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Laboratorio de Circuitos Electrónicos I “UNIVERSIDAD CATOLICA DE SANTA MARIA” FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERIAS FISICAS Y FORMALES PROGRAMA PROFESIONAL DE INGENIERIA MECANICA, MECANICA ELECTRICA Y MECATRONICA

TÍTULO

:

Carro Seguidor De Luz

INTEGRANTES:  Leon Chañi Erik Jhonatan  Rivas Quispe Saulo

GRUPO: “6” CURSO: CIRCUITOS ELECTRONICOS I (Laboratório)

DOCENTE

:

Ing. Collado Oporto Cristian

AREQUIPA – PERU

2014 1

Laboratorio de Circuitos Electrónicos I INDICE

PAG.

1. OBJETIVOS

3

2. INTRODUCCION

3

3. ANALISIS TEORICO 4 4. Descripción del funcionamiento del carro 6 5. Cálculos Numéricos 9 6. Fotos del Proyecto 11 7. Simulación 15 8. Conclusiones 16 9. Bibliografía 16

2

Laboratorio de Circuitos Electrónicos I

“Carro seguidor de luz”  OBJETIVOS:  Simular el circuito del robot propuesto en este documento.  Diseñar el circuito eléctrico de un carro seguidor de luz con alarma de proximidad, basado en sensores (foto – resistencias, diodo emisor y diodo receptor).Realizar la Simulacion correcta en el multisim.  Aplicar los conocimientos adquiridos en los cursos de electrónica para diseñar este circuito.

 INTRODUCCION: Dentro de los sistemas mecatrónicos más interesantes se encuentran los robots, maquinas autónomas diseñadas para cumplir una tarea específica. Un carro seguidor de luz con alarma de proximidad, lo podríamos definir como la unión de varias tecnologías como lo son mecánica, sensores y electrónica, con la correcta implementación de cada una podemos obtener resultados sorprendentes. A continuación presentamos el diseño de este proyecto, el cual está basado principalmente en foto-resistencias, puertas lógicas “AND”, “INVERSOR” como también “OPAMP” y un circuito integrado L293D. El circuito funciona con 9 voltios, el cual va alimentar a los 2 motores y a la alarma. El circuito está diseñado de tal manera que al momento de recibir una señal luminosa sobre las foto-resistencias los motores de marcha hacia adelante, cuando una de las foto-resistencias no reciba luz el motor se apagará y la otra permanecerá activa, de esta manera podremos tener 3

Laboratorio de Circuitos Electrónicos I control libre del movimiento del carro. Cuando ningunas de las dos foto resistencias reciba luz el motor dará marcha atrás y al momento de acercarse a un obstáculo se activara una alarma. El diseño de este circuito analógico - digital, es decir que el circuito se activa con una señal analógica el resto del mecanismo del circuito será digital, para ello usamos las puertas lógicas y el circuito integrado ya antes mencionadas. Aquello que nos permite que el carro valla para adelante-atrás, izquierda-derecha es el L293D cuyo funcionamiento es a base de una tabla de verdad. El funcionamiento del circuito de la alarma se basa en emitir una ráfaga de señales luminosas infrarrojas las cuales al rebotar contra un objeto que se encuentre entre la comunicación del receptor y transmisor provoca el encendido de un zumbador. El circuito integrado que se utiliza en este diseño es un 555 oscilador. Tanto el fotodiodo como el fototransistor deberán estar situados con unidades de enfoque adecuadas para mejorar el alcance. La alimentación de este circuito puede ser cualquier tensión comprendida entre 5 y 9 volts.

3. ANALISIS TEORICO: DIAGRAMA DE BLOQUES DEL CIRCUITO A CONSTRUIR

RECEPCION DE UN HAZ DE LUZ

RECEPCION DE UN HAZ DE LUZ

RECEPCION DE UN HAZ DE LUZ

COMPRACIO N

IZQUIERD A

COMANDO DE CONTROL DE AVANZAR MOVIMIENTO

4 DERECHA

Laboratorio de Circuitos Electrónicos I

5

Laboratorio de Circuitos Electrónicos I 4. DESCRIPCION DEL FUNCIONAMIENTO DEL CARRO Para activar el circuito habilitaremos el “ENABLE” con una señal luminosa permanente, cuando la señal luminosa este sobre las dos fotoresistencias el carro dará marcha hacia adelante, la sensibilidad al momento de receptar esta señal externa podrá ser modificada con un potenciómetro; mientras mayor resistencia presenta el potenciómetro mayor será el rango de sensibilidad de las foto-resistencias Para mejor interpretación del funcionamiento del carro, realizaremos una tabla de donde: ON: Habilitador del circuito LDR1: Foto - Resistencia 1 LDR2: Foto - Resistencia 2 IN1: Terminal “1” del motor derecho IN2: Terminal “2” del motor izquierdo

ON 0 0 0 0 1 1 1 1 1

LDR1 0 0 1 1 0 0 1 1 1

LDR2 0 1 0 1 0 1 0 1 1

IN1 Ø Ø Ø Ø 0 1 0 0 1

IN2 Ø Ø Ø Ø 1 0 0 0 0

6

Laboratorio de Circuitos Electrónicos I

CIRCUITO DELANTERO DEL CARRO

7

Laboratorio de Circuitos Electrónicos I

CIRCUITO EN RETRO DEL CARRO

8

Laboratorio de Circuitos Electrónicos I

CALCULOS NUMERICOS CON SEÑAL LUMINOSA

Vcc=9v, LDR=R2= Vcc . R 2 Vt h= R 1+ R 2

( 9 ) (50 x 106 )

=

Rth=R1//R2

50 x 106 , B=50

( 50 x 106 ) +( 100 x 103)

¿

=8.98v

( 50 x 106 ) x(100 x 103) R 1. R 2 R 1+ R 2 = ( 50 x 106 ) +(100 x 103 ) =99.8kΩ

Rb= Rth+R3=99.8k+1k=100.8kΩ Ib1=

Vt h−Vbe Rb

=

8.98−0.7 100.8 k

=82.04µA 9

Laboratorio de Circuitos Electrónicos I Ic1=IbxB=(82.04µA)x(50)=4.1mA Ib2= Ic1+I=4.1mA+9/1k=13.1mA Vmotor= 9v SIN SEÑAL LUMINOSA

Vcc=9v, LDR= Vt h=

Vcc . R 2 R 1+ R 2

=

Rth=R1//R2

¿

5

, B=50

( 9 ) (50) ( 50 )+(100 x 103 )

=4.49x

−3

10

V

( 50 ) x (100 x 103 ) R 1. R 2 R 1+ R 2 = ( 50 ) +(100 x 103) =49.97Ω

Rb= Rth+R3=49.97+1k=1.05KΩ 10

Laboratorio de Circuitos Electrónicos I Ib1=

Vt h−Vbe Rb

−3

=

4.49 x 10 −0.7 1.05 K

=-66.2mA

Ic1=IbxB=(-66.2mA)x(50)=-0.0331A Ib2= Ic1+I=-0.0331A +9/1k=-0.024A Vmotor= 0v

6. FOTOS DEL PROYECTO

11

Laboratorio de Circuitos Electrónicos I

12

Laboratorio de Circuitos Electrónicos I

7. SIMULACION TABLA DE COMPONENTES Y PRECIOS COMPONENTES Motor

CANTIDAD 2

PRECIO TOTAL S/. 4.00 13

Laboratorio de Circuitos Electrónicos I Batería 9V LDR Diodos Led Transistor Resistencia 1k Resistencia 100k Reles Protoboard Interruptor on/of

1 4 5 8 8 4 8 1 1

2.50 4.00 1.00 1.60 1.60 0.80 8.00 10.0 1.00

CONCLUCIONES  Se logró el objetivo de diseñar el circuito para un carro seguidor de luz, mediante la aplicación de los conocimientos adquiridos en las clases de electrónica.  Se pudo observar en el carro que mientras más se aumenta la intensidad de luz mayor potencia del carro.

BIBLIOGRAFIA  http://es.scribd.com/doc/14666556/CONSTRUCCION-DEL-ROBOTSEGUIDOR-DE-LUZ  http://www.taringa.net/posts/hazlo-tu-mismo/15478474/Comohacer-un-Robot-seguidor-de-luz.html  http://www.cienciactiva.com/robot-rastreador-de-luz/  http://www.x-robotics.com/robots_simples.htm

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