ROBOT RASTREADOR DE LUZL. TAPIA, W. CHAMORRO, E.M CASAMN F. SARCHE, V. TORRESControl con MicroprocesadoresResumen.- Para presente proyectoI. INTRODUCCINLa robtica mvil es una de las aplicaciones ms interesante de la electrnica. El principio fundamental de un robot mvil es el desplazamiento en un ambiente conocido o desconocido, por lo tanto es necesario conocer la arquitectura con la cual funciona, para este tipo de autmatas la arquitectura utiliza es la hbrida que esta constituida por tres capa que son: capa de inteligencia (Nivel de control), capa unificadora (Nivel Fsico), capa de censado (Nivel sensorial). Estos autmatas tienen una amplia gama de aplicaciones entre las que se tiene entretenimiento diversin y distraccin, buscador de fisuras y grietas entneles, rastreo de salidas en caso de derrumbes.

Una aplicacin destacable se encuentra en un sofisticado puerto de descarga en Inglaterra, en donde la carga proveniente de los barcos, se transporta en robots mviles del tamao de un autobs, siendo esta operacin totalmente controlada.Todo esto en base a materiales descartables, de un ATMEGA 16, fotorresistencias, motores de continua, una caja reductora, con su adecuado programa de control que se describir en el presente trabajo. La funcin principal del robot es ser orientada por medio de una fuente de luz, cuando este se encuentra en entornos cerrados.

Este proyecto nace de la iniciativa de utilizar lo ya investigado para darle una nueva aplicacin que pueda ser de utilidad a la humanidad.II. NIVEL FISICO

El robot consta en total de 3 placas de circuito impreso, en la una se encuentra la implementacin del acondicionamiento de los sensores fotorresistivos en la otra est la implementacin del circuito de potencia y en la ltima se encuentra el circuito con la lgica de control y de comunicacin inalmbrica

Las 3 fotorresistencias estn ubicadas en un ngulo de separacin de 60 los unos de los otros, estos se encuentran dentro de una bocina dividida en 3 partes; esta bocina est construida con cartulina negra y una proteccin de color negra, para evitar que la luz ambiente afecte la buena deteccin de la fuente emisora de luz.

Para la estructura donde se van a asentar las placas se ha usado partes de juguetes como: cajas reductoras, partes armables, tornillos, tuercas, una bola loca, una bocina de color negra en donde estn colocadas las fotorresistencias.III. NIVEL SENSORIALPara el ajuste de la sensibilidad o histresis del nivel de luz a detectar de acuerdo a los requerimientos ambientales lumnicos se usa el siguiente circuito.

El funcionamiento de este circuito est basado e la variacin interna de la fotorresistencia en funcin de la luz que incide sobre ella, a mas luz menos resistencia y viceversa, para este propsito se a diseado un divisor de tensin simple en base a dos resistencias, una de ellas es la fotorresistencia y la otra es una resistencia fija de 5.6K, al variar el valor de la fotorresistencia producir una variacin de la tensin en el punto intermedio entre las dos resistencias, con lo que se logra conseguir un nivel de tensin proporcional a la luz. Seguidamente se compara el nivel de tensin proporcionado por el conjunto divisor de tensin fotorresistencia-Resistencia con otra tensin variable que es obtenida con la ayuda de un potencimetro lineal de precisin de 5k, el amplificador operacional activar o desactivar su salida, en funcin de si los valores en su entrada positiva es igual o mayor al de su entrada negativa, de este modo podemos ajustar el nivel de histresis del circuito es decir, con que valor mnimo de luz se activar su salida.

A la salida del amplificador operacional se a puesto un diodo LED como indicador visual del estado de salida del circuito y de este modo poder ajustar fcilmente, sin la necesidad de utilizar un instrumento externo alguno.

Lgica de control para las fotorresistencias:

El problema principal es el uso de 3 sensores fotorresistivos ya que existen 8 posibles estados de salida en conjunto. Para solucionar este problema se va a convertir los 3 bits binarios en 8 salidas independientes para tal efecto se hace uso del circuito integrado 74LS138 (conversor BCD-Decimal de 3 bits con salidas pull-up) que se activan a nivel bajo (siempre estn a 5V menos cuando se activa la salida que pasa a ser 0V o GND).

Tambin se ha utilizado trigger schmitt tipo 74LS14 en las entradas, esto ayuda que los voltajes se mantengan en los niveles lgicos adecuados.

IV. NIVEL DE CONTROL

El circuito de control es el que proporciona las seales hacia los actuadores dependiendo de las seales obtenidas en los sensores.

Lgica de control para los motores:

El anlisis en sta parte es que se tiene 8 salidas del 74LS138 y solo 2 motores para ser controlados; el control que se va a tener para que gire en una u otra direccin el robot es la siguiente: la una girar con una velocidad baja mientras la otra rueda lo hace con una velocidad mayor, Para controlar la velocidad de giro de los motores se usa PWMs diferentes en cada una de las ruedas

Tabla de la verdad del circuito integrado 74LS138InputOutputEstado de sensores

CBA/Q=L

0001Luz total

0012

0103

0114

1005

1016

1107

1118Oscuridad total

Como se puede ver; cada combinacin de entrada de los sensores fotorresistivos equivale a que una de las salidas del integrado tome el valor lgico bajo. Pero se debe considerar para la programacin que las seales provenientes de las fotorresistencias son invertidas al pasar por el trigger schmitt con lo que en ausencia de luz se tiene todas las entradas a nivel lgico alto. Tambin se puede ver que hay dos campos rellenados correspondientes a oscuridad total y luz total, para las otras opciones dependiendo del valor de la salida que se tenga del 74LS138 se codificar lo diferente PWMS con la ayuda del ATMEGA16.

V. MICROCONTROLADOR

VI. PROGRAMACION DEL MICROCONTROLADOR

VII. ANALISIS DE LOS RESULTADOS EXPERIMENTALES

En primera instancia se ha experimentado con las fotorresistencias y el desplazamiento en un entorno que cuenta con luz natural, teniendo como resultado un movimiento entrecortado este inconveniente ha sido mejorado calibrando las resistencias que corresponden a cada fotorresistencia.Luego de ensayarse el robot en distintos entornos con diferentes tonos de luz se han obtenido resultados satisfactorios, los movimientos de seguimiento que realiza al cambiar los puntos de fuente de luz dan buenos resultados.VIII. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

El resultado de este proyecto cumple con las expectativas iniciales, el seguimiento a una luz dirigida es bueno hasta una distancia de 80 cm de radio, se mejorara el programa para poder mejorar su curvaturaIX. REFERNCIAS

Libros:

Aplicaciones elctricas con microcontroladores AVR (Ramiro Valencia B.)

Instrumentacin Industrial (Dr. Ing. Antonio Creus)

Apuntes de las materias de control discreto, microprocesadores, Instrumentacin industrial, Control con microprocesadores

Ayudas de los programas computacionales como Bascom AVR, ISIS Proteus, Progisp

Set de Instrucciones del Micro controlador ATMEGA 16

Manual de Usuario de mdulos tthm inalmbricosInternet:

http://www.x-robotics.com/ http://es.wikipedia.org/wiki/Espectro_de_frecuencias http://www.asifunciona.com/fisica/af_espectro/af_espectro_3.htm http://www.neoteo.com/radiocontrol-para-modelismo-de-12-canales-16319.neo http://www.neoteo.com/radiocontrol-modulos-comerciales-en-uhf.neoBIOGRAFIASWILLIAM CHAMORRO

Naci en Quito el 19 de febrero de 1989. Realiz sus estudios primarios en la Escuela Fiscal Mixta Carceln. Sus estudios secundarios los realiz en el Instituto Nacional Meja, donde se gradu de Bachiller en Fsico- Matemtica y obtuvo la mencin de tercer Escolta del Pabelln Nacional, as como el segundo mejor egresado de su promocin. En la actualidad est realizando sus estudios en Ingeniera en Electrnica y Control en la Escuela Politcnica Nacional.rea de Inters: Automatizacin Robtica,

Inteligencia artificial.FELIPE SARCHE

Naci el 29 de septiembre de 1987, en la ciudad de quito, sus estudios primarios y secundarios los realiz en el colegio escuela Maristas donde obtuvo su bachillerato en fsico matemtico. Actualmente cursa el sptimo semestre de electrnica y control.

VINICIO TORRES

Naci en Chaguarpamba provincia de Loja el 29 de Mayo de 1986. Realizo sus estudios secundarios en el Instituto Tecnolgico OCHO DE NOVIEMBRE Pias-El Oro donde obtuvo su bachillerato en Fsico Matemtico. Actualmente cursa el sptimo semestre de la carrera Electrnica y Control en la Escuela Politcnica Nacional.LUIS TAPIANacido en Quito en febrero 25, realizo sus estudios primarios en La Unidad Educativa Ecuatoriano Suizo y curso la secundaria en el Colegio tcnico Don Bosco como bachiller tcnico en electrnica, actualmente cruza los ltimos semestres de la Escuela Politcnica Nacional y trata de juntar mbitos como el arte y la ciencia por medio de la electrnica reas de Inters: Aplicacin de la electrnica al arte, manejo de audio de manera digital, Creacin de sonidos en base a fuentes elctricas. http://buenamusicaecuatoriana.blogspot.com/MAURICIO CASAMN

Naci el 18 de Noviembre de 1983, en la ciudad de Quito, sus estudios primarios los realiz en la Escuela Fiscal Mixta Repblica Argentina, sus estudios secundarios fueron en el Colegio Fiscal Mixto Juan de Salinas, donde obtuvo el ttulo de Bachiller en Ciencias. Tiene la suficiencia en el idioma Ingls de la EPN, Aprob cursos de LABVIEW y Elaboracin de placas electrnicas, actualmente cursa el sptimo nivel de Ingeniera en Electrnica y Control en la Escuela politcnica Nacional; sus reas de inters son automatizacin industrial, inteligencia artificial, ciberntica y robtica.

9V

R1

5k6

3

2

1

4

1

1

U1:A

TL084

1

2

U2:A

7414

R2

390R

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R5

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centro

izq

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5

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