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1. INTRODUCCINDurante varios aos el hombre ha tenido una serie de avances en el medio de la tecnologa con el fin de convivir con actividades innovadoras y mejorar su estilo de vida, a ms de esto, la tecnologa se ha desarrollado para economizar tiempo y recursos haciendo que el hombre tenga mayor comodidad y facilite procesos.La relacin que existe entre el ser humano y la tecnologa es un proceso que ha ido evolucionando desde el origen del mismo, ya que desde dcadas anteriores el hombre ha desarrollado maquinarias que lo reemplacen en actividades rigurosas y largas, pero aun as la tecnologa nunca va a logar controlar al ser humano, ya que lo importante de esta relacin es que se desarrolla conjuntamente con las necesidades del hombre.Todos estos desarrollos tecnolgicos ya nombrados han ido incorporando nuevas ramas en la Ingeniera, por lo que se desarroll la Ingeniera Mecatrnica,La ingeniera Mecatrnica es una fusin de tres ingenieras: Mecnica, Electrnica y automatizacin, lo cual permite que en una sola rea se pueda desarrollar implementos y sistemas que se puedan disear, construir, realizar su configuracin electrnica y finalmente estar encargado de su control. El Snake robot es una muestra del avance de esta carrera ya que es un mecanismo el cual se debe disear, controlar y automatizar de tal manera que luzca y simule los movimientos que tiene una serpiente. Esto se lo realizara con un diseo metlico fcil de manipular y con un sistema basado en servomotores, que permitan que el robot se mueva de acuerdo a lo que se requiera. As con este documento se conocer todos los procesos que son necesarios para el desarrollo y construccin de un mecanismo como el Snake Robot.

2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMALa Mecatrnica, como ingeniera es un rea extensa y amplia que tiene como base actividades destinadas a la construccin y el control de los distintos mecanismos que se van desarrollando con relacin a las necesidades del hombre. En la actualidad se ha podido observar como el mundo de la robtica ha ido creciendo a pasos agigantados, que la mayora de las actividades diarias del ser humano se basan en la misma, pero que muy pocas personas conocen el significado y la relacin que se debe tener con los robots y las maquinarias.El hecho de tener un mecanismo, en el que solo se haya realizado la parte mecnica, no significa tener un robot. Un robot constituye mucho ms que una construccin y programacin del mismo. Realizar un mecanismo que se base en el rea de la Mecatrnica es un proceso complejo, con el cual se quiere demostrar la relacin que tiene el hombre con la tecnologa.Debido a todas estas circunstancias, este proyecto que se realiz, Snake Robot, es una forma de satisfacer las distintas dudas que se tiene como estudiantes, las cuales son difciles de saciar con una educacin mecnica. Mediante la prctica se quiere conocer la verdadera relacin que existe entre el hombre y la mquina, que no es cuestin de elaborar un sistema que realice una actividad destinada a un objetivo especfico, sino ms bien es conocer como el hombre, ha desarrollado su cerebro desde su origen para crear mecanismos tan similares a las caractersticas que tiene el ser humano, pero nunca ms que las que l tiene.Realizar un mecanismo como el Snake robot que nos permita aprender nuevos procesos y nos lleve a entregar un resultado que sea un pequeo avance en la Mecatrnica es lo que nos plantea este proyecto como problema.3. JUSTIFICACINEl presente proyecto se lo realiza con distintos fines los cuales se basan en tres aspectos, los cuales son las partes que son necesarias para armar un proyecto como este.Para armar un robot, se requiere de una parte mecnica, la cual se la tiene que realizar con una serie de procesos, por lo que en la parte mecnica, se ha elaborado este proyecto ya que se quiere aprender a plasmar un diseo factible y manipulable, que no genere problemas en la construccin y a ms de eso que mediante los proyectos que se realicen, se logre aprender a economizar recursos,Por otra parte se realiza este proyecto con el fin de crecer en la parte electrnica, ya controlar un robot, requiere que se realice una placa la cual contenga todos los elementos que logren darle vida al robot, por lo que se hace este proyecto con un segundo fin el cual es familiarizarse ms con lo electrnico, conocer ms los elementos y tener conocimientos mucho ms ampliados en la elaboracin de placas, para poder lograr placas ms concisas y que realicen las mismas que se tiene como objetivos realizar.Por ltimo tenemos otro motivo por el cual se est realizando este proyecto, en el rea de sistematizacin. Para poder concretar el proceso de elaboracin del robot, se tiene que terminar con el rea de la programacin, la cual permite que el robot realice lo que quiere el usuario; as con este proyecto se quiere obtener nuevos conocimientos, que nos permitan como estudiantes controlar un mecanismo de la manera ms fcil posible, que se disminuyan las dificultades que se tenan anteriormente y que se aprendan nuevos programas y lenguajes que permitan nuestro avance en la programacin.Por estos motivos en conjunto, se quiere realizar este proyecto, ya que permiten nuestro crecimiento en el nuestra rea, que es la Ingeniera.

4. HIPTESISLa elaboracin del Snake Robot es un conjunto de procesos sistematizados y organizados, los cuales al elaborarlos de una forma adecuada permitirn un funcionamiento estructurado del robot.Para llegar a resolver todas las dudas con las que se empez a realizar el presente proyecto, se necesit de una investigacin profunda sobre las estructuras bsicas en las que se fundamenta un robot, las cuales abarcan de una parte mecnica, electrnica y finalmente la automatizacin.Con el fin de obtener un resultado satisfactorio y que cumpla con los objetivos propuestos se tuvo que seguir una serie de pasos.Empezando por la parte mecnica, se pudo obtener nuevos conocimientos para el diseo de una estructura; el ensamblaje es un proceso algo complicado, pero es un proceso el cual toma tiempo, y es el inicio donde se pueden observar los errores que posiblemente se tendr cuando se termine de armar todo el modelo previsto. En la parte electrnica, a diferencia de otras ocasiones fue muy fcil realizar lo que se requera, pero aun as a medida de la construccin del robot, se fue aprendiendo ms sobre la elaboracin de una placa, que era algo nuevo y se pudo se pudo llegar a tener los resultados esperado. La parte electrnica tambin tiene que estar relacionada con lo mecnico ya que influyen en el funcionamiento y del robot.Los movimientos del robot tienen que estar coordinados con todo lo mecnico del robot, aqu se pudo aprender a complementar un diseo a las rutinas que se requeran.Como ltimo proceso se tiene la automatizacin, la cual es un proceso matemtico que permite el equilibrio de las tres estructuras bsicas del robot; si estos tres mbitos estn realmente complementados el robot va a tener un correcto funcionamiento.Con la automatizacin se logra que el robot realice los movimientos que se quiere, y todos estos movimientos deben ser controlados, con una programacin que en este semestre se logr simplificar con los conocimientos aprendidos durante el mismo.5. SISTEMATIZACINLa sistematizacin del proyecto consisti en una de las partes ms largas del mismo, ya que esta debe estar adecuada a las estructuras mecnica y electrnica, por lo que sistematizar el Snake Robot fue un proceso que se lo tuvo que hacer minuciosamente pero que con los conocimientos aprendidos previamente no existi mayor dificultad.En este caso, se opt por realizar la programacin en la plataforma del Arduino UNO, ya que debido al tiempo que se tuvo, era un tanto complicado realizar la automatizacin en un programa de lenguaje C, ya que requeramos de un periodo grande de investigacin que se iba a hacer un poco complejo.As con la plataforma de Arduino se logr obtener todas las rutinas que la serpiente iba a realizar. Esto se lo consigui estableciendo los ngulos en los que se iban a desplazar cada una de las partes.Para esto se tuvo que sincronizar los movimientos y desplazamientos, de tal forma que el robot empiece a tener las rutinas y pasos adecuados para que simule los movimientos de una serpiente real, en este caso se hicieron grupos de servos los cuales tienen que funcionar conjuntamente.Bsicamente el robot fue sistematizado de una forma sencilla, y con la cual se pudo obtener todo lo que se solicitaba para que el robot realice todas las rutinas de forma repetitiva, se hizo el uso de un sensor el cual igualmente se program y control en la plataforma de Arduino UNO.6. OBJETIVOS1. 2. 3. 4. 5. 6. 6.1. OBJETIVO GENERAL

Disear elaborar y construir un mecanismo que simule los movimientos de una serpiente.

6.2. OBJETIVOS SECUNDARIOS Aprender a manejar y programar micro controladores. Realizar un diseo adecuado para el mecanismo. Aprender a manejar un sensor ultrasnico HC-RS04. Elaborar un informe y un paper tcnico del proyecto. Elaborar manuales de usuario, mantenimiento y de operacin.

7. MARCO TERICO 7.1. MARCO CONCEPTUALCAPTULO 1. DISPOSITIVOS ELECTRNICOS1.1 Arduino UnoArduino Uno mostrado en el anexo 1, es una placa electrnica basada en el ATmega328p. Cuenta con 14 pines de entrada / salida digitales (de las cuales 6 se puede utilizar como salidas PWM), 6 entradas analgicas, un resonador cermico de 16 MHz, una conexin USB, un conector de alimentacin, una cabecera ICSP, y un botn de reinicio. Contiene todo lo necesario para soportar el micro controlador, basta con conectarlo a un ordenador con un cable USB o el poder con un adaptador de AC a DC o batera para inicializar. 1.1.1 CaractersticasTabla 1. Caractersticas de Arduino UnoFuente: Arduino, http://arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardUnoMicro controladorATmega328

Voltaje de funcionamiento5V

Voltaje de entrada (recomendado)7-12V

Voltaje de entrada (limite)6-20V

Pines de entrada/salida digitales14 (de los cuales 6 proporcionan salida PWM)

Pines de entrada analgica6

Corriente por entrada DC / salida40 mA.

Corriente DC por Pin 3.3V50 mA.

Memoria32 KB (ATmega328) de los cuales 0,5 KB utilizado por gestor de arranque

SRAM2 KB (ATmega328)

EEPROM1 KB (ATmega328)

Velocidad del reloj16 MHz

1.1.2 PoderEl Uno Arduino puede ser alimentado a travs de la conexin USB o con una fuente de alimentacin externa. La fuente de alimentacin se selecciona automticamente. La placa puede operar en un suministro externo de 6 a 20 voltios. Si se utiliza ms de 12V, el regulador de voltaje se puede sobrecalentar y daar la placa. El rango recomendado es de 7 a 12 voltios. Los pines de alimentacin son como los siguientes: VIN. Cuando se utiliza una fuente de alimentacin externa (en lugar de 5 voltios de la conexin USB o de otra fuente de alimentacin regulada). 5V. Este pin provee 5V regulado por el regulador en el tablero. Se puede suministrar corriente a la placa ya sea a partir de la entrada de alimentacin (7 - 12V. el conector USB (5V), o el pasador de VIN de la placa (7-12V). El suministro de tensin a travs de los pines de 5V o 3.3V no pasa por el regulador, y puede daar la placa. 3V. Una tensin de alimentacin 3,3v generado por el regulador de la placa. Su consumo de corriente mxima es de 50 mA.GND. Pines de tierra.

1.1.3 Memoria El ATmega328 tiene 32 KB (con 0,5 KB utilizado para el gestor de arranque). Tambin tiene 2 KB de [footnoteRef:1]SRAM (Memoria Esttica de Acceso Aleatorio) y 1 KB de memoria [footnoteRef:2]EEPROM (Memoria programable borrable de solo lectura). [1: SRAM: Estas memorias son de Acceso Aleatorio, lo que significa que las posiciones en la memoria pueden ser escritas o ledas en cualquier orden, independientemente de cual fuera la ltima posicin de memoria accedida] [2: EEPROM: puede ser borrada y programada con impulsos elctricos. Al ser una pieza que se puede gestionar por estos impulsos elctricos, podemos realizar todas estas operaciones de reprogramacin sin tener que desconectarla de la placa a la cual va conectada.]

1.1.4 Programacin Se puede programar con el software Arduino. El ATmega328 en la Arduino Uno viene instalado con un [footnoteRef:3]gestor de arranque que le permite cargar nuevo cdigo a la misma sin el uso de un programador de hardware externo. [3: Gestor de arranque (bootloader): es un programa sencillo que no tiene la totalidad de las funcionalidades de un sistema operativo, y que est diseado exclusivamente para preparar todo lo que necesita el sistema operativo para funcionar]

Tambin puede pasar por alto el gestor de arranque y programar el micro controlador a travs del [footnoteRef:4]ICSP. [4: ICSP: sirve para programar el Gestor de arranque o bootloader del MicrocontroladorATmega y as poder cargar los programas que creemos en el IDE directamente en el microcontrolador sin tener que necesitar Programadores externos]

Arduino Uno tiene un poli fusible reseteable que protege los puertos USB del ordenador de cortocircuitos y sobrecarga elctrica. Aunque la mayora de las computadoras ofrecen su proteccin interna, el fusible proporciona una capa adicional de proteccin. Si ms de 500 mA.se aplica al puerto USB, el fusible automticamente rompe la conexin hasta que el cortocircuito o sobrecarga es retirado. 1.2 Sensor UltrasnicoLos sensores ultrasnicos son interruptores electrnicos que trabajan sin contacto. En los sensores ultrasnicos bidireccionales se aprovecha el efecto de rebote del sonido que se da en respuesta a la presencia de un objeto, segn el tiempo que el pulso snico se demora en ir y regresar se puede determinar la distancia entre el sensor y el objeto. Normalmente los sensores ultrasnicos se emplean bajo presin atmosfrica.El medio donde se emplea el sensor infiere significativamente ya que el sonido puede ser desviado por corrientes de viento, ya que este transporta sonido o ruido tambin. El ngulo efectivo de sensado determina desde que rango el objeto ser reconocido por el dispositivo, la zona que no est dentro del rango se denomina zona ciega. La zona ciega en longitud vara dependiendo del sensor.

1.2.1 Inferencia del medioTabla 4. Inferencia del medio en sensado.Fuente: Universidad Politcnica de Valencia, Estudio de la influencia de ultrasonidos, http://riunet.upv.es/bitstream/handle/10251/27981/TFM%20DAVID%20OLUCHA%20MORENO..pdf?sequence=1TemperaturaLa velocidad de la onda de sonido disminuye con el aumento de temperatura.

PresinLa velocidad de la onda de sonido disminuye a medida que la presin atmosfrica aumenta. La velocidad disminuye un 3.6% entre el nivel del mar y 3 km por encima del mismo.

HumedadLa onda de sonido aumenta a medida que la humedad aumenta. Esto podra causar que el objetivo aparezca ms cercano cuando se usan sensores ultrasnicos.

Corrientes de aireLa velocidad del viento mayor a 50 km/h puede afectar el clculo

PrecipitacinSensores ultrasnicos no son afectados por lluvia normal o nieve, pero el transductor debe mantenerse seco.

GasErrores en la medida ocurren cuando se usan gases aparte de la atmosfera

1.2.2 Sensor Ultrasnico HC-RS04En la anexo 3 se muestra el sensor ultrasnico HC-RS04.Caractersticas:

Tabla 3. Caractersticas del sensor HC-RS04Alimentacin5V

ngulo de sensado15

Rango de distancia2 a 500 cm

Nmero de Pines4 (VCC,TRIG,ECHO,GND)

El comportamiento de la onda emitida por el sensor es mostrado en el anexo 4. El sensor de distancia ultrasnico HCSR04 tiene la capacidad de sensar la distancia por medio de la diferencia en tiempo entre la transmisin y recepcin de una serie de pulsos que el modulo enva y captura. Este sensor es capaz de sensar fielmente distancias de entre 2cm y 400cm de manera no invasiva o sin contacto. El funcionamiento bsico del sensor es el siguiente:El mdulo recibe un pulso de entrada para de por lo menos 10 uS.de duracin.Una vez recibido el pulso de entrada en el trigger, el mdulo enva ocho pulsos a una frecuencia de 40 KHz y espera a que regresen esos pulsos para sensarlos.Cuando el mdulo lee todos los pulsos este convierte la diferencia de tiempo en un pulso de salida que tiene un ancho de pulso determinado, el cual est en funcin del tiempo en que los pulsos fueron transmitidos y recibidos los cuales estn en funcin de la distancia.El siguiente pulso puede ser transmitido una vez que el eco se ha dispersado. Este periodo de tiempo es llamado ciclo. El ciclo recomendado no debe ser menor a 50 ms.

Figura 1: Comportamiento de onda.Fuente: http://my.opera.com/fultontech/blog/2011/04/28/sensor-ultrasonico-hc-sr04

1.3 Regulador 78067806 es un circuito integrado regulador de tensin. Es un miembro de la serie 78xx de reguladores de voltaje con circuitos integrados lineales fijos. La fuente de voltaje en un circuito puede tener fluctuaciones y no dara a la salida de tensin fija. El regulador de voltaje IC mantiene la tensin de salida en un valor constante. El xx en 78xx indica la tensin de salida fija que est diseado para proporcionar. 7806 proporcionar 6 V regulados condensadores de la fuente de energa de los valores adecuados se pueden conectar a los pines de entrada y de salida dependiendo de los respectivos niveles de tensin. Para la siguiente tabla ver el anexo 7 para numeracin de pines.Tabla 4: Descripcin de pinesFuente: Engineering Garage, http://www.engineersgarage.com/electronic-components/7806-icNo. De pinFuncinConfiguracin

1Voltaje de Entrada (5v-18v)Entrada

2Tierra (0v)Tierra

3Voltaje Regulado (5.75v-6.25v)Salida

Figura 2: Comportamiento de un regulador similarFuente: http://perso.wanadoo.es/jalons3/curso/2elec/1elecompo.htm

1.4 Batera Li Po

Las bateras LiPo son celdas conectadas en series para as poder sumar sus voltajes parciales, cada celda tiene un voltaje de 3,7v y conectadas en serie obtenemos ms voltaje.1.4.1 Caractersticas GeneralesLas bateras LiPo tienen grabadas las especificaciones como su voltaje total, y la corriente hora. Si se desea reducir el amperaje se puede reducir el tiempo de autonoma, estas son dos magnitudes inversamente proporcionales.Son bateras recargables, es importante respetar los tiempos de carga y descarga, no se las debe descargar a menos de 3V.Para cargar la batera es recomendable hacerlo a 1C, la vida de la batera se alargar considerablementeAdems la unidad C nos indica la descarga mxima, es decir que si la batera tiene 20c, la descarga mxima de la batera es de C*A (Anexo 11)

CAPITULO 2. DISPOSITIVOS MECNICOS2.1 ServomotoresUn Servo es un dispositivo pequeo que tiene un eje de rendimiento controlado. Este puede ser llevado a posiciones angulares especficas al enviar una seal codificada. Con tal de que una seal codificada exista en la lnea de entrada, el servo mantendr la posicin angular del engranaje. Cuando la seal codificada cambia, la posicin angular de los piones tambin cambiar. En la prctica, se usan servos para posicionar superficies de control como el movimiento de palancas, pequeos ascensores, etc.Los servos son sumamente tiles en robtica, debido a que son motores pequeos, los cuales tienen internamente una circuitera de control interna y es sumamente poderoso para su tamao.

Para conocer el funcionamiento de este dispositivo debemos saber que tiene un motor el cual tiene algunos circuitos de control y un potencimetro (una resistencia variable) esta es conectada al eje central del servo motor. Este potencimetro permite a la circuitera de control, supervisar el ngulo actual del servo motor. Si el eje est en el ngulo correcto, entonces el motor est apagado. Si el circuito chequea que el ngulo no es el correcto, el motor girar en la direccin adecuada hasta llegar al ngulo correcto. El eje del servo es capaz de llegar alrededor de los 180 grados. Normalmente, en algunos llega a los 210 grados, pero vara segn el fabricante. Un servo normal se usa para controlar un movimiento angular de entre 0 y 180 grados. El servo no es mecnicamente capaz de retornar a su lugar, si hay un mayor peso que el sugerido por las especificaciones del fabricante. La cantidad de voltaje aplicado al motor es proporcional a la distancia que ste necesita viajar. As, si el eje necesita regresar una distancia grande, el motor regresar a toda velocidad. Si este necesita regresar slo una pequea cantidad, el motor correr a una velocidad ms lenta. A esto se le llama control proporcional.

Figura 3: Comportamiento de onda de un sensorFuente: http://www.dwengo.org/node/237

2.1.1 Caractersticas generales

Estos servos tienen un amplificador, servo motor, pioneara de reduccin y un potencimetro de realimentacin; todo incorporado en el mismo conjunto.

Es un servo de posicin (lo cual significa que uno indica a qu posicin debe ir), con un rango de aproximadamente 180 grados.

Tiene tres cables de conexin elctrica; Vcc, GND, y entrada de control. (Anexo8)

Existe una gran variedad de servomotores, los cuales son elegidos de acuerdo al peso que levanten, su tamao, sus engranajes, etc. pero el presente proyecto los se utiliz dos tipos de servos los cuales sern especificados a continuacin.

2.1.2 Servomotor HD-6001HB

2.1.2.1 Caractersticas generales

El 6001HB es un servo estndar analgico de potencia de alta definicin que realiza gran cantidad de esfuerzo de torsin sin sacrificar la velocidad.Dos rodamientos de bolas ayudan a reducir la friccin y mejorar el rendimiento. Funciona con un voltaje de clave de 6 V, a diferencia de los dems servomotores que pueden funcionar con 5V. (Anexo 9).Tabla 5: Caractersticas bsica del servo HD-6001HBFuente: Brigo Geek, http://www.bricogeek.com/shop/251-servo-power-hd-6001hb.htmlMODULACIN:ANALGICA

Torque:7.2V:7.2 oz-in(0,52 kg-cm)

Velocidad:6.0V:0,14 sec/60

Peso:1.52 oz(43,0 g)

Dimensiones:Largo:1,65 en(41,9 mm)

Ancho:0,81 en(20,6 mm)

Altura:1,56 en(39,6 mm)

Gear type:Plstico

Rotacin / soporte:Rodamientos de doble

2.1.3 Servo motor HS-645

2.1.3.1 Caractersticas generalesTabla 6: Caractersticas bsicas del MS-645Fuente: http://radiocontrolledshop.ie/hi-tec-servos-hitec-rc-servo/3621-2214270-hs645mg-hi-tec-ultra-torque-8kg-all-metal-gear-servo-669962320436.htmlModulacin:Analgica

Torque:4.8V:106.9 oz-in(7,70 kg-cm)6.0V:133.3 oz-in(9,60 kg-cm)

Velocidad:4.8V:0,24 sec/60 6.0V:0,20 sec/60

Peso:1.95 oz(55,2 g)

Dimensiones:Largo:1,59 en(40,4 mm)

Ancho:0,77 en(19,6 mm)

Altura:1,48 en(37,6 mm)

Tipo de motor:De 3 polos

Gear Type:Metal

Rotacin / Soporte:Rodamientos de doble

7.2 MARCO METODOLGICOCAPITULO 3. PROCESO DE CONSTRUCCIN3.1 ESTRUCTURA MECNICAEl aluminio puede ser fuerte, ligero, dctil y maleable. Es un excelente conductor del calor y de la electricidad, No se altera en contacto con elaireni se descompone en presencia deagua, debido a que su superficie queda recubierta por una fina capa de xido que lo protege del medio.Para la estructura mecnica se decidi utilizar aluminio de 0,5 mm de grosor(anexo 12), con el fin de economizar recursos y que se puedan cortar las piezas y manipularlas de una manera ms rpida y fcil, y que si al cometer algn error se lo pueda solucionar eficazmente.El diseo de la estructura mecnica se lo desarroll en Auto CAD, debi a los conocimientos que se tenan previamente y por la facilidad de diseo en el mismo. (Planos Mecnicos)

3.2 ESTRUCTURA ELECTRNICA

Al realizar un proyecto de este tipo es necesario establecer una metodologa la cual se siga para facilitar su elaboracin. En este caso al ser un proyecto terico y prctico, se ha seguido un mtodo experimental, debido a que nos permite realizar investigaciones sobre las distintas herramientas que necesitamos y porque es un mtodo que no permite realizar pruebas y comprobaciones para el funcionamiento del robot.

3.2.1 Construccin del Circuito electrnicoPara empezar a disear el circuito se tuvo que establecer todas las herramientas y mecanismos que se iban a utilizar para el funcionamiento del robot. Al conocer el nmero de servos se pudo proceder a formar el circuito.En este caso se decidi usar 5 servos que permitan el control de los dos tipos de movimientos que iba a tener la serpiente. Los servomotores HD-6001 que dos de ellos estn en el cuerpo de la serpiente, son servos que trabajan con 6 voltios, por lo que un dato a tomar en cuenta es que se tuvo que mandar 6 voltios a todos lo servos que formaban el robot, para que puedan trabajar eficazmente.Con estos previos datos se puede proceder a conocer la construccin del circuito electrnico que se utiliz en el Snake Robot.Se arm un circuito de regulacin el cual consista en:Un regulador 7806, para todos los servos, el cual cumple la funcin de mandar bajar el voltaje de la batera a 6 voltios para que todos los servos puedan trabajar conjuntamente.Para el inicio del proceso tenemos que tener en cuenta que hay tres grupos en los que se encuentran divididos los servos.El primer grupo:En este grupo se encuentran 2 servos los cuales trabajan simultneamente, y son los que permiten los movimientos verticales de la serpiente.El segundo grupo:Este grupo est formado nicamente por un servo; el cual es el servo central y facilita los movimientos verticales.

Tercer grupo:Finalmente se encuentra un grupo formado igualmente por dos servos los cuales permiten los movimientos horizontales de la serpiente.As con esta especificacin se puede conocer que en el circuito los 5 servos van conectados a un sensor ultrasnico, el cual es el que genera las rutinas que se requieren.Los servos van estn conectados en paralelo y los tres grupos nombrados funcionan de acuerdo a la programacin que se explicar posteriormente.

3.2.2 Construccin de la Placa ElectrnicaConociendo el circuito electrnico que se explic anteriormente se puede proceder a construir la placa electrnica, para as determinar las distintas conexiones que se tienen previstas para obtener el paso de corriente y voltaje necesario para que el mecanismo funcione correctamente, sin producir daos en los dispositivos utilizados.

Para construir la placa electrnica se debe tener los materiales necesarios, los cuales son:El circuito elaborado en un protoboard, y haberlo probado anteriormente.Tener papel fotogrfico y baquelitas para poder traspasar el circuito.Al estar seguro del circuito que se tena en el protoboard, se debe realizar la pista digitalmente para luego poder imprimirla.

En este caso se decidi usar la plataforma de Arduino UNO para la programacin por lo que la placa electrnica consiste en utilizar un cristal 16MHZ, dos capacitores de 22 pF en paralelo, el microprocesador ATMEGA328p y finalmente todo esto se va direccionado al sensor HC_SR04.

3.3 AUTOMATIZACIN

La programacin del robot, es lo controla todas las rutinas y movimientos que realizarn los dispositivos mecnicos, en este caso se utiliz la plataforma del Arduino UNO para lograr programar todos los servos y el sensor que se tenan previstos utilizar.Para poder lograr realizar una programacin, es necesario establecer desde que regin se va a empezar la programacin para que un proceso lleve al otro.En este caso para el Snake Robot se realizaron tres regiones, y para poder proseguir con la programacin se tuvo que establecer las posiciones angulares que iba a tener cada servo en cada regin.As para el primer grupo, el cual es el encargado del movimiento vertical, se tienen dos servos que estn actuando simultneamente que van alrededor de los 0 y 60 con el fin de que la serpiente se mueva de arriba hacia abajo.Como segundo grupo, se tiene al rea central, el cual tiene nicamente un servo y es el que acta como eje para los movimientos de atrs y delante de la serpiente.Finalmente se program el tercer grupo, que es el encargado de los movimientos horizontales, estos dos servos van igualmente de los 0 a los 60 y permiten que la serpiente se mueva de derecha a izquierda.

8. MARCO LGICO8.1 Anlisis de InvolucradosINVOLUCRADOSINTERESESCOMO VEN EL TEMARECURSOSINTERVENCCIN

UniversidadRealizar un proyecto que cumpla con los objetivos propuestosUn proyecto el cual ayude a los estudiantes a superar retos y obtener nuevos conocimientosLaboratorios, fuentes de investigacin y elementos que sean necesarios para la realizacin del proyecto.

Brindando el espacio, los instrumentos y las tutoras que sean necesarias para el estudiante

ProfesoresMediante la elaboracin del proyecto, involucrarse ms con los nuevos y diferentes temas.Un proyecto que ayuda al estudiante a ser ms responsable y capaz de aprender por s mismo.Informacin y tutoras que proporcionen a los estudiantes los conocimientos necesarios.

Proporcionando la ayuda y el tiempo necesario que requiera el estudiante.

EstudiantesCrecer en el mbito acadmico, obteniendo nuevos conocimientos y alcanzar los objetivos propuestos.Una forma de aprendizaje que nos promueve en la investigacin y en ser ms perseverantes en las actividades que se realiza.La investigacin, el dinero y los materiales que sea necesarios para que el proyecto resulte como se esperaba.

Participar en todas las actividades de planificacin, investigacin, diseo y construccin del proyecto.

8.2 rbol de ProblemasSistemas y creaciones limitadas en el desarrollo de la tecnologa.

Pocos profesionales que se dediquen al desarrollo tecnolgico en el pasFalta de inversin econmica en este tipo de proyectos.Poco desarrollo tecnolgico en el campo de la Mecatrnica en el pas.Pocos mecanismos que puedan ingresar a lugares de dimensiones minsculas con los movimientos que simula este robot.

3.1 CAPTULO 6

FALTA DE MECANISMOS QUE SIMULEN MOVIMIENTOS DE UNA SERPIENTE.

Falta de conocimientos en este tipo de ingeniera.

8.3 rbol de Objetivosrbol de objetivosMs investigacin dentro de este campo.Mayor apoyo del gobierno e inversin en estos proyectos.IMPLEMENTACION DE MECANISMOS QUE SIMULEN A UNA SERPIENTEAumentar considerablemente el desarrollo tecnolgico

Mediante la creacin de este tipo de mecanismos logramos implementar el desarrollo de la investigacin en el pas, debido a la facilidad para acceder a lugares con espacios limitados

Implementar el desarrollo tecnolgico dentro de este mbito de la robtica en el pas.

Mayor nmero de personas especializadas en este campo de investigacin

8.4 Anlisis de EstrategiasPara el aumento de la investigacin en este campo dentro del pas se requiere: Ms implementacin de este tipo de proyectos especializados en las universidades. Mayor propaganda por parte del gobierno en el pas Mayor inversin y mejor oferta hacia este tipo de proyectos en nuestro pas.

Para un mayor apoyo por parte del gobierno hacia estos proyectos: Demostracin de la viabilidad de este tipo de proyectos Implementacin dentro de las universidades para el desarrollo de los mismos. Importacin de personal extranjero que tenga suficiencia de conocimiento en el tema

Para incrementar el nmero de personas especializadas en el tema: Demostrar que nuestro pas est en las completas capacidades de mejorar dentro de este campo de la investigacin. Promocionar a nivel internacional los proyectos y creaciones de las universidades en el pas

8.5 Matriz del marco lgicoCAUSA / EFECTOResumen NarrativoIndicadoresMedios de VerificacinSupuestos

*Experimentar *Adquirir el conocimiento*Los resultados de nuestro robot han sido satisfactorios*Con nuestro proyecto habremos acertado un 85% de los objetivos propuestos*Hemos tenido innumerable cantidad de fallas en la elaboracin del proyecto, todas fueron reparadas

*Resolver los ejercicios *Comentar resultados y opiniones*El robot logro simular al 80% los movimientos sinusoidales de una serpiente*Hemos realizado una exposicin hacia expertos en el tema, que han cuestionado su funcionamiento*No se han generado un gran nmero de dudas, debido a la exposicin del proyecto

*Visualizar las fallas en los movimientos de la serpiente *Tratar de mitigaros*Hemos obtenido alrededor de 5 videos que demuestran su funcionamiento*Aun no obtenemos otras visitas oficiales por parte de alumnos debido a la etapa en la que nos encontramos*An no tenemos visitas por parte de personas externas a nuestro proyecto

*Comprar los materiales *Construir y programar el robot*Hemos asistido hacia alrededor de unas 5 personas altamente especializadas en el tema*An no tenemos vistas, ni comentarios hacia nuestro proyecto*An no tenemos visitas por parte de personas externas a nuestro proyecto

CAPTULO 4. Conclusiones y Recomendaciones4.1 ConclusionesCon este proyecto se puede concluir que el elaborar este robot no es cuestin de solo armarlo, sino que es una forma de vincularnos y compenetrarnos con la Mecatrnica de una forma prctica conociendo lo que verdaderamente es la relacin del hombre con la tecnologa.

Se concluye que este proyecto necesita de tres estructuras bsicas las cuales deben complementarse a medida que el robot va tomando forma y que va avanzando.

En conclusin este es un proyecto el cual toma de tiempo, pero que deja resultados muy complacientes. Nos permite tener ms conocimientos sobre la parte mecnica, electrnica y la automatizacin de un producto; para as darnos cuenta que la tecnologa crece de acuerdo a las necesidades y ambiciones del hombre.4.2 RecomendacionesSe recomienda investigar sobre todos los dispositivos que se van a utilizar en el proceso, para tener un buen conocimiento de su funcionamiento y caractersticas.

Se recomienda hacer varias pruebas mientras se realiza el proyecto ya que as se va a garantizar el funcionamiento del robot.

Es recomendable dedicar todo el tiempo posible a este proyecto ya que es un proceso el cual necesita de varios meses de trabajo, para que no exista ningn problema y se obtengan los resultados previstos.

9. BIBLIOGRAFA Turnigy 2S/3S Lithium Polymer Battery Charger User Manual. Online. http://www.dpcav.com/data_sheets/Turnigy_Charger_2S3S.pdf (2011)Brico Geek. Online .http://bricogeek.com/noticias/modelismo/todo-sobre-las-baterias-lipo/ (2011) Proyecto Arduino. Online. http://proyectoarduino.wordpress.com/%C2%BFque-es-arduino/ (2011) Todorobot. Online. http://www.todorobot.com.ar/documentos/dc-motor.pdf (2011) Todorobot. Online. http://www.todorobot.com.ar/documentos/servomotor.pdf (2012) Direct Industry. Online. http://www.directindustry.es/fabricante-industrial/sensor-distancia-60954.html (2011) Electrnica prctica. Online.http://www.uco.es/~p62fugoj/circuito.htm Hitek [Online] https://www.sparkfun.com/products/9261 [Online] http://panamahitek.com/2013/02/19/hc-sr04-sensor-ultrasonico-para-arduino/ Williams K, Amphibionics Build your own reptilian robot, McGraw-Hill, Pgs:117-189. Build your own snake robot.

10. ANEXOSAnexo 1. Muestra de una placa Arduino UnoFuente: Arduino, http://arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardUno

Anexo 2: Zona CiegaFuente: Microsonic, Zonas de deteccin, http://www.microsonic.de/es/Interesting-facts/Detection-zones.htm

Anexo 3. Sensor Ultrasnico HC-RS04Fuente: Campos Inventrnica, http://campos-inventronica.blogspot.com/2012/04/como-usar-sensor-ultrasonico-hc-sr04.html

Anexo 4: Comportamiento de las ondas de sonidoFuente: Bitacora sonora, http://bitacorasonora.org/2012/11/21/acustica-de-espacios-1/

Anexo 5. Dimensionamiento del sensor y muestra de funcionamiento.Fuente: Robtica fcil, http://www.superrobotica.com/s320122.htm

Anexo 6: Lminas de AluminioFuente: Water Treatment Solutions, Aluminio, http://www.lenntech.es/periodica/elementos/al.htm

Anexo 7: Regulador de voltaje 7806Fuente: Engineering Garage, http://www.engineersgarage.com/electronic-components/7806-ic

Anexo 8: Cables de conexin de los ServomotoresFuente: El servomotor, http://www.info-ab.uclm.es/labelec/solar/electronica/elementos/servomotor.htm

Anexo 9: Servmotor HD-6001HBFuente: Brigo Geek, http://www.bricogeek.com/shop/251-servo-power-hd-6001hb.html

Anexo 10: Servomotor HS-645Fuente: http://radiocontrolledshop.ie/hi-tec-servos-hitec-rc-servo/3621-2214270-hs645mg-hi-tec-ultra-torque-8kg-all-metal-gear-servo-669962320436.html

Anexo 11: Batera de Lipo de 7.4vFuente: http://aeroescolinha.blogspot.com/2011/01/baterias-de-lithium-polymero-li-po.html

Cdigo fuente. (PROGRAMACIN)-#include#define trigPin 12#define echoPin 13Servo servo1;Servo servo2;Servo servo3;Servo servo4;Servo servo5;int pos=20;

void setup(){ servo1.attach(9); servo2.attach(10); servo3.attach(11); servo4.attach(5); servo5.attach(6); servo2.write(40); servo1.write(40); servo3.write(40); servo4.write(pos); servo5.write(pos); Serial.begin(9600); pinMode(trigPin, OUTPUT); pinMode(echoPin, INPUT); }void loop(){ servo1.write(0); servo2.write(80); servo3.write(0); servo4.write(pos); servo5.write(pos); delay(1000); servo1.write(80); servo2.write(0); servo3.write(80); servo4.write(pos); servo5.write(pos); int duration, distance; digitalWrite(trigPin, HIGH); delayMicroseconds(1000); digitalWrite(trigPin, LOW); duration = pulseIn(echoPin, HIGH); distance = (duration/2) / 29.1; Serial.print(distance); Serial.println(" cm"); if (distance