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• Jesus Fernandez

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DISEÑO DE UN ROBOT DE PELEA---NOMBRE: HAYABUSA YOSHIMURA

1. INTRODUCCIÓN

Durante la materia de instrumentación se decidió realizar un proyecto para crear robots que pudiesen combatir y así reafirmar las habilidades electrónicas, por lo que realizamos un carro, que contara con un chasis resistente para soportar impactos durante una pelea con otro robot, y un sistema electrónico de potencia para poder controlar los motores DC con bastante torque para mover el chasis resistente y pesado.

2. DISEÑO ELECTRONONICO

Para dicho proyecto, es necesario controlar el sentido del giro del motor, para avanzar o retroceder y para poder tener control del eje de giro, que controla el movimiento de izquierda a derecha o viceversa. Para realizar dicha acción se requiere la construcción de dos puentes H, que precisamente se encargaran de controlar el sentido del giro, por lo tanto este circuito cuenta con dispositivos electrónicos tales como: transistores (diseño del circuito, con ciertas combinaciones para poder realizar los giros + y -), resistencias (para poder controlar la corriente necesaria para excitar la base de los transistores y asi dejar pasar la corriente necesaria, que va de colector a emisor.), circuito impreso(necesario para poder soldar los componentes de manera adecuada y asi no llegar a equivocarse, al momento de soldar los componentes.), cable UTP(necesario para interconectar los componentes de una manera sencilla.).

2.1 materiales

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El diseño de los puentes H consta de los siguientes componentes electrónicos: Ecuación de los transistores; Ic=B*Ib

•

4 tip 147

Se utilizó transistores de potencia, ya que estos están adaptados para trabajar con corrientes grandes desde 1ampere, hasta 10 amperes,

•

4 tip 142

según sea la configuración de dicho puente H.

•

4bc547

El bc547 se utilizó junto con los transistores de potencia, estos se utilizaron para que cuando se excite la base de dicho transistor, este deje pasar una corriente de colector a emisor, por lo tanto esta corriente

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excitaría la base de los transistores de potencia. •

Resistencias 220Ω

•

Resistencias de 1kΩ

.

Resistencias utilizadas, lo cual mediante una buena configuración

con

la

fórmula

anterior, se puede utilizar de tal Ie=Ic+Ib, Vce=Vc-Ve Vbc=Vb-Vc, Vbe=Vb-Ve

forma que solo deje pasar una corriente de 19.545mA necesaria para activar la base de los transistores.

•

Apagadores .

•

Batería de 12v a 7A

Utilizadas para el encendido del circuito.

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se eligió ocupar este almacenador de voltaje (batería), porque es el indicado para accionar los motores que se van a utilizar.

•

Placa fenólica Se utilizó la placa fenólica ya que, el protoboard no soporta grandes corrientes y estas placas si, además de poder contar con un circuito impreso lo cual facilitara la manera de conectar los componentes. • •

Cloruro Férrico

El cloruro se utilizó para desgastar el cobre cuando se hace el PCB.

Para el diseño del circuito se utilizo el software de proteus, que es un simulador de circuitos electrónicos con la posibilidad de verificar su funcionamiento, además del circuito del puente h se utilizó otro circuito, que

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consta de un transmisor y emisor inalámbrico para el envió de las señales, en el cual en el proteus se simulo con unos botones pulsadores para hacer más fácil la verificación del circuito del puente H.

2.2 Elaboración en proteus La siguiente imagen nos ilustra lo antes mencionado de la configuración de nuestro puente H, al presionar el primer botó, que sería la señal No. 1, el motor gira con un sentido diferente al segundo botón..

Esta segunda imagen muestra lo que ocurre cuando se presiona el primer botón y el segundo botón, que serían las señales 1 y 2, en la cual se puede notar el giro del motor en un sentido contrario al primero.

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TABLA DE VERDAD Las señales 1, 2, 3, 4 son las señales del emisor y del receptor

Señal 1

Señal 2

Señal 3

Señal 4

carrito

1

0

0

0

adelante

0

1

0

0

atrás

0

0

1

0

Derecha

0

0

0

1

izquierda

1

0

1

0

Adelante Derecha

1

0

0

1

Adelante izquierda

0

1

1

0

Atrás izquierda

0

1

0

1

Atrás derecha

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Acontinuacion se muestra lo dicho en la tabla de verdad anterion con imágenes y el crrito

Movimiento del control

Movimiento del carro

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10

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2.3 Elaboración en ares

Ya elaborado y comprobado que funciona correctamente el circuito en el proteus, se pasa a realizar el circuito para comprobar su funcionamiento, por lo que primero se probó en un protoboard con 5v y un motor de 5v y después se paso ya como debería funcionar. Como el robot trabajaría con un motor de parabrisas y batería de 12v y una corriente de 7 amperes, no se puede hacer funcionar en el protoboard, por que debido a la corriente de trabajo, el protoboard no lo soportaría, asi que se elaboró una PCB. Para tal fin decidimos utilizar el software de Ares que

lo incluye el proteus, aunque para esto

utilizamos un tip 127 en lugar del bc547 por fines de la separación de las pistas, el diseño de las pistas quedo de la siguiente manera:

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Ya con la opción de output-3D visualización nos quedó de esta forma:

2.4

la parte física queda de la

siguiente forma

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Y por último la parte del receptor

DISEÑO MECANICO Para la parte mecánica se hiso la estructura con tubo de galvanizado, en la parte frontal se necesitaba que sea móvil para cambiar el sentido de giro o darle dirección por lo que se realizo con un balero soldado a un piñón esto le daba el giro ala parte delantera, este con el motor utilizando otro piñón y una cadena que se utilizo para que el carro tenga un movimiento el carro hacia la izquierda, derecha o girar.

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Emisor del carrito. .

Carrito.

En la parte posterior donde se necesitó un motor de gran torque por lo que se utilizó los de las ventanas de los coches ya que este iba a servir para mover todo el carro que le daría el movimiento hacia adelante y atrás, de la misma forma que de la parte frontal se necesitó un piñon en el eje de las llantas para que el motor le pudiera transferirle el movimiento para comenzara a moverse

Materiales Materiales que se utilizaron: Cuatro piñones.

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Descripción; el piñón tiene 16 dientes, un diámetro de 6 cm y pesa 189grs. transmitir

Se

utilizo el

para

poder

movimiento

sin

ganancia de engranes ya quepara la parte de girro si se ponían los motores directos al mecanismo el carro seria más alto, y para la de tracción se hubiera necesitado un juego de engranes y era más factible el piñón. La diferencia entre piñon y engrane es que el primero es únicamente con cadenas,

y el

segundo es por contacto

Tres baleros. Descripción;

El

balero

tiene

diámetro 2.5cm, y tiene un peso de 20grs. Y se utilizo para facilita lo rotación para las partes móviles

Cuatro llantas.

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Descripción; Estos miden 17cm de diámetro, 5cm de ancho y tienen un peso aproximado 500grs. Y tienen una

recubierta que

no

derrapa

fácilmente, por lo que se utiliza para que al momento de ser golpeado no retroceda

Tubo Galvanizado C-40 13MM 1/2" Descripción; Son derivados de la mina galvanizada cortada y doblada; que después se solda para formar un perfil redondo. Y se utilizo como el eje del piñón

Cadenas.

Acero número 40 alta calidad y pesa 106grs 9001:2000 08B. Y es lo que transmite el movimiento del motor al piñón de rotación y también al de tracción

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Dos motores de gran torque. Motor para elevador eléctrico de ventanas para auto a 12volts, se mueve a 67 rpm, pesa 380grs.

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Parte mecánica realizada en DS CATIA.

Parte real de la parte mecánica

Conclusiones

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Mediante la construcción del proyecto se pudo observar que con un diseño de circuito impreso (PCB) se puede eliminar una cierta cantidad de peso tener más compacto y eliminar la mayoría de los cables, además que con este método se puede seleccionar el grosor de la pista dependiendo de cuánta corriente vayamos a utilizar. El control fue de cuatro canales y este mandaba señales para poder seleccionar que queremos hacer, sin embargo para hacer esto se tuvo que combinar las tierras comunes del receptor, sin embargo se corría el riesgo de que el sistema produjera demasiada impedancia, aunque al momento de la prueba no afecto como se esperaba. El diseño del puente H fue para motores de potencia se utilizó un alto amperaje que producía que los tip’s se calentaran de forma excesiva, para solucionar esto se utilizaron disipadores con aluminio cortado. En cuanto a lo mecánico se aprendió mediante el uso de barras se puede disminuir el peso y aumentar la fuerza con respecto a bases completas. Ya que el sistema mecánico es un poco pesado se utilizaron motores que tengan menos velocidad, compensando esto con un gran torque, además de implementar en el chasis de carrito, el sistema de tracción con diferencial de velocidad, lo cual es de mucha importancia por las carreras de recorrido, además de contar con el sistema de giro con transmisión de movimiento circular mediante piñones y cadenas. Aportaciones

Ángel Cauich Canul; lo que me toco hacer en el proyecto es realiza los circuito puente H en el protoboar y posteriormente pasarlo a las placas fenolicas perforadas tipo protoboar, pero ahí no funcionaban como en el protoboar normal porque en la hora de soldar se unían los cables y entre otras cosas, esto nos llevó mucho tiempo en el proyecto, hasta que un compañero propuso hacer PCB y allí no tuvimos problema, mi conclusión es que no todo están fácil con en los software.

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Jesús René Fernández Serrano: yo me enfoque a la parte electrónica del proyecto diseñando los circuitos impresos (PCB) y aprendiendo a utilizar el Ares del proteus, encontrando las mejores formas de transferencia hacia las placas fenolicas que en este caso fue con acetatos y plancha, así como la utilidad del cloruro férrico en los PCB.

Gerardo Antonio Loria franco: lo que realicé en la construcción del proyecto fue en el momento del ensamble de las partes mecánica en soldadura de los piñones que se usaron para la transmisión del movimiento; y en cualquier parte que sea necesarias para su construcción y en prueba de los primeros puentes H.

Luis Alberto Dzul-: como me di cuenta hacer el funcionamiento del carrito es un poco complicado ya que no es lo mismo utilizando un software que hacerlo físicamente ya que este se necesitan cálculos para dicha elaboración.

Dave Francisco Uitz Puc: Este tipo de mecanismo utiliza una rueda de tracción trasera nada mas, se utilizo una nada mas para que la otra este libre y este funcione como un diferencial de velocidad que hoy en dia es utilizado por los coches, además aprendí el verdadero funcionamiento de un diferencial de velocidad.

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Anexos.

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