follower calibracion de sensores

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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE HERMOSILLO, SONORA MECATRÓNICA ÁREA AUTOMATIZACIÓN “Follower, Auto Calibración de Sensores” (Futuro Inteligente S.A. de C.V.) Presentan: Hansen Hiram Navarro Valenzuela Joaquín Adán Peralta Carvajal Hermosillo, Sonora. Agosto, 2013.

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Page 1: Follower Calibracion de Sensores

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE HERMOSILLO, SONORA

MECATRÓNICA ÁREA AUTOMATIZACIÓN

“Follower, Auto Calibración de Sensores” (Futuro Inteligente S.A. de C.V.)

Presentan: Hansen Hiram Navarro Valenzuela

Joaquín Adán Peralta Carvajal

Hermosillo, Sonora. Agosto, 2013.

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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE HERMOSILLO, SONORA

“Follower, Auto Calibración de Sensores” (Futuro Inteligente S.A. de C.V.)

MEMORIA Para obtener el título de

T.S.U en Mecatrónica Área Automatización

Presentan: Hansen Hiram Navarro Valenzuela

Joaquín Adán Peralta Carvajal

Asesor Industrial: Ing. Marco Antonio Gaxiola Michel

Asesor Académico:

M.C. Liliana Alicia Rodríguez Corrales

Asesor Metodológico: Lic. Clara Verónica Rodríguez López

Hermosillo, Sonora. Agosto, 2013.

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AGRADECIMIENTOS

Doy gracias a Dios y a mi familia por la oportunidad de hacer realidad esta

etapa en mi vida, por la universidad, a mis maestros por sus enseñanzas y a mis

amigos por su dedicación que me han demostrado durante este periodo tan

importante en mi vida, han sido factor importante para poder concluir este capítulo

en mis estudios.

ATENTAMENTE

HANSEN HIRAM NAVARRO VALENZUELA.

Page 5: Follower Calibracion de Sensores

AGRADECIMIENTOS

Doy gracias a mis padres por apoyarme en conseguir algunas de mis

metas; a mis abuelos por estar en el momento preciso para motivarme a hacer

una mejor persona, y en especial a mi compañero de equipo por estar conmigo en

las buenas y las malas, ya que él me ayuda a motivarme a ser una nueva persona

y así adquirir nuevos conocimientos, experiencias, etc.

!

¡Gracias!

ATENTAMENTE

JOAQUÍN PERALTA CARVAJAL.

Page 6: Follower Calibracion de Sensores

ÍNDICE

Tabla de contenido INTRODUCCIÓN ......................................................................................................... 1

CAPÍTULO I ANTECEDENTES .................................................................................. 3

1.1 Antecedentes Históricos. ................................................................................ 3

1.2 Aspectos Generales. ....................................................................................... 4

1.3 Misión, Visión y Objetivo ................................................................................. 4

Misión .................................................................................................................... 4

Visión: .................................................................................................................... 5

Objetivo: ................................................................................................................ 5

1.4 Reglas de seguridad: ...................................................................................... 5

Al usar herramientas eléctricas: ............................................................................ 5

Al usar químicos: ................................................................................................... 5

CAPÍTULO II PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA .................................................. 9

2.1 Antecedentes del Problema. ............................................................................... 9

2.2 Identificación del Problema. .............................................................................. 10

2.3 Objetivo del Proyecto. ....................................................................................... 10

2.4 Justificación del Proyecto ................................................................................. 10

CAPÍTULO III MARCO TEÓRICO ............................................................................. 12

3.1 CCS PCWH Compiler ....................................................................................... 12

3.2 Sensores IR ...................................................................................................... 13

3.3 Microcontrolador ............................................................................................... 14

3.4 Pickit ................................................................................................................ 16

3.4 Capacitor ......................................................................................................... 17

3.5 Proteus ............................................................................................................. 18

CAPÍTULO IV PROPUESTA DE SOLUCIÓN ........................................................... 19

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1""

INTRODUCCIÓN

El presente trabajo de estadías llamado “Follower Auto Calibración de

Sensores”, tiene como propósito sustituir al antiguo sistema de calibración por

potenciómetro. Con ello, se trata de optimizar el proceso buscando ahorro de tiempo

y esfuerzo para las personas que utilizarán esta librería para sus diferentes

propósitos.

En el proyecto fue considerado lo referente a programación en varios

lenguajes, como a distintos materiales que se pudiesen usar.

Futuro Inteligente S.A. de C.V. es una empresa fundada por estudiantes en

2004, y actualmente está conformada por alumnos de varias universidades del

estado de Sonora. Ellos se dedican a vender soluciones para la automatización de la

industria, instituciones educativas, hogares, etc. Es decir, se puede vender al cliente

un producto terminado con una capacitación, si así se requiere, como parte del

servicio.

El Capítulo I, contiene información sobre la empresa: antecedentes, aspectos

generales, misión y visión, política, y un organigrama.

En el Capítulo II, se muestran los primeros pasos para establecer el proyecto y

como se logrará hacer, así como el proceso actual con el que se trabaja.

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En el Capítulo III, se muestra la teoría que debe considerase para el proyecto

tanto de componentes, como software de desarrollo necesario.

En el Capítulo IV, finalmente se describe el proceso necesario para poder

llevar a cabo el proyecto planteado. Se incluye un análisis de los beneficios del

proyecto en comparación con el anterior, en cuanto a utilidad, sencillez.

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CAPÍTULO I

ANTECEDENTES

1.1 Antecedentes Históricos.

Futuro Inteligente S.A. de C.V., es una empresa joven ubicada en la ciudad de

Hermosillo Sonora. Iniciando sus operaciones en el año 2004, con pequeños

proyectos de automatización en viviendas.

Actualmente ofrece dos áreas de solución a sus clientes: por un lado, ofrece la

oferta de productos y servicios para integración de soluciones basados en equipos

comerciales y principalmente enfocados en sistemas de control de acceso, seguridad

y CCTV; y por otra parte, la capacidad de diseño y desarrollo de nuevos dispositivos

y requerimientos especiales basados en alta tecnología, abarcando desde desarrollo

de software de alto nivel, software embebido, electrónica y diseño de prototipos

previos a su fase industrial.

Futuro Inteligente S.A. de C.V. es una empresa marca registrada, capaz de

crear dispositivos tecnológicos nuevos en el mercado, principalmente bajo

requerimiento de nuestros clientes y también para conceptualización, desarrollo, y

para producción, referentes a la concepción de un producto tecnológico novedoso.

La empresa nace a raíz de las innovaciones tecnológica de la época, las

cuales han llevado tecnología como electrónica e informática a hacer un gran uso

cotidiano en nuestra vida, brinda control y confort y satisfaciendo necesidades de

seguridad.

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4""

Por esto, Futuro Inteligente ofrece productos y servicios que ayudan a mejorar

la calidad de vida de los hogares o lugares de trabajo, a través de dispositivos

electrónicos y sistemas de cómputo que integran un gran ramo en las áreas de

tecnología como lo es seguridad, domótica, internet, controles inteligentes y

automatización.

1.2 Aspectos Generales. Razón Social: Futuro Inteligente S.A. de C.V.

Giro: Sistemas de seguridad y control

Dirección: 5 de Febrero #103 entre boulevard Kino y Nayarit, Colonia 5 de mayo,

Hermosillo, Sonora.

Teléfono: (662) 285 - 48 – 08

Página Web:www.futurointeligente.com

1.3 Misión, Visión y Objetivo

Misión

Llevar al cliente soluciones tecnológicas en el ramo de la electrónica y

sistemas, nuestros recursos humanos como base fundamental nos hace ser

altamente competitivos y pioneros en la materia. Con esto contribuimos al

engrandecimiento de nuestro entorno social y económico así como el desarrollo

tecnológico del país.

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Visión:

Nos vemos como una empresa fuertemente consolidada en el medio

tecnológico y con reconocimientos a nivel nacional por sus productos de alta calidad

y diseño, ofreciendo soluciones en materia de seguridad y aplicaciones tecnológicas

orientadas a necesidades del momento, siendo así una empresa líder y a la

vanguardia en cuanto uso de nuevas tecnologías se refiere.

Objetivo:

Crecer como empresa en el ámbito de recursos humanos, financieros y

tecnológicos para atender las demandas regionales y nacionales, consolidarnos

como una empresa firme de nombre y reconocimiento por su calidad de trabajo y

manejo de alta tecnología, ser nuestra propia marca y desarrolladora de productos

propios.

1.4 Reglas de seguridad: "

Al usar herramientas eléctricas:

• Acondicionar un área específica para realizar el trabajo.

• Usar siempre lentes de seguridad. (Aplica para Esmeril, dremmel, sierra

caladora, y taladro roto martillo)

• Dejar el área limpia y guardar herramienta después de realizar el trabajo

Al usar químicos: • Notificar del uso de productos químicos

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Laboratorio de Diseño y Desarrollo

Gerencia de Operaciones

Contabilidad y Finanzas

Desarrollo de Software

Equipo de Desarrollo

Trabajo de Campo

Equipo Auxiliar Contable

Dirección

Equipo de Diseño

Diseño Electrónico

• Reservar un área especial para realizar el trabajo

• Instalar leyendas del producto químico y material peligroso a cada recipiente

que contenga.

• Limpiar y remover inmediatamente después de usarse

Al usar alto voltaje:

• Notificar de los trabajos con alto voltaje. (Superiores a 50v AC o DC)

• Siempre que se realicen pruebas con alto voltaje deberá estar acompañado de

otra persona.

Otras:

• Cautines, no dejar encendido ningún cautín que no se encuentre en uso

constante.

• Pistola de aire caliente, antes de apagar el equipo, bajar totalmente la

temperatura y dejar enfriar por lo menos cinco minutos.

1.5 Organigrama

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1.6 Recorrido por áreas

(Ver Figura 1)

• Recepción:

Lugar donde se da información de la empresa.

• Baño 1:

Se encuentra a un lado de la recepción.

• Laboratorio:

Sitio donde se hacen los diseños y prototipos.

• Baño 2:

Este se encuentra dentro del laboratorio.

• Ensamble:

Lugar donde se llevan a cabo el armado del producto final.

• Comedor:

Se encuentra a un lado del área de ensamble.

• Almacén:

Lugar donde se encuentran los componentes.

• Oficina 1:

Oficina del gerente general.

• Oficina 2:

Área de administración.

• Baño 3:

Se encuentra en medio de las 2 oficinas.

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• Limpieza:

Lugar donde se guardan los objetos de limpieza.

Figura 1: Esquema Futuro Inteligente

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CAPÍTULO II

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA "

2.1 Antecedentes del Problema.

La calibración manual de un sensor infrarrojo por medio de un potenciómetro

puede originar múltiples errores, como son:un sensado erróneo,variaciones en los

resultados, precisión limitada; esto debido a las condiciones ambientales.

En la empresa Futuro Inteligente S.A. de C.V. se tiene una placa de desarrollo

llamada TEDI, que cuenta con dos versiones (“A” y “B”). Estas placas tienenun

dispositivo de montaje superficial (SMDpor sus siglas en ingles) que es un

microprocesador integrado con comunicación Ethernet, USB, Serial Port, y pueden

ser programadas por cualquiera de estos medios o mediante programación serial

dentro del circuito (por sus siglas en ingles ISCP).

Lo que la empresa busca, es que por medio de estas placas de desarrollose

faciliten las herramientas para que los estudiantes desarrollen proyectos complejos

en pocas líneas de códigos y no se preocupen por crear un diagrama eléctrico

complicado, olvidándose de la calibración de los sensores.

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2.2 Identificación del Problema.

¿Cómo autocalibrar un sensor infrarrojo de tal forma que las condiciones

ambientales no afecten su óptimo funcionamiento?

2.3 Objetivo del Proyecto.

Desarrollar una librería que se adapte a las placas TEDI para la versión “A” y

“B”, buscando que estas placas sean compatibles con la mayoría de los

microcontroladores existentes; a su vez se implementará el método de auto

calibración de sensores durante la ejecución del proceso, esto con la finalidad de

facilitar la base para que los próximos estudiantes puedan implementar esta librería

en la construcción de seguidores de línea o bien Robots Sumo y así mismo, buscar

mejoras.

"

2.4 Justificación del Proyecto

Llevar a cabo este proyecto es sumamente conveniente, ya queel desarrollo

de una librería en lenguaje “C” solucionará el problema que se presenta al calibrar

los sensores infrarrojos y evitará las desventajas que se tienen al momento de

calibrarlos manualmente por medio de un potenciómetro, ya que cualquier cambio de

luz en el ambiente afecta la precisión del sensado por lo que se requerirá calibrar los

sensores nuevamente.

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Además, Futuro Inteligente adquirirá más prestigio por la gran satisfacción y

conformidad de sus clientes.

Sin duda alguna, Futuro Inteligente se beneficiará con el desarrollo de este

proyecto;sin embargo, cabe destacar estos no fueron proporcionados, debido a la

confidencialidad de información con la que esta misma cuenta.

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CAPÍTULO III

MARCO TEÓRICO

3.1 CCS PCWH Compiler

El compilador CCS PCWH,incluye funciones para acceder al hardware de los

procesadores PIC, tal como READ_ADC() para leer el valor de un convertidor

Analógico-Digital (A/D). La Entrada y salida (E/S) discreta se maneja describiendo las

características de los puertos en un PRAGMA (Directiva de pre procesamiento).

Funciones tales como Entradas y salidas en alto (INPUT_HIGH (), OUTPUT_HIGH())

mantienen apropiadamente los registros tri-estado. Las variables, incluyendo

estructuras pueden ser directamente mapeadas a memoria tal como los puertos de

E/S para representar mejor la estructura del hardware en C.1

La velocidad de reloj del microcontrolador se puede especificar en un

PRAGMA para permitir que las funciones incorporadas retrasen un número dado de

microsegundos o milisegundos. Las funciones de E/S serie permiten que funciones

estándar como Capturar un carácter (GETC()) y Enviar un valor (PRINTF()) sean

usadas para RS-232.2

En el libro Compilador C CCS y Simulador PROTEUS para Microcontroladores

PIC, el autor expone: “Un compilador convierte el lenguaje de alto nivel a

instrucciones en código maquina; un cross-compiler es un compilador que funciona

"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""1 Taringa. CCS PCWH Compiler. [Citado 25 Junio 2013]. Disponible en: http://www.taringa.net/posts/downloads/833909/Ccs-PCWH-Compiler---Programar-PICs-en-C.html 2Wikipedia. RS-232. [Citado 25 Junio 2013].Disponible en: http://es.wikipedia.org/wiki/RS-232"

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en un procesador (normalmente en un PC) diferente al procesador objeto. El

compilador C CCS en un cross-compiler. Los programas son editados y compilados a

instrucciones maquina en el entorno de trabajo del PC, el código maquina puede ser

cargado del PC al sistema PIC mediante el ICD2 (o mediante cualquier programador)

y puede ser depurado (puntos de ruptura, paso a paso, etc.) desde el entorno de

trabajo del PC.”

García Breijo Eduardo (2008)

3.2 Sensores IR

El sensor infrarrojo (IR) por sus siglas en ingles es un dispositivo

electrónicocapaz de medir la radiación electromagnética infrarroja de los cuerpos en

su campo de visión. Todos los cuerpos reflejan una cierta cantidad de radiación, esta

resulta invisible para nuestros ojos pero no para estos aparatos electrónicos, ya que

se encuentran en el rango del espectro justo por debajo de la luz visible.3

Los rayos infrarrojos entran dentro del fototransistor donde se encuentra un

material piro eléctrico, natural o artificial. Normalmente están integrados en diversas

configuraciones (1, 2, 4 pixeles de material piro eléctrico). En el caso de parejas

(figura 2),se acostumbra a dar polaridades opuestas para trabajar con un

amplificador diferencial, provocando la auto-cancelación de los incrementos

de energía de IR y el desacoplamiento del equipo.4

"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""3Wikipedia. Sensores Infrarrojos. [Citado 25 junio 2013]. Disponible en: http://es.wikipedia.org/wiki/Sensor_infrarrojo#Sensores_reflexivos 4Omar Villegas. Sensor Piroelectrico. [Citado 25 junio 2013]. Disponible en: http://piroelectrico.blogspot.mx/

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Figura 2. Configuración más usada.

En el libro Thermal Infrared Sensors: Theory Optimisation and Practice, el

autor menciona lo siguiente, «Los problemas que se plantean en el diseño de

sistemas de medición óptimos de infrarrojos (IR) en las condiciones dadas son

proporcionalmente complejas. »

Budzier Helmut, Gerlach Gerald (2011)

3.3 Microcontrolador

Un microcontrolador (abreviado µC, UC o MCU) es un circuito integrado

programable, capaz de ejecutar las órdenes grabadas en su memoria. Está

compuesto de varios bloques funcionales, los cuales cumplen una tarea específica.

Un microcontrolador incluye en su interior las tres principales unidades funcionales

de una computadora: unidad central de procesamiento, memoria y periféricos de

entrada/salida.5 (Ver Figura 3)

Algunos microcontroladores pueden utilizar palabras de cuatro bits y funcionan

a velocidad de reloj con frecuencias tan bajas como 4 kHz (Kilo Hertz), con un

"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""5Wikipedia. Microcontrolador. [Citado 25 junio 2013]. Disponible en: http://es.wikipedia.org/wiki/Microcontrolador

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consumo de baja potencia. Por lo general, tendrá la capacidad para mantener la

funcionalidad a la espera de un evento como pulsar un botón o de otra interrupción,

el consumo de energía durante el sueño puede ser sólo nano volts, lo que hace que

muchos de ellos sean muy adecuados para aplicaciones con batería de larga

duración.

Figura 3. Estructura Interna Microcontrolador.

En el libro Microcontroladores PIC Sistema Integrado para el auto- aprendizaje

se menciona que, “un microcontrolador es un circuito integrado digital monolítico que

contiene todos los elementos de un procesador digital secuencial síncrono

programable y que se caracteriza porque su sistema físico se puede configurar, es

decir, se adapta a las características del sistema al que se conecta cuando se le

aplican las señales eléctricas adecuadas. Su pequeño tamaño y su capacidad de

configuración han hecho que su campo de aplicación se haya ampliado

extensamente a lo largo de la última década del siglo XX y que sean numerosos los

productos industriales de todo tipo en los que se empotran en la actualidad para

mejorar sus prestaciones”.

Mandado Pérez E., Menéndez Fuertes L. et al. (2007)

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3.4 Pickit

Pickit es de la familia de programadores para Pic de la compañía Microchip

Technology. Ellos usan para programar y depurar los microcontroladores,

escribiendo en la memoria EEPROM6 de los dispositivos, utilizando la comunicación

serial. Existen tres versiones de este programador siendo las más usadas en el

mercado la versión 2.7 (Ver figura 4)

La primera versión se lanzó el 31 de marzo del 2003 con un costo de 36

dólares, la segunda edición se lanzó el mayo del 2005, remplazando la versión 1,

habiendo una notable diferencia entre estos dos, ya que se separó la parte del

programador y depurador, también se incorporó la tecnología ISCP en esa versión.

La versión más reciente es la Pickit 3, que incorpora algunas mejoras que su

antecesor como son, una mayor velocidad de programación, reprogramar su

memoria flash interna, un amplio rango de regulación de voltaje, este modelo es

traslucido lo que lo hace más atractivo, tiene la tecnología “programmer to go” que

funciona sin la necesidad de una computadora, ya que puedes guardar programas de

hasta 512KB (Kilo Byte) y con tan solo ser alimentado con una fuente de 5 volt o

inclusive con baterías puedes programar.

"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""6Wikipedia. EEPROM. [Citado 25 junio 2013]. Disponible en: http://es.wikipedia.org/wiki/EEPROM 7Wikipedia. Pickit. [Citado 25 junio 2013]. Disponible en: http://en.wikipedia.org/wiki/PICKit

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Figura 4. Pickit 2 Versión más usada.

3.4 Capacitor

Se llama capacitor (figura 5), a un dispositivo que almacena carga eléctrica. El

capacitor está formado por dos conductores próximos uno a otro, separados por un

aislante, de modo que tengan el mismo valor, pero con signos contrarios.

Figura 5. Capacitor Electrolítico.

Sencillamente un capacitor forma dos placas metálicas o armaduras paralelas,

de la misma superficie y encaradas, separadas por una lámina no conductora o

dieléctrico. Al conectar una de las placas a un generador, ésta se carga e induce una

carga de signo opuesto en la otra placa. Por su parte, teniendo las placas como

polaridades positiva y negativa (Q-) y (Q+) sus cargas son iguales y la carga neta del

sistema es 0.

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3.5 Proteus

Proteus es una compilación de programas de diseño y simulación electrónica,

desarrollado por Labcenter Electronics que consta de los dos programas principales:

Ares e Isis, y los módulos VSM y Electra.8

El Programa Sistema de Enrutado de Esquemas Inteligente (ISIS) permite

diseñar el plano eléctrico del circuito que se desea realizar con componentes muy

variados, desde simples resistencias, hasta alguno que otro microprocesador o

microcontrolador, incluyendo fuentes de alimentación, generadores de señales y

muchos otros componentes con prestaciones diferentes.

Los diseños realizados en ISIS pueden ser simulados en tiempo real,

mediante el modulo VSM, asociado directamente con ISIS.

En el libro compilador C CCS y Simulador PROTEUS para Microcontroladores

PIC el autor plasmo estas palabras, «Ofrece la posibilidad de simular código

microcontrolador de alto y bajo nivel y, simultáneamente, con la simulación de modo

mixto de SPICE.»

García Breijo Eduardo (2008)

"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""8Wikipedia. Proteus. [Citado 25 junio 2013]. Disponible en: https://es.wikipedia.org/wiki/Proteus_(electr%C3%B3nica)

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CAPÍTULO IV

PROPUESTA DE SOLUCIÓN

La calibración de un sensor infrarrojo con un potenciómetro es algo

verdaderamente tedioso, ya que ocasiona errores como son: precisión limitada,

sensado erróneo, etc. La empresa Futuro Inteligente S.A. de C.V. tiene la idea de

que sus tarjetas sean programadas para calibrar automáticamente los sensores

infrarrojos y así, los estudiantes para los cuales será orientado este proyecto puedan

enfocarse solo en programar las funciones de lo que quieran realizar.

4.1 Metodología.

• Se buscará información sobre los sensores IR, respecto a sus características y

funcionalidad, con un tiempo estimado de dos días.

• Se analizarán modelos, marcas y precios de los sensores IRy se determinará

el más factible para su uso, con un tiempo estimado de dos días.

• Se elegirá el tipo de programación más viable para el desarrollo del proyecto

tiempo estimado tres días.

• Se diseñaráun diagrama de flujo respecto a las funciones del programa que se

emplea como base para generar el código de la librería, dos días como

mínimo.

• Se iniciará la programación para el correcto funcionamiento de un prototipo

base que funcione lo más cercano posible a las especificaciones establecidas

por la empresa.

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• Se harán pruebas en el software de simulación ISIS Proteus para tener una

idea del funcionamiento, estimando un tiempo de una semana.

• Se probaráel prototipodel proyecto para la detección de errores de software o

hardware, tiempo estimado de tres semanas.

• De funcionar el proyecto, se podrá diseñar una tarjeta impresa que sea capaz

de ensamblar con las placas de desarrollo que proporciona la empresa para la

realización de este proyecto.

4.2Desarrollo del proyecto.

Para el avance del proyecto, se consideraron varias cosas, una de ellas fue

¿para quéplaca de desarrollo sería empleada realmente esta librería?, para poder

diseñar una tarjeta impresa que pudiese quitarse y ponerse más fácilmente.

El proyecto quedó como propuesta, puesto que la librería será implementada

más adelante en una nueva placa de desarrollo por parte de la empresa, que aun

está en construcción, el código generado para el correcto funcionamiento fue

aprobado por la empresa mas no se generó aun ninguna implementación.

4.2.1 Análisis de materiales.

Se analizaron tres tipos de sensores IR los cuales fueron, CNY70, QRD1114 y

QTR-8RC.Los tres tienen el mismo funcionamiento con diferencia de precio y

tamaño, la empresa decidió usar el QTR-8RC por ser pequeño, fácil de manejar y

lográndose integrarse a la placa sin ser modificada ampliamente.(Ver Anexo A)

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4.2.2 Compilador.

Se eligió el compilador CCS PCWH Compiler, por ser uno de los másutilizados

en la industria y tener un lenguaje práctico a la hora de usarse, además permite

mandar llamar a múltiples librerías sin reducir mucho tiempo de ciclo en el

microcontrolador, y también por ser el software que se maneja en la empresa. (Ver

Anexo B)

4.2.3 Propuesta de diagrama eléctrico.

La propuesta de un diagrama eléctrico, se basa en las hojas de datos del

proveedor de los sensores IR, que básicamente es un arreglo de resistencias y

capacitores (RC), y su funcionamiento consta de carga y descarga del capacitor. (Ver

Anexo C)

Page 29: Follower Calibracion de Sensores

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4.2.4 Diagrama de flujo.

Inicio"

Apagar"Led"Infrarrojos"

Poner"en""0""linea"de"sensores"

Esperar"carga"de"capacitores"

Configurar"como"entrada"la"linea"de"los"sensores"

Iniciar"un"Temporizador"(Timer)"en""0""

Iniciar"el"sensado,"de"las"entradas"

Cuando"alguna"entrada"valga"sero"tomar"valor"de"Kmer"

Leer"Siguiente"sensor"

Esperar"terminar"la"lectura"o"salir"por"desborde"Kmer"(Kme"out)"

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4.2.5 Simulación

En esta parte, se utilizó el simulador electrónico, ISIS Proteus, esto ayudó a

analizar varios tipos de capacitores y resistencias que podrían ser adecuados para el

prototipo. En esta simulación se utilizaron LDR, también conocidos como foto

resistencias, que se comportan muy similar a los sensores que se tiene proyectado

usar en el prototipo final, y una pantalla LCD para poder apreciar el comportamiento

de los capacitores, mostrando, los tiempos de carga y descarga. (Ver Anexo D)

4.2.6 Firmware

El firmware o software se desarrolló bajo el compilador PCWH CCS,

creándose varios prototipos a lo largo del desarrollo. Para poder comprobar cada una

de las partes incluidas en el firmware, se tomó como punto de partida seccionar el

código, esto ayudó a poder comprobar fallos en cada una de las secciones, siendo

esto de gran ayuda, ya que si se encontraba un error este se podía solucionar

fácilmente sin tocar las otras partes que ya estaban probadas. (Ver Anexo E)

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CONCLUSIÓN

Durante el desarrollo del proyecto, nos percatamosque una librería como la

que se desarrolló para el manejo de este tipo de sensores, facilitará el trabajo a los

alumnos que se propongan crear un proyecto basándose en sensores iguales o

similares, y en diferentes tipos de propósitos, como un seguidor de líneas, robot

sumo o inclusive en un separador de cajas identificador de colores basándose en

reflectancia y llevando a cabo las mismas bases para el desarrollo de cualquier otro

tipo de aspiración, y esto será útil para estudiantes, la industria o inclusive hobbistas.

Al inicio se complicó un poco el calcular los tiempos de carga y descarga del

capacitor, ya que cualquier mínima variación afectaba bastante el desarrollo del

mismo.Para corregirel error se aplicó elcálculo de tiempo, dependiendo de la

capacitancia; basándose en estas pruebas y tiempos estimados, después se

comprobó físicamente y estos valores se utilizaron como base del firmware.

Durante el desarrollo se aplicó conocimientos sobre programación, electrónica,

sensores, microcontroladores y software de simulación.

La empresa nos brindó apoyo dentro de las necesidades que surgieron,

adquiriendo un gran aprendizaje dentro del área de los micros controladores, como

son tipos de programación más avanzada que nos permitieron poder desarrollar una

programación más compleja y abriendo nuevas posibilidades dentro de esta rama.

Page 32: Follower Calibracion de Sensores

25""

FUENTES CONSULTADAS Internet

PicManía. El Rincón del CCS C. [Citado 2013 May 6]. Disponible en:

http://picmania.garcia-cuervo.net/picc.php

Laboratorio de electrónica. Control de tiempos. [Citado 2013 May 6]. Disponible en:

www.infoab.uclm.es/labelc/solar/Microcontroladores/controldetiempos

Slideshare. Timer 0 e interrupciones. [Citado 2013 May 6]. Disponible en:

www.slideshare.net/Imzurita/gua-rpida-tmr0-e-interrupciones-18946683

Todo Pic. Manejo Timer 0. [Citado 2013 May 7]. Disponible en:

http://www.todopic.com.ar/foros/index.php?topic=33936.0

Micro Pic. Calcular Tiempos. [Citado 2013 May 7]. Disponible en:

http://www.micropic.es/mpforo/index.php?topic=1095.0

Electronic Enginnering. Line Follower Robot. [Citado 2013 May 8]. Disponible en:

http://electronicprojectctcircuits.blogspot.mx/2013/02/line-follower.html

Slideshare. Line following. [Citado 2013 May 8]. Disponible en:

http://www.slideshare.net/divay_khatri/report-line-following-robot

Pololu. QTR-8RC. [Citado 2013 May 9]. Disponible en:

http://www.pololu.com/catalog/product/961

CIRE. Leer Múltiples Sensores. [Citado 2013 May 9]. Disponible en:

http://webdelcire.com/wordpress/archives/1253

Page 33: Follower Calibracion de Sensores

26""

Física con Ordenador. Carga de un capacitor. [Citado 2013 May 10]. Disponible en:

http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/elecmagnet/campo_electrico/rc/rc.htm

Punto Flotante. Uso de librerías. [Citado 2013 May 10]. Disponible en:

http://www.puntoflotante.net/header.htm

Todo Pic. Salida analógica. [Citado 2013 May 11]. Disponible en:

http://todopic.mforos.com/15353/2596608-salida-analogica

Page 34: Follower Calibracion de Sensores

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GLOSARIO

CNY70: Sensor de infrarrojos de corto alcance basado en un emisor de luz y un

receptor.

Dieléctrico: Dispositivo físico que se coloca entre las placas paralelas del capacitor,

para aumentar su capacitancia y para darle rigidez física.

ISCP: Método de programación directo.

ISIS: Software de simulación electrónica.

Kilo Hertz: Medida de frecuencia.

Memoria EEPROM: Tipo de chip de memoria ROMno volátil.

PIC:Es un circuito integrado programable, capaz de ejecutar las órdenes grabadas

en su memoria.

PRAGMA: Sentencias especiales que controlan el comportamiento del compilador.

Programmer to go:Sistema de programación portátil.

QRD1114: Sensor de IR de corto alcance basado en un emisor de luz y un receptor

ambos apuntando en la misma dirección.

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QTR-8RC: Sensor de montaje superficial de IR de mediano alcance basado en un

emisor de luz y un receptor ambos apuntando en la misma dirección.

RS-232:Interfaz que designa una norma para el intercambio de una serie de datos

binarios entre un DTE y un DCE.

SPICE:Estándar internacional cuyo objetivo es simular circuitos electrónicos

analógicos compuestos por resistencias, condensadores, diodos, transistores, etc.

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ANEXOS

Anexo A. Sensor QTR-8RC.

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Anexo B. Compilador.

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Anexo C. Diagrama Eléctrico.

2.1 LDR1LDR

R1220

C1(+)

MCLR/VPP1

RA0/AN02

RA1/AN13

RA2/AN2/VREF-4

RA3/AN3/VREF+5

RA4/T0CKI6

RA5/AN4/SS/LVDIN7

RE0/RD/AN5 8

RE1/WR/AN6 9

RE2/CS/AN7 10

OSC1/CLKI13

RA6/OSC2/CLKO14

RC0/T1OSO/T1CKI 15

RC2/CCP1 17

RC3/SCK/SCL 18

RD0/PSP0 19

RD1/PSP1 20

RD2/PSP2 21

RD3/PSP3 22

RD4/PSP4 27

RD5/PSP5 28

RD6/PSP6 29

RD7/PSP7 30

RC4/SDI/SDA 23

RC5/SDO 24

RC6/TX/CK 25

RC7/RX/DT 26

RB0/INT033

RB1/INT134

RB2/INT235

RB3/CCP2B36

RB437

RB5/PGM38

RB6/PGC39

RB7/PGD40

RC1/T1OSI/CCP2A 16

U1

PIC18F452

X1

CRYSTAL

C215pF

C315pF

R21k

R2(1)

?

R31kR41kR51k

C1100uF

C4100uF

0.1 LDR2LDR

C4(+)

R6220

C5(+)

C5100uF

1.1 LDR3LDR

R7220

0%

RV11k

3%

RV21k

0%

RV31k

RV1(2)

D7

14D6

13D5

12D4

11D3

10D2

9D1

8D0

7

E6

RW

5RS

4

VSS

1

VDD

2

VEE

3

LCD1LM016L

LCD1(VDD)

+88.8Volts

+88.8Volts

+88.8Volts

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Anexo D. Simulador.

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Anexo E. Firmware.