UNIVERSIDADPÚBLICADEELALTO

INGENIERIADESISTEMAS

Robot seguidor de luz

Nombres:ChuquichambiPaxiNildaRebeca

MamaniAruhizaVanessa

MamaniTorrezPaolaJacquelinne

Paralelo:4to“A”

Docente:

Ing.GuillermoMartinUriaOvando

2014

http://electronicaupea.blogspot.com/

Robot seguidor de luz

Electrónicabásica

2014

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ÍNDICE:

1. RESUMEN

2. OBJETIVOS

3. INTRODUCCION

4. FUNDAMENTO TEORICO

5. MATERIAL Y METODOS

6. RESULTADOS:

7. CONCLUSION

8. BIBLIOGRAFIA

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ROBOT SEGUIDOR DE LUZ

1.-Resumen:

En este proyecto se muestra un robot seguidor de luz en el cual este

deberá cumplir con su única tarea de encontrar un punto de luz dentro de su

ángulo de detección de 360º y deberá dirigirse a lo másrápido posible hacia

tal fuente de luz.

En este robot se desea exponer el diseño de un carro

seguidor de luz, como también aplicar los

conocimientos adquiridos a lo largo de este interciclo

acerca de electrónica básica.

Daremos referencia a la importancia de los elementos

tales como: los DLR, los transistores, los led, los

motores, las baterías, los cables conectores y otros

elementos básicos, ya que sin estos no sería posible el

proyecto.

En este proyecto demostraremos el logro mediante

una investigación práctica como teórico.

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2.-Objetivos

Objetivo general.-

Desarrollar el interés y curiosidad hacia la

actividad tecnológica, generando

iniciativas de investigación y de búsqueda y

elaboración de nuevas realizaciones

tecnológicas.

Objetivos específicos.-

Saber interpretar esquemas eléctricos y

electrónicos y realizar el montaje a partir

de estos, utilizando para ello distintos

soportes.

Emplear los conocimientos adquiridos

durante el curso para diseñar, planificar y

construir un robot con elementos

mecánicos, eléctricos y electrónicos, que

incorpore sensores para conseguir

información del entorno y reaccione según

los datos obtenidos por los mismos.

Conocer los principios, elementos y

aplicaciones básicas de distintos sistemas

de control electromecánicos, electrónicos y

programados.

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Analizar y valorar críticamente la influencia

sobre la sociedad del uso de las nuevas

tecnologías y el desarrollo de robots.

3.-Introduccion

Un carrito seguidor de luz es un robot diseñado específicamente para

detectar la luz y fácilmente ejecute movimiento en cuanto la halle.

En esta competencia el robot se colocará en una posición de inicio

previamente determinada y en forma autónoma recorrerá la distancia

necesaria o posible para culminar con la competencia, la tarea de éste robot

es encontrar el punto de luz designado dentro de su ángulo de detección

usando fotorresistencias(o cualquier otro componente electrónico), al cual

después de haberlo encontrado, se tendrá que dirigir. La pista de

competencia donde se llevará a cabo la competencia tendrá fuentes de luz,

los cuales se prenderán en forma secuencial para la detección y

desplazamiento respectivo de los robots

Para ello el robot deberá tener un diseño libre con la únicarestricción de las

dimensiones indicadas. En esta competencia, los factores más importantes

ha resaltar son el tiempo que lleva a cabo para llevar a cabo la realización de

la competencia y la distancia recorrida efectuada por el robot.

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4.-Fundamento teórico.

Dimensiones.-

El robot deberátener las dimensionesmáximas de 20 centímetros

de largo, 20 centímetro de ancho y libre de altura. Como el robot

es elaborado en un protoboard las dimensiones para esta será

adecuada al tamaño del proto. Si el robot tiene partes

desplegables, las dimensiones y mencionadas corresponden al robot

con todas sus partes desplegadas.

Proyecto que completa la parte de electrónica y se adentra en la unidad

didáctica de control y robótica. Se trata de construir un robot que siga

la trayectoria de una fuente de luz, de manera que si este foco se

interrumpe, el robot dejará de desplazarse hacia delante y empezará a

buscar el foco de luz nuevamente. Consiste en un vehículo accionado por

dos ruedas motrices. Una de las ruedas está accionada continuamente

siempre que el interruptor general este accionado y la LDR no reciba luz.

Si por el contrario iluminamos la fotorresistencia (LDR), el relé conmuta,

accionando además el motor de la otra rueda. En este caso, estarán en

funcionamiento los dos motores y el robot empezará a seguir de nuevo al

foco luminoso.

Protoboard.- Es una especie de tablero con orificios, en la cual se pueden

insertar componentes electrónicos y cables para armar circuitos. Como su

nombre lo indica, esta tableta sirve para experimentar con circuitos

electrónicos, con lo que se asegura el buen funcionamiento del mismo.

Protoboard es un dispositivo muy utilizado para probar circuitos

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electrónicos. Tiene la ventaja de que permite armar con facilidad un

circuito, sin la necesidad de realizar soldaduras.

Si el circuito bajo prueba no funciona de manera satisfactoria, se puede

modificar sin afectar los elementos que lo conforman. La protoboard tiene

una gran cantidad de orificios en donde se pueden insertar con facilidad los

terminales de los elementos que conforman el circuito.

Estructura del protoboard:

Básicamente un protoboard se divide en tres regiones:

A) Canal central: Es la región localizada en el medio del protoboard, se

utiliza para colocar los circuitos integrados.

B) Buses: Los buses se localizan en ambos extremos del protoboard, se

representan por las líneas rojas (buses positivos o de voltaje) y azules

(buses negativos o de tierra) y conducen de acuerdo a estas, no existe

conexión física entre ellas. La fuente de poder generalmente se conecta

aquí.

C) Pistas: La pistas se localizan en la parte central del protoboard

normalmente se utilizan para conectar la fuente de alimentación y tierra, y

son llamados "Buses".

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LOS LDR.-Un fotorresistor o LDR (por sus siglas en inglés "light-

dependent resistor") es un componente electrónico cuya resistenciavaría en

función de la luz. El valor de resistencia eléctrica de un LDR es bajo cuando

hay luz incidiendo en él (puede descender hasta 50 ohms) y muy alto cuando

está a oscuras (varios mega ohmios).

Características: Su funcionamiento se basa en el efecto fotoeléctrico. Un

fotorresistor está hecho de un semiconductor de alta resistencia como el

sulfuro de cadmio, CdS. Si la luz que incide en el dispositivo es de alta

frecuencia, los fotones son absorbidos por las elasticidades del

semiconductor dando a los electrones la suficiente energía para saltar la

banda de conducción. El electrón libre que resulta, y su hueco asociado,

conducen la electricidad, de tal modo que disminuye la resistencia. Los

valores típicos varían entre 1 MΩ, o más, en la oscuridad y 100 Ω con luz

brillante.

Fotocelda o fotorresistencia, cambia su valor resistivo (Ohms) conforme a

la intensidad de luz. Mayor luz, menor resistencia y viceversa.

La variación del valor de la resistencia tiene cierto retardo, diferente si se

pasa de oscuro a iluminado o de iluminado a oscuro. Esto limita a no usar los

LDR en aplicaciones en las que la señal luminosa varía con rapidez. El tiempo

de respuesta típico de un LDR está en el orden de una décima de segundo.

Esta lentitud da ventaja en algunas aplicaciones, ya que se filtran

variaciones rápidas de iluminación que podrían hacer inestable un sensor (ej.

tubo fluorescente alimentado por corriente alterna). En otras aplicaciones

(saber si es de día o es de noche) la lentitud de la detección no es

importante.

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LOS LED.- „diodo emisor de luz, es un dispositivo semiconductor que emite

luz incoherente de espectro reducido cuando se polariza de forma directa

la unión PN en la cual circula por él una corriente eléctrica . Este fenómeno

es una forma de electroluminiscencia, el LED es un tipo especial de diodo

que trabaja como un diodo común, pero que al ser atravesado por la

corriente eléctrica, emite luz. Este dispositivo semiconductor está

comúnmente encapsulado en una cubierta de plástico de mayor resistencia

que las de vidrio que usualmente se emplean en las lámparas incandescentes.

Aunque el plástico puede estar coloreado, es sólo por razones estéticas, ya

que ello no influye en el color de la luz emitida. Usualmente un LED es una

fuente de luz compuesta con diferentes partes, razón por la cual el patrón

de intensidad de la luz emitida puede ser bastante complejo.

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MOTOR RESISTOR.-En electricidad, es necesario, frecuentemente,

establecer una conexión eléctrica entre una parte fija y una parte rotatoria

en un dispositivo. Este es el caso de los motores o generadores eléctricos,

donde se debe establecer una conexión de la parte fija de la maquina con las

bobinas del rotor.

TRANSISTOR 2N2222A.-El 2N2222A, también identificado como PN2222,

es un transistor bipolar NPN de baja potencia de uso general, tanto para

aplicaciones de amplificación como de conmutación. Puede amplificar pequeñas

corrientes a tensiones pequeñas o medias; por lo tanto, solo puede tratar potencias

bajas (no mayores de medio Watts). Puede trabajar a frecuencias medianamente

altas.

DIODO.- Un diodo es un componente eléctrico de dos terminales que

permite la circulación de la corriente eléctrica a través de el en un solo

sentido.

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RESISTENCIAS.-

Se denomina resistor o bien resistencia al componente eléctrico diseñado

para introducir una resistencia eléctrica determinada entre dos puntos de

un circuito. En el propio argot eléctrico y electrónico, son conocidos

simplemente como resistencias. En otros casos, como en las planchas,

calentadores, etc. Se emplean resistencias para producir calor

aprovechando el efecto joule.

BATERÍAS DE 9V.- es un grupo de una o más celdaselectroquímicas

secundarias. También batería eléctrica, acumulador eléctrico o simplemente

acumulador, al dispositivo que consiste en una o más celdas electroquímicas

que puede convertir la energía química almacenada en electricidad.

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5.- Materiales generales y métodos.-

Motor resistor

Transistor 2N2222A

LDR fotorresistencia

Diodo

Resistencias 1kΩ y 100kΩ

Batería 9 voltios

Led

Protoboard

Cables conectores

Llantitas de goma

Cinta adhesiva

Estos componentes cumplen una determinada función, y al formar un

circuito en con junto cumplen una tarea, en este caso el de detectar

luz y ejercer movimiento en cuanto la detecte. Para el armado del

circuito utilizaremos los materiales siguientes:

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Materiales para el montaje robot seguidor de luz

Lista de Materiales:

(2) LDR o fotorresistencias

(2) resistencias 100K ohmios a 1/4 de Vatio

(4) resistencias 1K ohmios a 1/4 de Vatio

(4) transistores 2N 2222A

(2) LED rojos

(2) MOTOREDUCTORES Voltaje 3 - 12 Vdc Velocidad : 200 RPM

Carga : 1Kg

(2) llantas que se acoplen al motor reductor

(2) Batería 9 V

(1) conector para batería de 9V

(1) Protoboard

(1) Alambres para conexiones en el Protoboard.

6.-Resultados.

El funcionamiento de este robot es muy sencillo, para que el robot pueda

detectar la luz utilizara un dispositivo que serán sus “ojos”, estos son

sensores que es un resistor que varía su valor de resistencia eléctrica

dependiendo de la cantidad de luz que incide sobre él.

A partir del censado del LDR necesitaremos un comparador para conocer si

el robot esta censado luz o no. El nivel de voltaje con el cual se va a

comparar lo tomaremos de un potenciómetro, así podemos definir el umbral

en el cual nuestro robot diferencia la luz.

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Después de haber detectado la luz, se necesitara una etapa de potencia

para poder mover los motores, para ello se recurre a utilizar un transistor

tipo TIP 122 que será de mucha utilidad para darle una buena potencia a

nuestros motores y así conseguir que el robot siga la luz detectada.

Se utilizó un regulador de voltaje que es el resistor para disminuir el voltaje

de la pila de 9 voltios, esta pila se escogió por que tiene mayor duracióny

esmás pequeña a comparación de una pila de 4.

El motor 1 (M1) y EL MOTOR2 (M2) pueden ser de cualquier tipo de DC

como motores de juguete o motores de DC, pero es muy importante que

contengan una caja de engrane3s para que puedan tener las fuerzas

suficientes para que el robot pueda ejercer movimiento.

observamos que al conectar los motor reductores quedan inversos al

circuito

Una vez montado el circuito si se lleva luz a una de las fotorresistencias la

resistencia interior de la misma decrecerá hasta su valor mínimo

(dependiendo de la fotorresistencia) así dejando pasar la corriente hasta la

base del transistor 2222 la cual se "excitara" así dejando pasar corriente

por medio de sus terminales (colector-emisor) y dejando en funcionamiento

el motor que está conectado a la rama de esta fotorresistencia que

iluminamos previamente.

Y CON ÉXITO FINALIZAMOS EL ROBOT SIN NINGUNA

COMPLICACION.

Tomemos en cuenta lo siguiente:

1.-Los led están diseñados para 3v y para eso son las resistencias para

nivelar la batería de 9v y no quemar los leds.

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2.-Losmotores reductores deben trabajar con los transistores para que no

queden directos.

3.- Tener en cuenta que las resistencias estén bien conectadas.

7.-Anexos.

Circuito eléctrico

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Proyecto finalizado con éxito

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Objetivo del robot seguidor de luz

8.-Conclusion.

El siguiente robot es un rastreador de luz específicamente diseñado a tal

efecto y su única tarea es encontrar un punto de luz dentro de su ángulo de

detección de 360º frontales y dirigirse lo más rápido posible hacia tal

fuente de luz. Este proyecto corresponde a la construcción de un robot

seguidor de luz. Básicamente la tarea del robot es encontrar un punto de luz

dentro de un ángulo de detección de las Foto-resistencias y dirigirse lo más

rápido posible hacia tal fuente de luz.

En este proyecto demostramos el inmenso trabajo que puede ser la

electrónica y puede ayudar a mejora un mundo con ayuda de algunos

componentes y el estudio de la misma, es decir desarrollar un mundo de

tecnologia.

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9.-Bibliografia.

[1]Titulo: “APUNTES DE ELECTRONICA”. Guillermo Martin, Uría.

Editorial Madrid, 1999.

[2]Titulo: “FUNDAMENTOS DE ELECTRÓNICA”. Boylestad.

[3]Titulo: http://es.slideshare.net/washo144/carro-seguidor-de-luz-

electronica-y-digital

[4]Titulo: “CIRCUITOS ELECTRONICOS”. Joshep A. Edminister,

1965.

[4]Titulo: “PRINCIPIOS DE ELECTRÓNICA”, Malvino.