informe_minisumo

DEPARTAMENTO DE ENERGIA Y

MECÁNICA

INFORME

Tema

SEXTO NIVEL

NOMBRE:

Semanate Clinton

LATACUNGA – ECUADOR

19– 08- 2015

INFORME DE INTRUMENTACIÓN MECÁNICA

Tabla de contenido 1. TEMA ......................................................................................................................................... 3

2. OBJETIVOS ................................................................................................................................. 3

2.1 OBJETIVO GENERAL ....................................................................................................... 3

2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ...................................................................................................... 3

3. INTRODUCCIÓN ......................................................................................................................... 3

4. DESCRIPCIÓN DE LA PROBLEMÁTICA ........................................................................................ 3

5. MATERIALES .............................................................................................................................. 3

6. MARCO TEÓRICO ....................................................................................................................... 4

6.1 Sensor de distancia SHARP 2Y0A21 ................................................................................. 4

6.1.3 Características del Sharp ....................................................................................... 4

6.2 Módulos sensores de Línea ................................................................................................. 5

7. FUNCIONAMIENTO ............................................................................................................... 6

8. CIRCUITO ................................................................................................................................ 6

9. CONCLUSIONES .................................................................................................................... 8

10. RECOMENDACIONES: .............................................................................................................. 8

11. BIBLIOGRAFIA .......................................................................................................................... 8


1. TEMA ROBOT MINISUMO

2. OBJETIVOS

2.1 OBJETIVO GENERAL

Implementación de un Robot Minisumo utilizando compuertas lógicas

2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Diseñar un circuito apto para el Robot Minisumo

Desarrollar el conocimiento acerca del uso de las compuertas lógicas en

la materia de Sistemas Digitales

Seleccionar sensores adecuados para que el robot cumpla su función

destinada

Analizar los resultados obtenidos

3. INTRODUCCIÓN El aspecto más relevante de este proyecto es el aprendizaje obtenido y la aplicación de la

electrónica básica, puesto que el desarrollo fue ampliando más el conocimiento. Este proyecto

es de provecho pues anima a los alumnos para estudiar.

El mini sumo es un proyecto que puede servir como material didáctico para apoyo a los

profesores hacia los alumnos para adentrarlos más a la minirobótica.

4. DESCRIPCIÓN DE LA PROBLEMÁTICA El problema a resolver es como realizar un robot minisumo y su diseño del circuito lógico

para controlarlo y aplicar todos los conocimientos básicos de electrónica, saber identificar

cada componente utilizado en él, aprender acerca de los tipos de sensores que se puede

emplear.

5. MATERIALES

1 Sensor de distancia SHARP 2Y0A21

2 Módulos sensores Infrarrojos

1 LED ROJP

2 PROTOBOARDS.

Cable UTP

Resistencias.

4 Motores

4 Llantas

Capacitores

1 NE555

CI 74LS04, 74LS32, CD4093

1 L293D


1 Pulsador

Estructura del MINISUMO

Baterías de 9V

6. MARCO TEÓRICO

6.1 Sensor de distancia SHARP 2Y0A21

Fig 1. Sensor de distancia

Basado en luz infrarroja, el sensor Sharp GY2Y0A21YK (comúnmente conocido como

2Y0A21) es muy utilizado en proyectos donde se necesita realizar medidas de

distancia con buena precisión. En este experimento vamos a integrar este dispositivo

en un entorno Arduino y probar su precisión comparando las medidas de dos

dispositivos en las mismas condiciones.

6.1.3 Características del Sharp

Este sensor consta de tres patas: alimentación, tierra y salida. La tensión en esta última

variará entre 0,3 y 3,1 voltios en función de la distancia medida, según la curva

proporcionada por el fabricante en su datasheet:


Fig 2. Curva del Sharp

Ésta se suele aproximar según la siguiente expresión:

distancia(cm) = 16746,73 · Vout-1,2134

En cuanto a la alimentación, ésta debe estar entre 4,5 y 5,5, recomendándose que sea lo

más estable posible. En caso de no ser muy estable pueden producirse errores en la

tensión de salida. Un modo de compensar las oscilaciones a la entrada es la adición de

un condensador de 10 µF entre las patas de alimentación y tierra a modo de filtro.

6.2 Módulos sensores de Línea

Los módulos sensores de Líneas son muy utilizados ya que su forma de conectar es muy

sencilla y funciona con 5 VCC, son muy versátiles y adecuados para un Robot Minisumo

Fig 3.Módulo Sensor de Línea

Características del módulo:

Voltaje de funcionamiento: 2.5 V-12 V (no más de 12 V)

Corriente de trabajo: 18mA-mA a 5 V

Señal de nivel eléctrico de salida: nivel bajo al detectar objetos/nivel alto cuando no

hay objetos/0 o 1 decide si los objetos existen


7. FUNCIONAMIENTO

El funcionamiento de un robot de minisumo es avanzar, detectar, posicionarse y atacar,

empujando de tal manera que logre sacar al oponente del área de combate sin salir junto

con él, para lograr esto, se colocaron el Sensor Sharp al frente del minisumo y otros dos

sensores de línea para detectar el borde del área de combate

Es importante resaltar como se muestra en la imagen que solo se necesitan dos sensores

de Línea para la detección de bordes, los cuales se encontraran al frente en los extremos

del minisumo en su parte inferior, con ellos es más que suficiente, para la detección del

contrincante, también se coloca 1 Sensor Sharp 2Y0A21 al frente del robot de tal

manera que si detecta al oponente por contacto tendrá que posicionarse en dirección de

él, si los dos lo detectan entonces el robot avanzará empujándolo hasta sacarlo, en ese

momento los sensores inferiores no permitirán que siga de frente detectando el borde

blanco del área de combate. Mientras no detecte oponente solo avanzara de frente y al

detectar un borde el minisumo cambiará de dirección hasta detectar por contacto a otro

robot.

La tarjeta que se utiliza en este proyecto permite construir un robot básico de minisumo,

con materiales al alcance de un alumno de secundaria y el cual puede manipularlo, sin

tener problemas de sufrir alguna lesión. Es muy importante saber identificar cada

material empleado para el desarrollo del minisumo.

8. CIRCUITO

El circuito tendrá los resistores R1 y R2 que van conectados en modo de elevación a Corriente

continua (Vcc) y hacia las entradas de la primera etapa de compuertas NAND 1 y 2, de estas

entradas y hacia tierra serán conectados los interruptores o Sharp de modo normalmente

abiertos por lo cual el estado de ambas entradas sin detección será un valor cercano a Vcc o un

“1” lógico, por lo que las salidas en las compuertas NAND 3 y 4 tendrán valores de “1” lógico,

con estos valores el robot avanzara. Cuando los Sharp detecten por contacto al oponente el

valor de entrada disminuirá a valores inferiores a 1 volt lo cual será considerado como un “0”

lógico, de tal forma que cumplirán con la función de detección, si son activados de forma

alternada causara que la señal se propague hasta la salida cambiando los valores de las

compuertas NAND 5 y 6 que van hacia las entradas del circuito integrado L293D, conocido

como puente H(CI L293D) logrando que los motores cambien de dirección buscando

posicionarse de manera frontal hacia el oponente, si ambos interruptores son oprimidos la

salida de la primera etapa de compuertas NAND (4 y 5) entregaran un valor de “1” lógico,

siendo un valor igual a cuando no son oprimidos, esto es en ausencia de un oponente las

salidas también serán 1, por lo cual el robot avanzara, con ello podemos comparar el

funcionamiento de la primera etapa similar a una compuerta XOR exclusiva pero con dos

entradas y dos salidas.

La segunda etapa de circuito se compone por los resistores R4 y R6 que son los limitadores de

los emisores infrarrojos de los sensores de Línea, R3 y


R5 son los resistores entre Vcc y el colector de los fototransistores de los sensores de reflexión,

de modo normal si no hay reflexión ó borde de la arena entregaran una señal cercana al valor

de Vcc considerándolo como un “1” lógico, su señal será aplicada directamente a las dos

compuertas NAND 5 y 6 que van directamente hacia el puente H del CI

L293D, usamos dos compuertas NAND (7 y 8) en configuración inversor para complementar la

entradas hacia el puente H y así tener la inversión de giro de los motores, estos sensores son

los que tienen prioridad de funcionamiento por lo cual si el robot se mueve dentro de la zona

de lucha el cambio de sentido de los motores estará a cargo de las señales de detección

enviadas por el Sharp, en caso de llegara a los bordes y sin importar que valor tengan los

sensores Sharp los sensores de reflexión tendrán prioridad para prevenir que el robot no salga

del área de combate.

Fig 4.Simulación en Proteous


9. CONCLUSIONES

Una vez más comprobado que los sistemas digitales pueden ser utilizados en

cualquier proceso en este caso el Robot Minisumo.

Las compuertas NAND de la tecnología CMOS son muy utilizados ya que

puede trabajar con voltajes mayores a 5 voltios y son económicas en el

mercado.

El robot minisumo nos puede servir para despejar obstáculos y definir

nuestro territorio q se desee libre.

10. RECOMENDACIONES:

Conocer los niveles de voltaje que manejan los distintos sensores ya que de

ésta manera se puede asegurar la vida útil de los mismos así también como

errores en mediciones o lecturas nulas.

Unir las tierras comunes de cada sensor, a fin de eliminar la mayor cantidad

de cableado.

Conocer las aplicaciones que se les puede dar a todos los sensores de

manera que se pueda incluir en futuros proyectos.

Comprar una batería adecuadas para el tipo de proyecto preferiblemente

recargables y con una capacidad de corriente mayor a 200 mAmp.

11. BIBLIOGRAFIA

https://minibots.wordpress.com/2013/11/30/utilizacion-del-sensor-de-distancia-sharp-

2y0a21/

http://es.aliexpress.com/store/product/Lindabest-KY-033-Tracing-Black-White-

Line-Hunting-Sensor-Module-For-for-arduino/1345021_32358237473.html

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