfaz Comunicacin Modulo XbeePro con RS232 a 9600baudios

    Controlar LCD para visualizacin de datos

    Visual Basic 6.0: Se encargar de Realizar la Visualizacin de datos en la PC de

    nuestro Proyecto.

    Protn: Basic para PIC 18f4550, conecta al modulo Xbee a 9600baudios

    tambin.

    Se anexa cada programa que se realizo en esta experiencia (Ver Anexos).

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    3.5 Diseos:

    rea de Trabajo:

    El rea de trabajo es de 10.5cm por 15cm para el eje Y y el eje X, ademas el alcance

    del eje Z es de 7cm como mximo, aunque en la experiencia este se probo para unos

    pocos centmetros.

    Soporte Fsico:

    La estructura se diseo pensando un soporte ligero de fcil locomocin, para lo

    cual se utilizo carretes de impresoras, rieles de fotocopiadoras, adems de

    mapreza para crear la estructura propiamente dicha.

    Driver motores:

    Se utilizo Optoacopladores, para aislar elctricamente la etapa de control de la

    etapa de potencia.

    Mdulos Xbee:

    Se utilizo por la confianza de utilizar una marca reconocida que ya fue probada

    en varios proyectos anteriores con resultados halagadores.

    Encoder:

    Se utilizo estos dispositivos de conteo para tener la posicin de cada eje con la

    mayor precisin posible.

    3.6 Fotos del Proyecto Se anexan las siguientes fotos del proyecto:

    FOTOGRAFIAS DEL PROYECTO:

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    VISTA GENERAL DEL PROYECTO

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    MOTOR DC (12V)PARA EL EJE Y:

    MOTOR DC (12V) PARA EL EJE Z:

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    ENGRANAJES Y MOTOR DC PARA EJE Z:

    VISTA SUPERIOR DE LA FRESADORA:

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    CIRCUITERIA:

    3.7 Pruebas del Proyecto: Se hicieron las siguientes pruebas:

    De Precisin:

    Se alcanz una precisin media de 1mm para distancias pequeas, pero para

    distancias grandes el error crece.

    De distancia:

    Se alcanz una distancia de 100 (m), para lugares abiertos.

    Cabe sealar que en lugares cerrados estas disminuyeron hasta 30 m

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    III. CONCLUSIONES:

    Los mdulos XbeePro funciona a 100 en lugares abiertos sin ningn

    inconveniente.

    La precisin Disminuye a medida que se trabaja con distancias grandes.

    La etapa de potencia debe estar aislada de la etapa de control cuando se utiliza

    microcontroladores PIC 16f877A.

    El protocolo de Transmisin de los Mdulos Xbee, muestra gran robustez en

    cuanto a fiabilidad de datos.

    Los encoders tienen que tener un trato especial, sobretodo la etapa de los

    sensores.

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    IV. ANEXOS: