ingenierÍa en electronica

32
SUBSECRETARÍA DE EDUCACIÓN SUPERIOR DIRECCIÓN GENERAL DE EDUCACIÓN SUPERIOR TECNOLÓGICA INSTITUTO TECNOLÓGICO DE TUXTLA GUTIÉRREZ INFORME TÉCNICO DE RESIDENCIA PROFESIONAL: INGENIERÍA EN ELECTRONICA PRESENTAN: CHAMÉ FERNÁNDEZ ALEXANDER SÁENZ ÁLVAREZ JENNER DE JESÚS CON EL TEMA: “ROBOT LIMPIA PLAYAS” ASESOR: ING. HERNÁNDEZ SOL ÁLVARO PERIODO: ENERO JUNIO 2014 TUXTLA GUTIERREZ, CHIAPAS, JUNIO DEL 2014

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Page 1: INGENIERÍA EN ELECTRONICA

SUBSECRETARÍA DE EDUCACIÓN SUPERIOR

DIRECCIÓN GENERAL DE EDUCACIÓN SUPERIOR TECNOLÓGICA

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE TUXTLA GUTIÉRREZ

INFORME TÉCNICO DE

RESIDENCIA PROFESIONAL:

INGENIERÍA EN ELECTRONICA

PRESENTAN:

CHAMÉ FERNÁNDEZ ALEXANDER

SÁENZ ÁLVAREZ JENNER DE JESÚS

CON EL TEMA:

“ROBOT LIMPIA PLAYAS”

ASESOR:

ING. HERNÁNDEZ SOL ÁLVARO

PERIODO:

ENERO – JUNIO 2014

TUXTLA GUTIERREZ, CHIAPAS, JUNIO DEL 2014

Page 2: INGENIERÍA EN ELECTRONICA

INDICE

INTRODUCCION 1

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 2

OBJETIVOS 3

JUSTIFICACION 4

PROCEDIMIENTO Y DESCRIPCION DE LAS ACTIVIDADES REALIZADAS 5

RESULTADOS 24

CONCLUSIÓNES Y RECOMENDACIONES 28

COMPETENCIAS DESARROLLADAS Y/O APLICADAS 29

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 30

Page 3: INGENIERÍA EN ELECTRONICA

1

INTRODUCCION

Petty es un robot de aproximadamente 1 x 0.90 m. que está diseñando para recoger

botellas de plástico, vidrio y aluminio en las playas, el cual cuenta con una tracción de

tipo oruga para que no se le dificulte desplazase en la arena.

El cuerpo del robot está dividido en 3 contenedores, uno para cada tipo de material

que estará levantando, los contenedores están hechos de malla para que cuando vaya

almacenando las botellas no almacene arena, además de contar con sensores que

separan dependiendo el material de la botella.

Page 4: INGENIERÍA EN ELECTRONICA

2

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Debido a la sobrepoblación y la sobreproducción de materiales sintéticos y productos

empacados los niveles de contaminación han llegado hasta las playas donde la mayor

contaminación es principalmente debido a botellas de plástico, aluminio y vidrio,

seguido por las bolsas de plástico y el cartón. En “Puerto Arista, Tonalá, Chiapas en

temporadas altas (Semana Santa y verano) genera aproximadamente 3 tonelada de

basura en las playas principalmente botellas (plástico, aluminio, vidrio) y estos mismos

cuando la marea sube son absorbidos por el mar generando la contaminación del

mismo creando problemas no solo en el medio marino sino también en nosotros los

seres humanos debido a que consumimos mariscos contaminados provocándonos

enfermedades.

Para evitar esto los hoteles principalmente por las noches o mañanas mandan a su

personal a limpiar su área de playa que les corresponde, haciendo esta tarea tediosa

ya que tiene que levantar una por una las botellas.

Page 5: INGENIERÍA EN ELECTRONICA

3

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Diseñar y construir un robot recolector de botellas de plástico, aluminio, vidrio y

depositarlas en un contenedor donde las separe.

OBJETIVO ESPECIFICO

Diseñar el sistema de locomoción tipo oruga.

Construir el sistema de locomoción del robot.

Realizar el procesamiento de imagen para reconocimiento de materiales.

Ensamblar el robot.

Page 6: INGENIERÍA EN ELECTRONICA

4

JUSTIFICACIÓN

El robot recolector de playas tiene como finalidad recoger los diferentes tipos de

botellas que estén tiradas en la playa y separarlas dependiendo del material del que

estén fabricados, para posteriormente poderlas reciclar. Este proyecto tiene un gran

impacto en el medio ambiente ya que al recolectar las botellas evita que estas sean

absorbidas por el mar y por ende esto ayuda a preservar tanto la flora y la fauna

marina.

El robot recolector levantara próximamente 30 botellas en cada viaje que realice, esto

podrá sustituir a los empleados de los hoteles que hasta ahora realizan esta actividad

levantando las botellas una por una, en cambio con este prototipo ya no será una tarea

tediosa además de ser un atractivo turístico para el hotel ya que ver un robot

recolectando botellas consigue atraer la atención de las personas.

Este robot será autónomo por lo tanto facilitara su uso ya que una vez que se ponga a

funcionar el solo saldrá en un área delimitada por el usuario a recolectar las botellas y

regresara después de un tiempo determinado.

Otras de las ventajas de este robot es que al separar las botellas estas podrán

venderse dependiendo el material que sean. Además que las playas se verán mejor al

estar limpias produciendo así un mayor interés por visitar las playas aumentando y

mejorando el turismo que visitan esta playa, así como aumentando las ganancias en

la zona hotelera llevando así un aumento en la economía del estado.

Page 7: INGENIERÍA EN ELECTRONICA

5

PROCEDIMIENTO Y DESCRIPCION DE LAS ACTIVIDADES REALIZADAS

Diseño de tracción

El diseño fue basado en la de los tractores ya que cuentan con una tracción de

tipo oruga, el tamaño de las orugas que utilizamos fueron de 20 cm de alto, 13

cm de ancho y 80 cm de largo.

Construcción de tracción

En la construcción utilizamos cadenas de 11 cm de ancho y 173 cm de largo

como se puede observar en la figuras 1 y la figura 2. Dos sprockets, cada uno

cuenta con 12 dientes y un diámetro de eje central de 2.54 cm (1 pulgada), ver

figura 3. Los motores utilizados son para asiento de la marca Denso Modelo

R730557-7030 con una longitud de eje de 3.2 cm y 0.9 cm (9mm) de diámetro

de eje y un torque de 15.29574 kg-cm (1.5 N-m) para este modelo de motores

existen motores derechos e izquierdos observar en la figura 4. Lo cual nos

permitió poder tener la misma conexión y que ambos motores giraran en el

mismo sentido. Las características del motor se observan en la tabla 1.

Figura 1.- Parte superior de la cadena

Figura 2.- Parte inferior de la cadena

Page 8: INGENIERÍA EN ELECTRONICA

6

Figura 3.- Sprockets marca Rexnord

MOTORES

Tabla 1. - Características del motor denso R730557-7330

VOLTAJE RPM AMPERAJE SIN CARGA

3 35 1

6 77 2.4

9 120 2.9

12 163 3.3

a)

b)

Figura 4.- Motores de la marca Denso. a) Derecha. b) Izquierda.

Page 9: INGENIERÍA EN ELECTRONICA

7

Diseño y construcción del contenedor

El contenedor fue hecho para poder recoger botellas de hasta 600ml. Las

dimensiones del contenedor son: 50 cm de alto, de 90 cm de ancho y 90 cm de

largo. Contando con 3 contenedores uno para plástico otro para vidrio y el otro

para metal. Cada contenedor tiene de 50 cm alto, 30 cm de ancho y 60 cm de

largo y una capacidad 10 botellas.

Ensamblaje y realización de pruebas

Para poder ensamblar los motores con los sprockets fueron necesarios hacer

coples como se puede ver en la figura 5, para así poder realizar la labor del

movimiento de las cadenas. Estos coples se hicieron debido a que la longitud

del eje del motor son de 0.9 cm y los sprockets son 2.54 cm de eje y no se

podrían embonar así que optamos por hacer estos coples.

Figura 5.- Cople del motor

Page 10: INGENIERÍA EN ELECTRONICA

8

Además de realizar un tensor para poder controlar la tensión de las cadenas y

que no se forcé demasiado los motores, ver figura 6. Este tensor esta hecho de

metal en forma de Y para que al apretar el tornillo sin fin que tiene este apriete

el cople del motor y empuje el cople haciendo así la tensión en las cadenas.

Figura 6.- Tensor de cadena

Para poder tensar la cadena lo primero que debemos hacer es aflojar con una llave

Allen los 4 tornillos que soportan el cople del motor, posteriormente se procede a

ajustar el tensor que se encuentra señalado con una flecha como se puede observar

en la figura 7.

Figura 7.- Tensor de la cadena

En la figura se puede observar una tuerca, esta se ajusta hacia donde indica la flecha

para tensar y al contrario para aflojar las cadenas, una vez que ya se eligió el tensado

de la cadena se procede a apretar los tornillos de cople del motor y después aflojamos

la tuerca del tensor para que no impida el movimiento del motor.

Page 11: INGENIERÍA EN ELECTRONICA

9

Para ensamblar el contenedor con la tracción se necesitó hacer unos cortes en forma

de U ver figura 8, a la parte de la tracción para que embonara bien el contenedor con

la tracción y para sujetarlo se necesitó de tornillos y tuercas de presión como se puede

observar en la figura 9 para evitar que salgan por las vibraciones que tendrá cuando

este en movimiento.

Figura 8. Corte en forma de U

Figura 9.- Tornillos sujetadores del contenedor a la tracción

Para poder sujetar el motor optamos por asegurarlo al contenedor tal y como se

observa en la figura 10, elegimos asegurarlo al contendor ya que si lo asegurábamos

a la tracción sería más difícil el ensamble y se necesitaría de más herramientas para

poder hacerlo.

Page 12: INGENIERÍA EN ELECTRONICA

10

Figura 10.- Sujetador del motor

DISEÑO ELECTRONICO

PRUEBAS CON CARGA MINIMA

Para empezar las pruebas tuvimos que pedir prestado en el laboratorio de electrónica

un multímetro como se puede observar en la figura 11 para hacer las mediciones

correspondientes.

Figura 11.- Multímetro marca Fluke modelo 289

Page 13: INGENIERÍA EN ELECTRONICA

11

Para medir la corriente hay que ubicar bien las puntas del multímetro la punta negra

en este caso va conectada a la tierra y la roja va a la ranura de 10 A ver diagrama 1.

La corriente se mide en serie como se puede observar en la figura 12.

Diagrama 1.- Medición de corriente simulado en Proteus

Figura 12.- Medición de la corriente.

En la figura 12 se puede observar que una punta del motor va al positivo de la batería

la otra va a la punta roja del multímetro y la otra punta del multímetro va al negativo de

la batería. Los valores obtenidos en la medición se muestran en la tabla 2.

Tabla 2.- Mediciones de corriente sin PWM

ARRANQUE 10.35 A

CONTINUO 8.54 A

Page 14: INGENIERÍA EN ELECTRONICA

12

Para poder controlar los picos de corriente demandado por los motores al momento

del arranque y la carga que estos tienen, optamos por realizar un arranque lento con

PWM para ello fue necesario control la velocidad y también para que pueda ir en todas

direcciones los motores deben girar en ambos sentidos según se requiera, para ello

usamos un puente H de la empresa ALFTECH ver figura 13 ya que nos salía más

factible y económico comprarlo de un fabricante que ármalo nosotros, ya que este

puente H maneja los picos de corriente de 35 A y nosotros manejamos picos de 18 A.

Sus características son presentadas en la tabla 3.

Figura 13.- Puente H marca ALFTECH

Tabla 3.- Características del puente H marca ALFTECH

VOLTAJE NOMINAL CORRIENTE NOMINAL PICO DE CORRIENTE

3 A 15 V 15 A 35 A

En un principio conectamos el puente H con los motores al Arduino mega ADK, pero

no funciono, luego de revisar los circuitos nos dimos cuenta que se había quemado el

micro del Arduino, después hicimos pruebas con un Arduino UNO, paso lo mismo pero

esta vez medimos el consumo de corriente en las entradas del micro y nos dimos

6.05 cm

4.55 cm

Page 15: INGENIERÍA EN ELECTRONICA

13

cuenta de que demandaba demasiada corriente hasta quemar el micro del Arduino

UNO. De ahí tuvimos que checar el puente H, midiendo continuidad y nos dimos

cuenta de que internamente vienen conectados los pines de Vcc con los de la

alimentación de los motores. Así aprendimos que para este puente H no se conectan

los pines de Vcc y si se llegan a conectar las fuentes de ambos se hacen una diferencia

de potencial produciendo así un mayor consumo de corriente. La configuración

necesaria para utilizar esta puente H se encuentra en la tabla 4.

Tabla 4.- Configuración necesaria del puente H

ADELANTE ATRÁS

ENABLE 1 1

RPWM PWM 1

LPWM 1 PWM

DIS NO CONEXIÓN NO CONEXIÓN

Debido a que el consumo de corriente es demasiada al encender con su valor más alto

a los motores tuvimos que hacer un arranque lento manejando modulación por ancho

de pulso (PWM) en el cual debido al tiempo que manejábamos en el programa era la

corriente que consumía al inicio. Utilizamos un Arduino ADK ya que tiene más pines

PWM que un Arduino UNO que es el más comercial y un Puente H de 15 A por canal

ya que los motores que conseguimos requieren de mucha corriente. Para poder

conectar los puentes H a motores fue necesaria la conexión mostrada en la tabla 5 y

para conectar el puente H al Arduino la conexión mostrada en la tabla 6. Además de

presentarlos en el diagrama 2 y la figura 14.

Page 16: INGENIERÍA EN ELECTRONICA

14

Tabla 5.- Conexiones de puente H a motores

MOTORES

MOTOR A MOTOR B

POSITIVO NEGATIVO POSITIVO NEGATIVO

DERECHA ADELANTE AMARILLO AZUL AMARILLO AZUL

ATRÁS AMARILLO AZUL AMARILLO AZUL

IZQUIERDA ADELANTE AMARILLO AZUL AMARILLO AZUL

ATRÁS AMARILLO AZUL AMARILLO AZUL

Tabla 6.- Conexiones Arduino a puente H

PIN PUENTE H

PUENTE H DERECHA PUENTE H IZQUIERDA

MOTOR A MOTOR B MOTOR A MOTOR B

VCC NO CONEXIÓN NO CONEXIÓN NO CONEXIÓN NO CONEXIÓN

GND GND GND GND GND

ENABLE 5V 5V 5V 5V

RPWM PIN 5 PIN 7 PIN 9 PIN 11

LPWM PIN 4 PIN 6 PIN 8 PIN 10

DIS NO CONEXIÓN NO CONEXIÓN NO CONEXIÓN NO CONEXIÓN

Page 17: INGENIERÍA EN ELECTRONICA

15

Diagrama 2.- Conexión Arduino al puente H simulado en Proteus

Figura 14.- Conexión del Arduino al puente H

Durante las pruebas del tiempo de arranque tuvimos un inconveniente ya que la pila

que estábamos utilizando para alimentar al Arduino a la terminal de 9 volts se había

desgastado y tenía 6 V. Así que el Arduino no enviaba los pulsos correctamente y por

lo tanto la tracción no se movía, dándonos cuenta del error conectamos directamente

el Arduino a la computadora a la terminal de 5 volts y ahí empezamos a ver que si

Page 18: INGENIERÍA EN ELECTRONICA

16

funcionaba bien y empezamos con las mediciones las cuales registramos en la tabla

7:

Tabla 7.- Mediciones de corriente con PWM sin carga

El tiempo seleccionado fue el de 2 seg. Debido a que con ese tiempo se suprimían los

picos de corriente que teníamos y no forzamos los motores en el arranque lento ya

que si seleccionábamos uno menor los motores se forzaban y no se movían .Una vez

elegido el tiempo nos trasladamos a una parte del instituto tecnológico donde se

encuentran remodelando debido a que ahí nos prestaron la arena para poder hacer

las pruebas correspondientes, fue un poco incómodo ya que tuvimos que ir a un lado

del robot ya que no contamos con instrumentos inalámbricos para poder realizar las

mediciones. Los datos obtenidos en esta prueba se pueden observar en la tabla 8.

Tabla 8 Mediciones de corriente con PWM en arena

TIEMPO DE ARRANQUE ARRANQUE CONTINUO

1 SEG. 7.25 A 10.65 A

2 SEG. 6.35 A 10.50 A

3 SEG. 6.15 A 10.45 A

4 SEG. 5.45 A 10.40 A

5 SEG. 5.30 A 10.40 A

TIEMPO DE ARRANQUE ARRANQUE CONTINUO

1 SEG. 3.25 A 8.75 A

2 SEG. 2.45 A 8.57 A

3 SEG. 2.32 A 8.55 A

4 SEG. 1.35 A 8.50 A

5 SEG. 1.20 A 8.50 A

Page 19: INGENIERÍA EN ELECTRONICA

17

DISEÑO SOFTWARE

Para la prueba tuvimos que hacer un programa con una rutina para ver el

comportamiento de las corrientes como mencionamos anteriormente para ello nos

basamos en programación estructurada y no en una lineal:

FUNCION APAGADO DE MOTORES:

En esta función se le tiene que dar a los pines utilizado en el Arduino un High o

un 1 lógico hablando en términos digitales debido a que la configuración del

puente H así lo requiere.

//APAGADO DE MOTORES

Void CERO()

{

digitalWrite (4, HIGH);

digitalWrite (5, HIGH);

digitalWrite (6, HIGH);

digitalWrite (7, HIGH);

digitalWrite (8, HIGH);

digitalWrite (9, HIGH);

digitalWrite (10, HIGH);

digitalWrite (11, HIGH);

}.

A. FUNCION ADELANTE

La página del fabricante del puente H marca que el pin RPWM le debe llegar el

valor de PWM y al pin LPWM le debe llegar un High o 1 lógico para que este

pueda funcionar así un solo lado. En esta parte el inconveniente fue que debido

a experiencia anteriores el PWM se maneja de 0 a 255 siendo el 0 el valor más

bajo y 255 el más alto pero en este caso es al contrario 0 es el valor más alto y

255 el más bajo. Esta fue una función que recibe un dato de tipo entero (0-255)

este dato contiene el PWM que proviene de la función arranque lento o apagado

lento.

Page 20: INGENIERÍA EN ELECTRONICA

18

//FUNCION ADELANTE

Void ADELANTE (int e)

{

digitalWrite (4, HIGH);

analogWrite (5, e);

digitalWrite (6, HIGH);

analogWrite (7, e);

digitalWrite (8, HIGH);

analogWrite (9, e);

digitalWrite (10, HIGH);

analogWrite (11, e);

}

B. FUNCION ATRÁS

La página del fabricante del puente h marca que el pin RPWM le debe llegar el

valor de high o 1 lógico y al pin LPWM le debe llegar el valor de PWM para que

este pueda funcionar así el lado contrario. Esta fue una función que recibe un

dato de tipo entero (0-255) este dato contiene el PWM que proviene de la

función arranque lento o apagado lento.

//FUNCION ATRAS

Void ATRAS (int e)

{

analogWrite (4, e);

digitalWrite (5, HIGH);

analogWrite (6, e);

digitalWrite (7, HIGH);

analogWrite (8, e);

digitalWrite (9, HIGH);

analogWrite (10, e);

digitalWrite (11, HIGH);

}

C. FUNCION DERECHA

Para ir a la derecha teniendo ya las bases de cómo va hacia delante y hacia

atrás y a experiencias anteriores en concurso de robótica optamos por un giro

en su propio eje, este giro se da cuando una de las llantas o en este caso la

tracción tipo oruga del lado derecho va hacia delante y la del lado izquierdo va

hacia atrás haciendo así el giro en su propio eje hacia la derecha. Esta fue una

Page 21: INGENIERÍA EN ELECTRONICA

19

función que recibe un dato de tipo entero (0-255) este dato contiene el PWM

que proviene de la función arranque lento o apagado lento.

//FUNCION DERECHA

Void DERECHA (int e)

{

digitalWrite (4, HIGH);

analogWrite (5, e);

digitalWrite (6, HIGH);

analogWrite (7, e);

analogWrite (8, e);

digitalWrite (9, HIGH);

analogWrite (10, e);

digitalWrite (11, HIGH);

}

D. FUNCION IZQUIERDA

Para ir a la izquierda teniendo ya las bases de cómo va hacia delante y hacia

atrás. La tracción tipo oruga del lado derecho va hacia atrás y la del lado

izquierdo va hacia adelante haciendo así el giro en su propio eje hacia la

izquierda. Esta fue una función que recibe un dato de tipo entero (0-255) este

dato contiene el PWM que proviene de la función arranque lento o apagado

lento.

//FUNCION IZQUIERDA

Void IZQUIERDA (int e)

{

analogWrite (4, e);

digitalWrite (5, HIGH);

analogWrite (6, e);

digitalWrite (7, HIGH);

digitalWrite (8, HIGH);

analogWrite (9, e);

digitalWrite (10, HIGH);

analogWrite (11, e);

}

Page 22: INGENIERÍA EN ELECTRONICA

20

E. FUNCION PARA ARRANQUE LENTO

Esta función fue hecha debido a que necesitábamos bajar el alto consumo de

arranque del motor como lo habíamos mencionado anteriormente, esto lo

hicimos con un ciclo for decrementando la potencia de 5 en 5 los valores, de un

valor alto que es 150 a 0 ya que como mencionamos antes en este caso el

puente H responde a valores altos como valores pequeños y a valores bajos

como valores altos y empezamos de 150 ya que al hacer las primeras pruebas

iniciábamos de 255 el motor no tenía la suficiente fuerza para mover las

cadenas y demandaba mucha corriente lo que podría dañar a nuestro micro

controlador o incluso al mismo puente H ya con el valor de 150 vimos que si se

empezaba a mover y no se forzaban los motores y optamos que ese fuera el

valor inicial y el valor final fuera 0 ya que es la velocidad máxima. Esta función

recibe un valor de tipo entero (1-4) para poder controlar la dirección del robot

siendo 1: adelante, 2: atrás, 3: derecha y 4: izquierda y manda un valor (b) que

es el PWM para las funciones de adelante, atrás, derecha e izquierda.

//FUNCION PARA ARRANQUE LENTO

void ARRANQUE (int a)

{

for (b=150;b>=0;b=b-5)

{

if (a==1)

{

ADELANTE(b);

}

if (a==2)

{

ATRAS(b);

}

if (a==3)

{

DERECHA(b);

}

if (a==4)

{

IZQUIERDA(b);

}

delay(67);

}

}

Page 23: INGENIERÍA EN ELECTRONICA

21

F. FUNCION PARA PARO LENTO

Al igual que con la función de arranque lento decidimos que por la misma inercia

que traen los motores estos producen una corriente en la cual debíamos decidir

si poner la protección en la programación o en el circuito ya que generan una

corriente inversa así que decidimos apagar los motores lentamente para que

esta corriente inversa disminuya casi hasta ser nula y no afecte a los circuitos.

Esto lo logramos incrementando los valores de 10 en 10 en el for desde 0 hasta

255 para poder apagar bien los motores. Esta función recibe un valor de tipo

entero (1-4) para poder controlar la dirección del robot siendo 1: adelante, 2:

atrás, 3: derecha y 4: izquierda y manda un valor (d) que es el PWM para las

funciones de adelante, atrás, derecha e izquierda.

//FUNCION PARA PARO LENTO

Void APAGADO (int c)

{

for (d=0;d<=255;d=d+10)

{

if (c==1)

{

ADELANTE(d);

}

if (c==2)

{

ATRAS(d);

}

if (c==3)

{

DERECHA(d);

}

if (c==4)

{

IZQUIERDA(d);

}

delay(43);

}

CERO();

}

Page 24: INGENIERÍA EN ELECTRONICA

22

De acuerdo a las funciones anteriores el programa quedo de la siguiente manera:

Int b,d;

Void setup ()

{

//LATERAL 1

pinMode(4,OUTPUT);//LPWM A

pinMode(5,OUTPUT);//RPWM A

pinMode(6,OUTPUT);//LPWM B

pinMode(7,OUTPUT);//RPWM B

//LATERAL 2

pinMode(8,OUTPUT);//LPWM A

pinMode(9,OUTPUT);//RPWM A

pinMode(10,OUTPUT);//LPWM B

pinMode(11,OUTPUT);//RPWM B

}

void loop()

{

CERO ();

delay (5000);

ARRANQUE(1);

delay (30000);

APAGADO(1);

delay (3000);

ARRANQUE(2);

delay (4000);

APAGADO(2);

delay (3000);

ARRANQUE(1);

delay (30000);

APAGADO(1)

delay (3000);

ARRANQUE(3);

delay (4000);

APAGADO(3);

delay (3000);

ARRANQUE(1);

delay (30000);

APAGADO(1)

delay (3000);

ARRANQUE(3);

delay (4000);

APAGADO(3);

delay (3000);

ARRANQUE(1);

delay (60000);

APAGADO(1)

delay (3000);

}

Page 25: INGENIERÍA EN ELECTRONICA

23

En cuanto las pruebas que hicimos las generamos por medio de dos baterías selladas

de 12 v 9Ah el cual si dejamos esas baterías la autonomía del robot seria de 54

minutos aproximadamente.

VOLT AMPERS WATTS

12 9 108

12 10 120

Watts = V*A

Hrs.= 108 watts / 120 watts = 0.9 Hrs. = 54 min

Page 26: INGENIERÍA EN ELECTRONICA

24

RESULTADOS

En cuanto a los resultados obtenidos el robot terminado se muestra en la figura 15. La

figura 16 muestra la parte posterior del robot y la figura 17 muestra la parte superior.

Figura15.- Robot terminado

Figura 16.- Parte superior del robot

Page 27: INGENIERÍA EN ELECTRONICA

25

Figura 17.- Parte inferior del robot

VIDEO

Las pruebas fueron hechas con baterías selladas de 12 v 9 Ah pero debido al largo

uso su funcionamiento ya no es óptimo y por tanto se reduce el tiempo de vida. La

tabla 9 muestra el tiempo de vida de la batería sin PWM solo conectando los motores

directos a la batería y tabla 10 muestran los resultados obtenidos ya con un arranque

lento con PWM. Las gráficas de consumo de corriente y voltaje están representadas

en la figura 18 y 19 respectivamente.

Page 28: INGENIERÍA EN ELECTRONICA

26

Tabla 9.- Autonomía de la batería sin PWM

MINUTOS VOLTAJE CORRIENTE

5 MIN 10.90 V 8.5 A

10 MIN 10.30 V 7 A

15 MIN 9.1 V 6.8 A

20 MIN 5.4 V 6.5 A

25 MIN 2.2 V 5.4 A

Tabla 10.- Autonomía de la batería con PWM

MINUTOS VOLTAJE CORRIENTE

5 MIN 10.30 V 6 A

10 MIN 9.1 V 5 A

15 MIN 5.4 V 4.2 A

20 MIN 2.3 V 2 A

25 MIN 0.5 V 1 A

Figura 18.- Grafica de consumo de corriente.

13

8.5

7 6.8 6.5

5.4

12.5

65

4.2

21

0

2

4

6

8

10

12

14

0 5 10 15 20 25 30

CO

RR

IEN

TE

TIEMPO

GRAFICA DE CORRIENTE

SIN PWM CON PWM

Page 29: INGENIERÍA EN ELECTRONICA

27

Grafica 19.- Grafica de consumo de voltaje.

Debido al gran consumo de corriente que utilizan los motores y que la batería no es

nueva el funcionamiento no fue el esperado, recomendamos usar una batería sellada

de 12 v a 24 Ah o una batería sellada de 12 v 35 Ah que proporcionaría la corriente

suficiente para estar en funcionamiento durante 1 hr.

12.34

10.910.3

9.1

5.4

2.2

12.35

10.3

9.1

5.4

2.3

0.5

0

2

4

6

8

10

12

14

0 5 10 15 20 25 30

VO

LTA

JE

TIEMPO

GRAFICA DE VOLTAJE

SIN PWM CON PWM

Page 30: INGENIERÍA EN ELECTRONICA

28

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Cuando iniciamos este proyecto teníamos muchas expectativas al respeto, sobre todo

en nuestro anteproyecto escribimos que al terminar de construir el robot, este

caminaría, levantaría botellas de PET, separaría las botellas dependiendo el tipo de

material y seria autónomo.

Aunado a lo anterior concluimos que no es tan fácil de llevar a cabo un proyecto, pues

tuvimos muchas limitaciones debido a la falta económica además tuvimos muchas

complicaciones porque iniciamos desde cero.

Y en realidad fue lo más difícil ya que teníamos que visualizar todo, desde como

quedara acomodado la tracción hasta donde iría la parte electrónica, y eso nos llevó

mucho tiempo, ya que hacer un diseño de esa magnitud fue muy complicado, a pesar

de eso se hizo un buen diseño.

En la parte de la tracción después de comprar unas cadenas de metal usadas, después

de checar que iba a ser difícil adaptar unos sprockets a las cadenas nos dimos cuenta

que no fue la mejor elección, debido a esto optamos por elegir unas cadenas de

plásticos que son de fábrica y traen los sprockets incluidos, esto último fue la mejor

opción además de ser más fácil de utilizar

Al igual que el puente h en primera instancia decidimos diseñarlos nosotros, pero al

comprar los materiales gastamos más de 200 pesos y hacer el diseño fue aún más

complicado ya que en simulaciones tuvimos muchas complicaciones y el puente que

estábamos fabricando solo era para un motor, debido a eso optamos por comprar lo

complicado de eso fue conseguir un puente h que controlara más de 15 amperes y no

estuviera tan caro, conseguimos el puente h que costaba 500 pesos y controlaba dos

motores, así que concluimos que nos convenía comprar los puentes h en lugar de

hacerlos nosotros mismos.

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COMPETENCIAS DESARROLLADAS Y/O APLICADAS

Trabajo en equipo

Habilidad para trabajar de manera autónoma

Capacidad de generar nuevas ideas

Destrezas lingüísticas principalmente escrita

Capacidad crítica y autocritica

Capacidad para comunicarse con profesores de otras áreas

Medición de corriente y voltaje

Programación

PWM

Creación de funciones

Ley de ohm

Aplicación de formulas

Diseño de circuito

Page 32: INGENIERÍA EN ELECTRONICA

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REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

http://www.chiapasesnoticia.com.mx/nota.php?id=6657

http://informe21.com/automata/disenan-robot-recolector-basura-similar-wall-e

http://www.dicyt.com/noticias/estudiantes-de-ingenieria-disenan-un-vehiculo-capaz-

de-recolectar-basura

http://www.elecologista.com.mx/index.php?option=com_content&view=article&id=108

&Itemid=65

http://rafaelvictorioruiz.blogspot.mx/2010/11/playas-de-chiapas-de-alto-riesgo.html

INTRODUCCION A LA TEORIA DE LA CONMUTACION Y EL DISENO LOGICO.

FREDERICK J. HILL. 3ED

INTRODUCCION AL ANALISIS DE CIRCUITOS. ROBERT BOYLESTAD 12 ED.

TEORIA DE CIRCUITOS Y DISPOSITIVOS ELECTRONICOS. ROBERT BOYLESTAD

10 ED.

ELECTRONICA DE POTENCIA CONVERTIDORES APLICACIONES Y DISENO NED

MOHAN 3 ED.