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ESCUELA SECUNDARIA TECNICA No.11 Dr. Manuel Sandoval Vallarta

Tema: En las Escuelas Secundarias Técnicas se Innova con Visión de Emprendedor.

Proyecto: Robot Velocista Seguidor de línea Blanca

Alumnos: Ríos Palma Juan Mauricio 3°E Varela Pérez Miguel Ángel 3° D

Asesor: Paredes Barrios Eduardo

Abril 2014

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Construir un seguidor de líneas.

Como parte del trabajo, se plantea el problema de hacer un robot seguidor de línea capaz de hacer el recorrido en el menor tiempo posible y con la mayor velocidad. Se encontró en la búsqueda de información gran variedad de propuestas, que de un modo u otro, se ceñían a las necesidades buscamos encontramos que las clasifican en dos configuraciones: 1.- Tipo diferencial/ clásico: Su principal ventaja está en que tiene una mayor precisión gracias a que posee un motor y un sensor en cada rueda; su giro depende de que motor este girando con mayor velocidad; pero como son motores con reductor y su velocidad es baja. 2.- Tipo triciclo/velocista: Este seguidor de línea es más rápido dado a que tiene un motor de empuje que gira al 100% de su capacidad y motor con un eje conectado a un sensor que controla la rueda delantera para darle dirección; su velocidad es alta pero su construcción requiere mayor precisión.

Dada la condición del evento optamos por el tipo triciclo ya que es el que más se adaptaba al tipo de robot que queríamos lograr: rápido, ligero y preciso.

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Una vez que determinamos que el robot seria del tipo triciclo, este fue nuestro primer boceto:

En cuanto al sistema de tracción se avía contemplado el rodillo alimentador de hojas de una impresora, pero como causaba problemas para centrar el motor con los engranes se decicio utilizar el actual.

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Nuestro punto de partida fue este circuito

Nos causó varias problemáticas la más importante fue que los transistores usados se calentaban cuando se cruzaban las señales; intentamos protegerlo con un flip-flop básico pero no acopló con el circuito así que cambiamos el tipo de transistor usado en la etapa de control.

Por cuestiones de espacio cambiamos el led y el fototransistor por un encapsulado CNY70 por ser el más versátil popular en la Internet Incluimos un generador de ancho de pulsos con un NE555 para controlar el motor de empuje y un

circuito digital para proteger los transistores con su propia fuente de alimentación.

Para la parte mecánica empezamos a desarmar juguetes para familiarizarnos con engranajes y sistemas

mecánicos básicos; llegamos a la conclusión de que debíamos poder girar un eje con el circuito así que buscamos un motor que pudiera girar un eje y buscamos en varios tipos de electrodomésticos hasta que encontramos el motor indicado en una impresora antigua.

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Para el motor de empuje buscamos en juguetes de control remoto y el motor lo adecuamos para que el motor de la impresora pudiera hacerlo girar hacia la izquierda o la derecha. Ya que tuvimos los motores procedimos a la construcción de la base para la máquina con acrílico una para las ruedas traseras de 7x13 cm y otra para el circuito y el motor de control de 9x7 cm unidas con unos tornillos de 1/8x 2.5 pulga. Las ruedas que utilizamos son de 5cm de diámetro hechas de caucho que conseguimos en una tienda de aeromodelismo unidas con un eje y sostenidas en la placa con un Nylon nose gear block que también se usan en aviones a escala. Las ruedas delanteras fueron sacadas de un auto a control remoto y tienen un diámetro de 2.5 cm hechas de plástico común. Sobre el motor de empuje colocamos una lámina de aluminio de 11x2.5 cm habilitada para sostener los sensores. El sistema que controla el movimiento de las ruedas funciona con dos engranes uno con 10 dientes y el otro de 43 lo que nos da la potencia y la velocidad que deseábamos desde un principio.

Para dar el giro de la plataforma el segundo motor mueve una serie de engranes que proporcionan la suficiente energía potencial para convertirla en mecánica.

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En resumen cuando la luz del led infrarrojo del CNY70 es recibida por el fototransistor del mismo encapsulado emite un voltaje que es amplificado un transistor y ese voltaje hace conducir a otro transistor que completa un circuito que hace girar al motor; lo mismo pasa con el otro sensor y hace girar al motor en sentido opuesto. Cuando los dos sensores mandan activan el puente al mismo tiempo el primer voltaje en llegar al flip-flop(memoria básica compuesta por la interconexión de compuertas nand) es el que prevalece evitando cruce de señales que causaría que todos los transistores del puente se activaran provocando un sobrecalentamiento por corto circuito; como las compuertas nand son un circuito digital requieren 5v y como nuestra alimentación general es de 6v colocamos un 7805 para adaptar el voltaje del circuito a la compuerta nand. Para controlar la velocidad de giro del motor de empuje usamos una modificación de un oscilador normal con un NE555; normalmente en un oscilador con 555 se controla la cantidad de pulsos pero en este caso requerimos controlar el ancho del pulso para ello

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Nuestro diagrama eléctrico final es el siguiente.

En la elaboración del circuito impreso se utilizó el SOFTWARE Sprint-Layout 5.0, obteniendo el circuito impreso y la serigrafía

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Se estampo, y grabo en tablilla fenólica:

Procedimos a soldar los componentes que para poner a punto el circuito.

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Ya con todos los componentes soldados se procedió a realizar la prueba sobre la pista, pero el circuito no respondió, se sospecha que al hacer la transferencia de los componentes desde el protoboard a la tablilla fenólica algunas pistas quedaron con fallos y no se logró hacer que funcionara de nuevo el circuito. Debido a que por la premura de tiempo no se logró que quedara bien a punto nuestro circuito, por lo que nuestro robot se tiene que rediseñar en el circuito de censado, lo que se logro es cambiar los transistores 2N3904 y dispositivos asociados, por un conjunto del integrado amplificador operacional LM 358 en arreglo con el inversor 74lS04N, como se muestra en el diagrama y la foto del circuito impreso

Evaluación. Fallo general del sistema y no se logró echar a funcionar el circuito, por lo que estamos sin concluir el proyecto, en esta etapa,.

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2.- Se realizó la modificación al circuito, logrando excelentes resultados, y con ello la participación en concurso.