INSTITUTO TECNOLÓGICO DE LEÓN

Ingeniería Electromecánica

FORMULACIÓN Y EVALUACIÓN DE PROYECTOS

CATEDRÁTICO:DR. ROGELIO NAVARRO RIZO

Proyecto:MANUAL DE OPERACIÓN DEL CABEZAL

DIVISOR DE CONTROL NUMERICO

Integrantes:

Lara Guerrero HumbertoRodríguez Medina Alejandro

Noriega Vázquez Fernando Rafael

30 de Julio de 2012

MANUAL DE OPERACIÓN DEL CABEZAL DIVISOR DE CONTROL NUMERICO

A continuación se muestran una descripción breve del modo de operar del cabezal divisor controlado mediante control numérico.

Sistema Mecánico.

El cabezal divisor consta de dos ranuras y una guía, las cuales permiten sujetar el cabezal divisor a la bancada. Véase figura 2.6.

Figura 2.6. Ubicación de la ranura y de la guía.

RanurasGuía

El cabezal divisor también cuenta con dos ejes (figura 2.7) que le permiten girar de 0° a 90° (figura 2.8) con respecto a su posición inicial de trabajo.

Figura 2.7. Ejes de rotación del Cabezal Divisor.

Eje de rotación

Eje de rotación

Figura 2.8. Manija para posicionar gradualmente el Cabezal Divisor.

Área de Control

Sistema de Control

En el sistema de control se puede utilizar la plataforma Arduino Uno (Figura 2.1) es una placa electrónica basada en el micro-controlador ATmega328. Cuenta con 14 entradas y salidas digitales (de los cuales 6 pueden ser utilizados como salidas PWM), 6 entradas analógicas, un oscilador de cristal de 16 MHz, una conexión USB, un conector de alimentación, una cabecera de ICSP, y un botón de reinicio. Contiene todo lo necesario para apoyar un micro-controlador, sólo tiene que conectarlo a un ordenador con un cable USB o el poder con un adaptador AC-DC o la batería para empezar.

Figura 2.1: Plataforma Arduino Uno

Manija

Para programar el Arduino Uno se necesita el software de la plataforma este se puede conseguir en internet en la página http://arduino.cc/ en el software están incluidas las librerías pero también pueden ser creadas.

Características:

Microcontrolador ATmega328 Voltaje de Operación 5V Voltaje de Entrada (recomendado) 7-12V Voltaje de Entrada (límites) 6-20V Canales de E / S 14 (de los cuales 6 proporcionar una salida PWM) Pines de entrada analógica 6 Corriente de I / S de CC Pin 40 mA De corriente continua de 3.3V Pin 50 mA Memoria Flash de 32 MB (ATmega328) de los

cuales 0,5 KB utilizado por gestor de arranque SRAM 2 KB(ATmega328) EEPROM 1 KB (ATmega328) Velocidad del reloj de 16 MHz

Modo de descarga e instalación(Arduino Uno)

1. Ir a la página de Arduino http://arduino.cc/

2. Entrar a la pestaña de descarga

3. Seleccionar el sistema operativo con el que cuenta su equipo

4. Una vez seleccionado el sistema operativo aparecerá el cuadro de dialogo de descarga, se elige la opción de guardar y se especifica la carpeta donde se guardara el archivo. (archivo comprimido .Zip).

5. Al termino de guardar el archivo

Al descomprimir aparecerá una carpeta con el nombre del programa

6. Una vez obtenida la carpeta se obtiene lo siguiente:-Librerías principales -Ejemplos-Controladores (Drivers)

7. Una vez abierto el archivo se podrá llevar a cabo la programación necesaria

8. Ahora para la instalación de controladores de la tarjeta Arduino Uno, será necesario conectar la tarjeta por medio de un cable USB, al conectar el cable, la computadora desconocerá el dispositivo, por lo tanto será necesario realizar los siguientes pasos:

a. Conectar cable USB de tarjeta Arduino Unob. Ir a Inicio> Panel de control > Hardware y sonido > Dispositivos

e impresoras > Administrador de dispositivos

c. Una vez encontrado el dispositivo desconocido, se da clic derecho y se selecciona la opción de propiedades y se presiona el botón Actualizar controlador

d. En esta pantalla seleccionamos la ventanilla para Buscar software de controlador en el equipo.

e. En esta pantalla se selecciona Examinar para buscar la carpeta que se descomprimió anteriormente (Arduino 1.0.1) y se escoge la carpeta que se llama Drivers y se presiona aceptar.

f. En este paso siempre se tiene una advertencia de seguridad para el equipo porque no reconoce el fabricante del software, aunque seleccionaremos que lo instale.

9. Ya terminada la instalación aparecerá que si ha sido aceptado

10. Y con esto se podrán cargar los programas elaborados en la aplicación.

Display

Modelo No.TS1640

Este display (Figura 2.5) nos servirá para leer la información que sea mandada por el teclado matricial.

Figura 2.10.El display utilizado

Características:

Área de Visión: 61.8 x 25.2mm Modo de visualización: STN, positivo, de color verde amarillo, transparente Formato de pantalla: 16 caracteres x 4 líneas Visualización de la dirección: 6:00 Los datos de entrada: 4-bit o 8-bit de interfaz disponibles Visualización de la fuente: 5 x 8 píxeles Fuente de alimentación: fuente de alimentación única (5V ± 10%) Esquema de conducción: 1/16 deber, 1.5 sesgo Luz de fondo: LED (amarillo-verde) Los otros formatos de visualización (caracteres x líneas): 8 x 1, 8 x 2, 16 x

1, 16x2, 16 x 4, 16 x 6, 20 x 2, 20 x 4, 24 x 2, 24 x 6, 40 x 2, 40 x 4

Teclado Matricial.

Este teclado nos sirve para introducir un valor cualquiera.

Figura 2.11. Teclado Matricial.

Para programar el Arduino Uno se necesita el software de la plataforma este se puede conseguir en internet en la página http://arduino.cc/ en el software están incluidas las librerías incluyendo la de los motores a pasos que es la que se va a utilizar.

CONEXIONES

Conexión del display.

En la siguiente figura se muestran solo las entradas (1, 2, 3, 4, 5, 6, 11, 12, 13, 14 y 15) que serán usadas del display.

Tabla 2.1 Configuración elegida por el display.

ENTRADA DESCRIPCIÓN1 Tierra2 Voltaje3 Potenciómetro de 10K4 RS Dato digital5 R/W Tierra6 ENABLE

11, 12, 13, 14 Transmisión de datos.15

Configuración del teclado matricial.

L1L2L3L4

C4C3C2C1

Conexión del display y del teclado matricial a la tarjeta Arduino.

C4

C3

C2C1

L4

L3

L2

L1

SCHITCH

GND

4 DISPLAY

6 DISPLAY14 DISPLAY

13 DISPLAY

5V

GND

Programación

En el programa del Arduino Uno para el motor a pasos a controlar se estructura de la siguiente manera:

#include <Keypad.h> // Libreria del Teclado Matricial#include <LiquidCrystal.h> // Libreria DisplayLiquidCrystal lcd (19, 18, 17, 16, 15,14); // Se definen las salidas del display#include <Stepper.h> // Libreria motores a pasos#define motorSteps 200 // (360°/1,8°) numero de pasos por revolución según el motor a pasos#define motorPin1 10 // se define el pin de salida (la que se desee)#define motorPin2 11 // se define el pin de salida (la que se desee)Stepper myStepper (motorSteps, motorPin1, motorPin2); // Inicia la comparación de motores a pasos con las variables definidas

const byte ROWS = 4; //Cuatro filas del teclado matricialconst byte COLS = 4; //Cuatro columnas del teclado matricialchar keys[ROWS][COLS] ={ {'1','2','3','A'},

{'4','5','6','B'}, {'7','8','9','C'}, {'*','0','#','D'} };

byte rowPins[ROWS] = {9,8,7,6}; //Conectar a las filas los pines de salida del teclado matricialbyte colPins[COLS] = {5,4,3,2}; //Conectar a las columnas los pines de salida del teclado matricial

Keypad keypad = Keypad( makeKeymap(keys), rowPins, colPins, ROWS, COLS );

char attempt[3]={0,0,0}; // se usa para comparaciónint z=0;float circun = 360;float gxp = 0.07;

void setup(){ myStepper.setSpeed(5); pinMode(10, OUTPUT); pinMode(11, OUTPUT); //incorrectPIN(); lcd.print("Iniciando..."); delay(2000); lcd.clear(); lcd.print("Presiona * para continuar");}

void checkPIN(){ int numero =0; int correct = 0; float gxdiv = 0; int gxdiv2 =0; float tpasos =0; int pasos =0; int divisiones =0; numero = ( ( (100)*( attempt[0]-48 ) ) + ( (10)*( attempt[1]-48 ) ) + (attempt[2]-48 ) ); if(numero >0 && numero <361){ correct = 1; } else { correct =0; } if (correct==1) { gxdiv = (circun / numero) + 0.5; gxdiv2 = int(gxdiv); tpasos = (gxdiv2 / gxp) + 0.5; pasos = int(tpasos); lcd.print("CORRECTO"); delay(800); lcd.begin(3,0); lcd.print("# de pasos= "); lcd.print(pasos); myStepper.step(pasos); delay(500); lcd.clear(); delay(500); lcd.clear(); lcd.print("Sig. Presione # Reset Presione *"); readKeypad(); } else {

lcd.print ("INCORRECTO"); delay(2000); lcd.clear(); lcd.print("Intentelo:"); delay(1500); lcd.clear(); lcd.print("Presione * para continuar"); } }void readKeypad(){ char key = keypad.getKey(); if (key != NO_KEY) {readKeypad(); lcd.print(key); switch(key) { case '*': lcd.clear(); lcd.print("Num de Division Tres digitos: Ejemplo: 001# "); z=0; break; lcd.clear(); case '#': delay(100); lcd.clear(); checkPIN(); break; default: attempt[z]=key; z++; } }}void loop(){ readKeypad();}

El programa de control de motor a pasos se agrega brevemente el significado del procedimiento del programa, trabajando ya con la tarjeta de Arduino Uno, se encuentra un menú para seguir las breves instrucciones y se calcule automáticamente y gire los grados adecuados dependiendo de las divisiones deseadas que se introdujeron desde un principio y dar un solo pulso para continuar ejecutando la siguiente división.

Conexión del Circuito para la Etapa de Potencia

1. GND2. Voltaje de alimentación de la tarjeta3. Salida del Arduino, entrada al driver (cambia según la salida deseada)4. Salida del Arduino, entrada al driver (cambia según la salida deseada)5. Enable

Figura 2.12 Conexión de las entradas del circuito de potencia.

En la figura se presenta la conexión de las salidas de la etapa de potencia.

Figura 2.13: Conexión en driver de potencia 2

Figura 2.14: Líneas del motor a pasos

Precauciones

En el caso del circuito de potencia:

Utilizar una fuente de voltaje con una corriente mayor a 3 Amperes ya que el motor consume 3 Amperes

Colocar disipador al L298N esto ayudara a que no se dañe por calentamiento (en el caso de tener más corriente el circuito Puente H puede dañarse).

En caso de utilizar un motor unipolar (6 cables) no unir los cables centrales esto aumentara el amperaje de trabajo del motor y se necesitara una fuente con mayor potencia.

LISTA DE COSTOS

ACCESORIOS COST0Tarjeta Arduino Uno $410Cable USB $25Teclado matricial $69Display 16 X 4 &200Ventilador $110Disipador $135Potenciómetro, Resistencias $10Circuito Puente H L298N $66Cable, alambre, pines de conexión rápida.

$15

Switch $6