construcciÓn del robÓt seguidor de lÍnea

IDEATEC Ideas Tecnológicas

ROBOT SEGUIDOR DE LINEA A PARTIR DE FUNCIONES LOGICAS

Introducción a la Robótica Nivel 2

GERMÁN DAVID GÓEZ SÁNCHEZ

Tecnólogo Telecomunicaciones

2007



INTRODUCCIÓN La "Era Digital", término que se aplica a los tiempos actuales, caracterizada por sistemas cuyo funcionamiento se basa en los principios básicos de la Lógica Digital. Es común escuchar de la televisión digital, sonido digital, robótica, computadores y un sin número de avances tecnológicos que se fundamentan en esta disciplina. Con la implementación del micro controlador el cual permite realizar funciones y operaciones mediante la consecución de algoritmos se tiende a dejar de lado los sistemas digitales básicos; desaprovechando la claridad y entendimiento que en un momento dado puede brindar al aprendiz, mejorando su comprensión del mundo digital que lo rodea. Los circuitos digitales representan el "hardware" de los diferentes equipos digitales. En este caso “El autómata seguidor de línea”, pero las funciones lógicas también son posibles de realizar por la programación de las computadoras mediante el "Software".

OBJETIVO

El proyecto AUTOMATA SEGUIDOR DE LINEA pretende mostrar de forma física mediante la obtención e implementación de funciones lógicas básicas y su respectiva tabla de verdad como se puede controlar un robot y lograr que se mantenga sobre una línea negra.


ROBOT SEGUIDOR DE LINEA A PARTIR DE FUNCIONES LOGICAS OBTENCIÓN DE LAS FUNCIONES LOGICAS PARA EL AUTOMATA SEGUIDOR DE LINEA

Las compuertas lógicas son bloques del hardware que producen señales en binario 1 ó 0, cuando se satisfacen los requisitos de entrada lógica. Cada compuerta tiene un símbolo diferente y su operación puede describirse por medio de una función algebraica. Las relaciones entrada ‐ salida de las variables binarias para cada compuerta pueden representarse en una tabla de verdad.

# A B a b c d0 0 0 0 1 1 11 0 1 0 1 1 12 1 0 1 1 0 13 1 1 0 1 0 1

A y B son las variables que gobiernan las funciones lógicas, en este caso asociadas a los sensores de piso.

a, b, c, d, son las salidas lógicas que se quieren obtener, representadas por 1 ó 0, dependiendo del estado de las variables A, B

SIMPLIFICACIÓN MEDIANTE ALGEBRA DE BOOLE

a = A , si A = , entonces, a = b = AB + B + A + b = B +

c = B + c = d = AB + B + A + d = B +


ROBOT SEGUIDOR DE LINEA A PARTIR DE FUNCIONES LOGICAS Como resultado se obtuvo una función inversora y una función sumadora (OR), Se realizo la simulación utilizando CircuiMarker, comprobando que las funciones obtenidas satisfacen los requisitos de entrada‐ salida lógicos propuestos.

ESQUEMA RESULTANTE

Observando el esquema resultante se pueden escoger los circuitos integrados (IC), necesarios para llevar del diseño al trabajo físico real. Los IC digitales operan con señales binarias y están hechos de compuertas digitales interconectadas. Para el desarrollo del proyecto, se trabajara con circuitos integrados digitales a baja escala, esto significa que tienen un número reducido de compuertas. Es de aclarar que conforme ha mejorado la tecnología de los IC, el número de compuertas que pueden colocarse dentro de una sola pastilla de silicio ha aumentado en forma considerable.



Función sumadora (OR), 74LS32

RANGO DE OPERACIÓN



unción inversora, 74LS04

RANGO DE

F

OPERACIÓN


ROBOT SEGUIDOR DE LINEA A PARTIR DE FUNCIONES LOGICAS PARA LOGRAR QUE EL ROBOT SIGA LA LÍNEA NEGRA SE IMPLEMENTAN CIRCUITOS

ADICIONALES NECESARIOS

SENSORES DE PISO Se utilizan diodos led TX y RX infrarrojos los cuales se conectan al amplificador operacional que está configurado como comparador. Comparador con Amplificador Operacional: Puede ser utilizado para determinar cuál de dos señales en sus entradas es mayor. (Se utiliza como comparador). Basta con que una de estas señales sea ligeramente mayor para que cause que la salida del amplificador operacional sea máxima, ya sea positiva (+Vsat) o negativa (‐Vsat). Señal de salida = Vout = AOL (V1 – V2) Esto se debe a que el operacional en lazo abierto (tiene ganancia máxima) Vout = tensión de salida AOL = ganancia de amplificador operacional en lazo abierto V1 y V2 = Tensiones de entrada (las que se comparan) En este comparador la tensión de referencia se aplica a la entrada inversora, y la señal a detectar será aplicada a la entrada no inversora. La tensión de referencia puede ser positiva o negativa Si la señal a detectar tiene una tensión superior a la tensión de referencia, la salida será una tensión igual a +Vsat (tensión de saturación positiva). Si la señal de entrada tiene una tensión inferior a la señal de referencia, la salida será igual a ‐Vsat (tensión de saturación negativa) Como resultado, si se cambia el voltaje de comparación como consecuencia de la manipulación de la resistencia variable aumenta o disminuye el alcance del sensor. Posibilitando el trabajo en superficies que no son necesariamente blancas. Es de tener en cuenta que para realizar este procedimiento se debe contar con un multimetro y tener los conceptos claros del circuito anteriormente descrito.



DRIVER DE MOTOR

Sistema de control de potencia de los motores por puente “H”, encapsulado con referencia TA7291S, Con salida de voltaje controlada. Puede manejar hasta 500 mA, se debe tener esto en cuenta a la hora de escoger la moto reductores.

Diagrama interno del TA7291S



FUNCIÓN DE LOS PINES 1 Input terminal 2 Supply voltage terminal for Logic 3 Output terminal 4 Supply voltage terminal for control 5 GND terminal 6 Supply voltage terminal for Motor driver 7 Output terminal 8 Supply voltage terminal for control 9 Input terminal

RELACIÓN ENTRADAD SALIDAS



DISEÑO EN BOARD DEL PROYECTO Y MATERIALES UTILIZADOS

MATERIALES • IC2 74ls32 • IC6 74ls04 • PH1 y PH2 TA7291S • IC4 7805 • IC5 LM358 • 2R 10K Ώ • 1R 220Ώ • 1 Reóstato 5KΏ • Sensores de piso IR • Circuito impreso • Borneras

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eferencias: ww.datasheetcatalog.net

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otos F

ANEXO

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