TECNOLGICO NACIONAL DE MXICOInstituto Tecnolgico de Len

ROBTICA INDUSTRIAL

PROYECTO:SISTEMA AUTOMATIZADO DE PUERTA CORREDIZAINVERSIN DE GIRO DE UN MOTOR MEDIANTE EL USO DE UN PUENTE H CON RELAYS

QUE PRESENTA:DIANA YESELY SILVA GUERREROJUAN PABLO SANCHEZ MRQUEZJUAN JOS SANDOVAL TORRESFERNANDO DANIEL RODRGUEZ MARTNEZ

CON LA ASESORA DE:DR. GUTIERREZ HERNANDEZ DAVID ASAEL

Len, GuanajuatoFecha: 21 de marzo, 2014.

ContenidoINTRODUCCIN3OBJETIVO4Objetivos especficos41 MARCO TERICO41.1 Control de velocidad y giro para motor de corriente continua.41.2 Algunas aplicaciones.51.3 H-BRIDGE in electric circuits81.4 H-Bridge Devices112 DESARROLLO11Tabla de componentes112.1 Diseo de referencia del circuito elctrico122.2 Tabla Boleana122.3 Circuito de control elctrico122.4 Lecturas123 CONCLUSIN12BIBLIOGRAFA13

INTRODUCCINLos puentes H son circuitos electrnicos ampliamente usados en robtica para el control de motores u otros actuadores que requieran de convertidores de potencia. Los circuitos de puente H son tan populares que incluso los tenemos en circuitos integrados como el L293 o el L298. El puente H est diseado para invertir el sentido de giro de un motor. Para alterar el giro del motor, la alimentacin debe ser invertida y esto es lo que el puente H hace.Un H-Puente se puede hacer con interruptores, rels, transistores o MOSFET, el hecho de construirlos nosotros mismos mediante el uso de rels surge como respuesta a la necesidad de manejar corrientes elevadas sin precisar de mucho dinero en comparacin con los Puentes H basados en MOSFETs.El presente proyecto pretende el desarrollo de un sistema automtico de puerta corrediza basado en el diseo de un circuito elctrico que permita la inversin de giro de un motor CC mediante el uso de un puente H con relevadores.El actuador del sistema consta de una puerta corrediza, posicionada sobre un carril inferior que cumple la funcin de gua, la cual logra su movilidad gracias a una cremallera, accionada a su vez por el motor elctrico ya sea hacia un sentido (apertura de la puerta) o hacia el otro (cierre de la puerta).El accionar del motor CC a su vez, depende de un sensor de presencia (sensor de luz para la aplicacin), cuya programacin contemplar cierto rango de valores o cantidades de la variable que deber cumplir para proseguir con el accionar del motor.

OBJETIVODisear un sistema automatizado de puerta corrediza.Objetivos especficos-Realizar un circuito elctrico para la puerta corrediza que permita la inversin de giro de un motor CC mediante el uso de un puente H con relevadores.-Crear el cdigo del sistema de control con el uso de Arduino.1 MARCO TERICO1.1 Control de velocidad y giro para motor de corriente continua.Hoy en da, el uso de la electricidad en la vida moderna es imprescindible. Difcilmente una sociedad puede concebirse sin el uso de la electricidad.

La industria elctrica, a travs de la tecnologa, ha puesto a la disposicin de la sociedad el uso de artefactos elctricos que facilitan las labores del da a da, haciendo la vida ms placentera.

Entre esos artefactos elctricos se encuentran los motores. Unmotor elctricoes un dispositivo que transforma la energa elctrica en energa mecnica, por medio de la accin de los campos magnticos generados en sus bobinas. Son mquinas elctricasrotatoriascompuestas por unestatory unrotor.

No solo se puede controlar y regular la velocidad, sino tambin el sentido de giro de un motor de corriente continua.

Esta es una aplicacin con gran demanda ya que se trata de algo aparentemente muy sencillo y que tiene muchas aplicaciones. El control de motores de forma precisa, requiere de un circuito electrnico especializado que realiza la regulacin de la velocidad.

Consiste bsicamente en variar la cantidad de tiempo que el motor recibe tensin. Si el motor recibe tensin de forma constante, este gira a su mxima velocidad y potencia. Lo que se hace es aplicar la mxima tensin., pero no todo el tiempo, si no a pulsos, con lo que se consigue regular la velocidad manteniendo la potencia del motor.

La segunda funcin que hace un circuito de control de motores, es encargarse del sentido de giro. En una aplicacin sin circuito, hay que cambiar la polaridad del motor para que este cambie el sentido de giro, lo que implica usar algn tipo de conmutador doble que haga la inversin de polaridad.

Los usos y aplicaciones de los motores elctricos son muy variados y actualmente los podemos ver prcticamente en todas las reas de la sociedad como pueden ser: Sistemas de riego en el campo. Mquinas neumticas. Gras para la construccin. Dispositivos de perforacin y extraccin en la industria petrolera. Sistemas de bombeo industrial. Bandas transportadoras. Licuadoras, refrigeradores y hornos de microondas en el rea del hogar. Ventiladores. Elevadores.

Y en un sin fin de artefactos y dispositivos requieren el uso de un motor elctrico ya sea de corriente continua o corriente alterna, la primera ms utilizada en trabajo pesado y la segunda ms enfocada a trabajos de precisin.

1.2 Algunas aplicaciones.A continuacin se muestran de manera grfica algunas de la infinidad de aplicaciones que emplean el uso de motores elctricos.

Mediante el uso de motores elctricos podemos hacer que dispositivos, ya sean individuales o de carga se desplacen en uno o ambos sentidos.

En este ejemplo, podemos controlar remotamente la webcam para que grabe en la direccin que se requiera. Esto es de gran utilidad para las organizaciones que manejan sistemas de seguridad.

Si unimos las dos ideas anteriores, logramos como resultado no solo una cmara con enfoques a diferentes ngulos y direcciones, sino un dispositivo con movilidad en diferentes direcciones, y, que tal vez, pueda emplearse en lugares inalcanzables o inseguros para las personas.

Carril motorizado para fotografa y/o vdeo.

Constituye un sistema de desplazamiento lineal, que busca ser lo suficientemente suave y preciso como para tomar fotografas a intervalos (time lapse) o simplemente hacer un desplazamiento de la cmara de video.

1.3 H-BRIDGE in electric circuitsH-Bridge is a method used to control the activation and output rotational direction of a motor. The H-Bridge uses the four relays to control the directional flow of current through the motor. Two of the relays are used to close circuits from a 5V power source to the motor while the other two relays are used to close the circuit to ground. Figure 1 shows the circuit diagram for a single-directional motor.

Figure 1: Single-Directional Motor Circuit DiagramIf a high signal from the microcontroller is sent through the relay then 5V will be sent to the motor and the motor will activate. A more elaborate circuit (an H-bridge) must be used if the operator desires a circuit which will allow the motor output to rotate clockwise and counterclockwise. Figure 2 shows the circuit diagram for an H-bridge controlled dual-directional motor.

Figure 2: Picture of H-Bridge Wiring DiagramIf a high signal from the microcontroller is sent to the 5V relay on one side of the bridge and a high signal from the microcontroller is sent the ground relay on the other side of the bridge the motor will spin. If a high signal from the microcontroller is sent to either both ground relays or both 5V relays the motor will stall (and possibly be damaged). If a high signal from the microcontroller is sent to the ground and 5V relays on one side of the H-bridge then the circuit will burn and smoke will result.Relays configured in the next fashion make an H-Bridge. The "high side drivers" are the relays that control the positive voltage to the motor. This is called sourcing current. The "low side drivers" are the relays that control the negative voltage to sink current to the motor. "Sinking current" is the term for connecting the circuit to the negative side of the power supply, which is usually ground.

So, you turn on the upper left and lower right circuits, and power flows through the motor forward, i.e.: 1 to A, 0 to B, 0 to C, and 1 to D.

Then for reverse you turn on the upper right and lower left circuits and power flows through the motor in reverse, i.e.: 0 to A, 1 to B, 1 to C, and 0 to D.

CAUTION: You should be careful not to turn on both circuits on one side or the other, or you have a direct short which will destroy your circuit Example: A and C or B and D both high (logical 1).

1.4 H-Bridge DevicesThe L 293 has 2 H-Bridges, can provide about 1 amp to each and occasional peak loads to 2 amps. Motors typically controlled with this controller are near the size of a 35 mm film plastic canister. The L298 has 2 H-bridges on board, can handle 1amp and peak current draws to about 3amps. You often see motors between the size a of 35 mm film plastic canister and a coke can, driven by this type H-Bridge. The LMD18200 has one H-bridge on board, can handle about 2 or 3 amps and can handle a peak of about 6 amps. This H-Bridge chip can usually handle an average motor about the size of a coke. There are several more commercially designed H-Bridge chips as well.

2 DESARROLLOTabla de componentesEtiquetaElemento

Motor CC, 5 V

Relay 1

Relay 2

Relay 3

Fotorresistencia

Resistencia 220 K

Protoboard

Aruino UNO

Conector con cierre tornillo 1

Conector con cierre tornillo 2

Fuente de alimentacin de 5 V

2.1 Diseo de referencia del circuito elctricoDiseo del circuito elctricoEste es un circuito de medio puente, es de bajo costo y efectivo. Se requiere de un suministro de energa dividida. Se hace uso de una batera de 5V. El voltaje de entrada debe ser de aproximadamente 1V. Ambas entradas NO deben ser altas al mismo tiempo. El circuito tiene: FORWARD, OFF, REVERSE.

2.2 Tabla Boleana2.3 Circuito de control elctrico2.4 Lecturas3 CONCLUSINEl puente H est diseado para invertir el sentido de giro de un motor mediante la alimentacin debe ser invertida, el uso de rels supone la posibilidad el manejo corrientes elevadas y un bajo sote sin precisar de mucho dinero en comparacin con los Puentes H basados en MOFETs.El sistema automtico de puerta corrediza consta de una puerta corrediza, posicionada sobre un carril inferior que cumple la funcin de gua, la cual logra su movilidad gracias a una cremallera, accionada por un motor CC que tiene la capacidad de girar a ambos sentidos, para cerrar o abrir la puerta elctrica al detectar los sensores alguna presencia, cuya programacin contempla cierto rango de valores para la variable.BIBLIOGRAFABrown, J. (abril de 1998). Dallas Personal Robotics Group. Recuperado el 22 de abril de 2015, de http://www.dprg.org/tutorials/1998-04a/Donate, A. (1997). Tcnicas electrnicas digitales. Madrid, Espaa: Prentice Hall.