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UNIVERSIDAD PEDAGOGICA Y TECNOLOGICA DE COLOMBIACURSO VIRTUAL DE ROBOTICA EDUCATIVA
GUIA DE LABORATORIO No. 1
DISEÑO Y CONSTRUCCION DE UNA PLATAFORMA ROBOTICA PARA SU POSTERIOR USO EN EDUCACIÓN
OBJETIVOS
Diseñar un circuito lógico digital que permita controlar el sentido de giro de un motor DC de acuerdo a determinadas condiciones de operación.
Elaborar una lista de posibles usos de la plataforma en la enseñanza de la robótica educativa.
MATERIALES UTILIZADOS
Plataforma Robótica.Conexión a internet con acceso a las páginas http://twitter.com/ http://www.slideshare.net/http://www.teachertube.com/
1 Osciloscopio Digital1 Generador Digital2 Multímetros1 Fuente de Alimentación Conmutada1 ProtoboardIC555AContador BCD (74LS93 ó 74LS193)Motor DCEncoder IncrementalPar óptico Emisor-ReceptorTransistores NPN y PNPResistencias CondensadoresTransistoresPinzas Cable
PROCEDIMIENTO
Consultar en la web y en las los vínculos diseñados para el curso, en qué consiste el funcionamiento de un encoder incremental, para complementar la presente guía.
Para recursos adicionales e instrucciones complementarias puede acudir a los enlaces diseñados para tal fin:
http://twitter.com/#search?q=clase_virtualhttp://www.slideshare.net/barreranelsonhttp://teachertube.com/viewVideo.php?video_id=171843&title=Concurso_Robots
Si a través de estos recursos le es imposible resolver sus dudas puede escribir al correo electrónico:
Con lo que se contara con una vía de comunicación adicional para la constante realimentación y vínculo directo con el tutor del curso.
Conceptos básicos.
El encoder incremental acoplado al rotor de un motor DC permite sensar el número de giros a través de un par óptico Emisor Receptor (Ver Figura 2). Los pulsos suministrados por el sensor alimenta la señal de reloj de un contador BCD a 8 bits. Se debe diseñar un circuito comparador de magnitud que permita determinar los estados de control de giro del motor DC, de acuerdo al siguiente diagrama de flujo.
Fig. 01. Diagrama de Flujo para control de giro motor DC.
Las señales de control LEFT, RIGHT y STOP se entregaran a un circuito driver para el motor DC llamado comúnmente Puente H. La figura 2 muestra algunos esquemas genéricos del circuito driver.
LeftRight M1
5V
Q4 Q3
Q2Q1R4 R3
R2R1
Figura 2. Puente H
Left1Right1
Stop
5V
Q5 Q6
Q7Q8
Q9
M2
R7 R8
R9R10
R11
Figura 3. Puente H con señal de STOP independiente (1).
Stop
Right2 Left2M3
Q14
Q13 Q12
Q11Q10
5V
R17
R16 R15
R14R13
Figura 4. Puente H con señal de STOP independiente (2).
Para los anteriores circuitos (de acuerdo al que seleccione) se debe describir el proceso de diseño. El diseño debe ir enfocado al cálculo de las resistencias de base RB teniendo en cuenta la corriente de colector IC (depende de la carga) y el criterio de corte y saturación para transistores NPN y PNP (IB ≥ IC/hfe)
El circuito generador de retardo, es un circuito diseñado en base a un IC555A en modo monoestable. La señal de disparo del circuito monoestable es suministrado por el circuito comparador de magnitud, el cual genera el estado de parada (es posible hacer uso de lógica combinacional para generar dicho estado).
Un diagrama esquemático representativo de lo descrito anteriormente se muestra en la siguiente figura.
Fig. 05. Diagrama esquemático control de giro motor DC.
EJERCICIO
Se desea diseñar un circuito de control para un vehículo no tripulado, que permita avanzar 1 metro de distancia en línea recta partir de un punto de referencia. Cuando llegue a dicho punto debe esperar un tiempo igual a 10seg. En seguida debe retroceder 5 metros. Si la transmisión del vehículo esta gobernado por un sistema como el diseñado anteriormente, describa el proceso de diseño y los parámetros que se deben tener dentro del sistema para el correspondiente diseño.
NOTA: El informe debe contener: Objetivos, Lista de Materiales, Procedimiento, Tabla de Datos, Análisis de Resultados, Conclusiones,
Simulaciones, Anexos (Opcional), y lista de posibles usos de la plataforma en la enseñanza de la robótica educativa.
El informe y la documentación de la práctica (videos, fotografías, diagramas etc.) se debe hacer llegar a más tardar el sábado 17 de abril DE 2010 a:
Es importante resaltar que los avances que se logren y las experiencias logradas por los diferentes grupos de trabajo se deben compartir en un foro que será diseñado para tal fin y cuya notificación y ubicación en la web se hará a través de: http://twitter.com/#search?q=clase_virtual
Videos informativos adicionales serán publicados de forma periódica a través de:
http://teachertube.com/viewVideo.php?video_id=171843&title=Concurso_Robots
Las guías de trabajo adicionales se podrán descargar de:
http://www.slideshare.net/barreranelson
RECURSOS ADICIONALES SUGERIDOS
Libros: Floyd, Thomas L. Fundamentos de Electrónica Digital. Ed. LIMUSA.
Mano, Morris. Diseño Digital PH.
Tokheim, Roger L. Principios Digitales Mc Graw Hill.
Revistas: Electrónica y Computadores (Cekit S.A.), Saber Electrónica, Electrónica
Digital (Cekit S.A), IEEE Transactions Digital Systems.
Páginas Web: www.monografias.com/trabajos14/algebra-booleana
www.virtual.unal.edu.co
www.netcom.es/celes/pages4.html
Software: Circuit Maker, Microcap, Eagle, Orcad- Spice, Worbench, otros.
