trabajo escrito robot seguidor de luz

1

CAPITULO 1

1.1 INTRODUCCION

1.1.1 LA ROBÓTICA

La robótica móvil es una de las aplicaciones más interesante de la electrónica.

El principio fundamental de un robot móvil 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 autómatas la arquitectura

utiliza es la híbrida que esta constituida por tres capa que son: capa de

inteligencia (Nivel de control), capa unificadora (Nivel Físico), capa de sensado

(Nivel sensorial). Estos autómatas tienen una amplia gama de aplicaciones

entre las que se tiene entretenimiento diversión y distracción, buscador de

fisuras y grietas en túneles, rastreo de salidas en caso de derrumbes.

Una aplicación destacable se encuentra en un sofisticado puerto de descarga

en Inglaterra, en donde la carga proveniente de los barcos, se transporta en

robots móviles del tamaño de un autobús, siendo esta operación 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 describirá en el presente trabajo. La función

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 aplicación que pueda ser de utilidad a la humanidad.

2

1.2 DEFINICIONES BÁSICAS

1.2.1 Robótica Industrial: Es la parte de la ingeniería que se dedica a la

construcción de máquinas capaces de realizar tareas mecánicas y repetitivas

de una manera muy eficiente y con costes reducidos.

1.2.2 Robótica de Servicio: Es la parte de la ingeniería que se centra en el

diseño y construcción de máquinas capaces de proporcionar servicios

directamente a los miembros que forman sociedad.

1.3 ROBOTS SEGUIDORES DE LUZ

Son robots que están diseñados e implementados para detectar un punto

emisor de luz que son detectados por los sensores de luz (fotorresistencias), el

ángulo de detección es de 60º frontales.

Las fotorresistencias varían su resistencia interna en función de la luz que

incida sobre ellas, esta variación es inversamente proporcional a la luz

detectada (menos luz más resistencia). La resistencia y el potenciómetro de

precisión actúan como divisores de tensión al estar en serie con la

fotorresistencia. El potenciómetro de precisión servirá para regular la intensidad

de la luz ambiente que incida sobre la fotorresistencia, ya que se deberá igualar

la resistencia producida por este al recibir la luz ambiente con la del

potenciómetro de precisión para que el carro no camine. Este procedimiento se

lo llama encerado.

1.4 ARQUITECTURA HIBRIDA DE TRES CAPAS

Esta cuenta con tres capas, tienen un orden jerárquico de acuerdo a la función

que realizan, son llamadas capas de sensado y control, capa unificadora y

capa de inteligencia cada una de ellas cuneta con un conjunto de clases.

3

Diagrama de arquitectura de 3 capas

1.4.1 Capa de censado y control

Se encuentra en contacto directo con el Hardware, también se la puede llamar

capa primitiva por nivel tan bajo en donde trabaja. Tiene dos clases:

1.4.1.1 Motor.- Esta es una abstracción útil de los atributos y funciones de

un motor. Su principal objetivo es manejar el motor de forma cohesiva y con

un bajo acoplamiento.

1.4.1.2 Sensor.- Esta clase es también una abstracción pero ahora de las

características y funciones de un sensor.

1.4.2 Capa Unificadora

Sirve de intermediario (middleware), entre la capa primaria y la capa de

inteligencia, se encarga de recibir los datos la inteligencia y pasarlos a la capa

primitiva, de manera que ella los entienda para que los ejecute. Esta formada

por las siguientes clases:

1.4.2.1 Detector de meta.- Hace uso de la clase sensor ya que depende del

sensor para funcionar, como su nombre lo dice su objetivo más importante

de esta clase es identificar la meta.

1.4.2.2 Detector de intersección.- Detecta las bifurcaciones que se

encuentran en el camino, utiliza la clase sensor.

4

1.4.2.3 Controlador.- Utiliza la clase seguidor de luz para evitar que el robot

se desvíe de la luz. Además se encarga de controlar los motores.

1.4.3 Capa de inteligencia

Es la capa encargada de procesamiento de alto nivel, desarrolla las estrategias

para seguir la luz.

1.4.3.1 Modelo status.- se encarga de proporcionar el estado actual del

robot en un momento dado.

1.4.3.2 Estrategia.- utiliza la clase status ya que esta aporta la estrategia y

estado del robot, esta es la parte ordena al controlador las acciones que

debe tomar.

1.5 DISTRIBUCIÓN DEL ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO

El espectro electromagnético se puede organizar de acuerdo con la frecuencia

correspondiente de las ondas que lo integran, o de acuerdo con sus longitudes.

Hacia un extremo del espectro se agrupan las ondas más largas, como las

correspondientes a frecuencias de sonidos que puede percibir el oído humano,

mientras que en el otro extremo se agrupan las ondas extremadamente más

cortas, pero con mayor energía y mayor frecuencia en hertz, como las

pertenecientes a las radiaciones gamma y los rayos cósmicos.

En la siguiente ilustración se puede observar la distribución de las ondas dentro

del espectro electromagnético.

A.- Frecuencia de la corriente eléctrica alterna industrial y doméstica. B.-

Frecuencias audibles por el. Oído humano. C.- Espectro radioeléctrico (incluye

5

las microondas). D.- Rayos infrarrojos. E.- Espectro de. Luz visible por el ojo

humano. F.- Rayos ultravioletas. G.- Rayos-X. H.- Rayos Gamma. I.- Rayos.

Cósmicos.

1.6 TRANSMISIÓN INALÁMBRICA

1.6.1 MEDIOS NO CONFINADOS O DE TRANSMISIÓN INALÁMBRICA

En medios no confinados, tanto la transmisión como la recepción se llevan a

cabo mediante antenas. En la transmisión, la antena rodea energía

electromagnética en el medio (normalmente el aire), y en la recepción la antena

capta las ondas electromagnéticas del medio que la rodea.

Hay dos configuraciones para la emisión y recepción de esta energía:

direccional y omnidireccional. En la direccional, la antena de transmisión emite

toda la energía concentrándola en un haz que es emitido en una cierta

dirección, por lo que tanto las antenas el emisor como el receptor deben estar

perfectamente alineados. En el método omnidireccional, la antena emite la

radiación de la energía dispersadamente (en múltiples direcciones), por lo que

varias antenas pueden captarla. Cuanto mayor es la frecuencia de la señal a

transmitir, más factible es confinar la energía en un haz direccional (la

transmisión unidireccional).

6

1.6.2 ANTENA DIRECCIONAL

En el estudio de las comunicaciones inalámbricas, se van a considerar tres

rangos de frecuencias.

1.6.2.1 Antena

Conjunto de conductores debidamente asociados, que se emplea tanto para la

recepción como para la transmisión de ondas electromagnéticas, que

comprenden los rayos gamma, los rayos X, la luz visible y las ondas de radio.

7

1.6.2.2 Características De Las Antenas

1.6.2.3 Resistencia de radiación: Debido alta radiación en las antenas se

presenta pérdida de potencia. Por ello se ha establecido un parámetro

denominado resistencia de radiación Rr, cuyo valor podemos definir como el

valor de una resistencia típica en la cual, al circular la misma corriente que

circula en la antena, disipara la misma cantidad de potencia.

1.6.2.4 Eficiencia de una antena: Se conoce con el nombre de eficiencia de

una antena (rendimiento) a la relación existente entre la potencia radiada y la

potencia entregada ala misma.

1.6.2.5 Impedancia de entrada de una antena: En general, la impedancia de

entrada de la antena dependerá de la frecuencia, estando formada por una

componente activa Re, y una componente reactiva Xe. De esta forma, Re se

puede asimilar a la resistencia total de la antena en sus terminales de entrada.

Generalizando, podemos decir entonces que la impedancia de entrada de la

antena es simplemente la relación entre el voltaje de entrada de la antena y la

corriente de entrada.

1.6.2.6 Ganancia de una antena: La ganancia de una antena representa la

capacidad que tiene este dispositivo como radiador. Es el parámetro que mejor

caracteriza la antena. La forma más simple de esquematizar la ganancia de

una antena es comparando la densidad de potencia radiada en la dirección de

8

máxima radiación con el valor medio radiado en todas las direcciones del

espacio, ofreciéndose en términos absolutos. Aquellas antenas que radian por

igual en todas las direcciones se llaman isotrópicas y su ganancia es de 1.

Basados en esta definición, podemos hablar de la ganancia como la relación

entre la potencia y campo eléctrico producido por la antena (experimental) y la

que producirá una antena isotrópica (referencia), la cual radiará con la misma

potencia.

1.6.2.7 Longitud eficaz de la antena: Sobre una antena se inducen corrientes

y voltajes. Por tal razón, a la antena receptora se le puede considerar como un

generador ideal de voltaje (V), con una impedancia interna que resulta ser igual

a la de entrada.

1.6.2.8 Polarización de la antena: La onda electromagnética posee el campo

eléctrico vibrando en un plano transversal a la dirección de propagación,

pudiendo tener diversas orientaciones sobre el mismo. La polarización de la

antena hace referencia a la orientación del campo eléctrico radiado. De esta

forma, si un observador en un punto lejano a la antena "visualizara" el campo

eléctrico lo podría mirar de las siguientes formas:

Describiendo una elipse. En este caso se dice que la onda esta polarizada

elípticamente. Describiendo una circunferencia (polarización circular).

Polarización horizontal o vertical, describiendo una línea recta.

Es importante anotar que, para que una antena "responda" a una onda

incidente, tiene que tener la misma polarización que la onda. Por ejemplo, un

dipolo vertical responderá a una onda incidente si la polarización de dicha onda

es vertical también.

1.6.2.9 Ancho de haz de una antena: Podemos hablar del ancho de haz de

una antena como el espaciamiento angular entre dos puntos determinados de

potencia media (-3dB), ubicándolos con respecto a la posición del lóbulo

principal perteneciente al patrón de radiación de la antena.

9

1.6.2.10 Ancho de banda de la antena: Se puede describir como los valores

de frecuencia para los cuales la antena desarrolla su trabajo de manera

correcta. De igual forma, el ancho de banda de una antena depende de las

condiciones de los puntos de potencia media.

1.7 ONDAS DE RADIO

Cuando los electrones oscilan en un circuito eléctrico, parte de su energía se

convierte en radiación electromagnética. La frecuencia (la rapidez de la

oscilación) debe ser muy alta para producir ondas de intensidad aprovechable

que, una vez formadas, viajan por el espacio a la velocidad de la luz. Cuando

una de esas ondas encuentra una antena metálica, parte de su energía pasa a

los electrones libres del metal y los pone en movimiento, formando una

corriente alterna cuya frecuencia es la misma que la de la onda. Este es,

sencillamente, el principio de la comunicación por radio.

La diferencia más palpable entre las microondas y las ondas de radio es que

estas últimas son omnidireccionales, mientras que las primeras tienen un

diagrama de radiación mucho más direccional. Por tanto, las ondas de radio no

necesitan antenas parabólicas, ni necesitan que dichas antenas estén

instaladas sobre una plataforma rígida para estar alineadas.

Con el término ondas de radio se alude de una manera poco precisa a todas

las bandas de frecuencia desde 3 kHz a 300 Ghz. Aquí dicho término se

considera que abarca la banda VHF y parte de la UHF: de 30MHz a 1 GHz.

Este rango cubre la radio comercial FM, así como televisión UHF y VHF. Este

rango también se utiliza para una serie de aplicaciones de redes de datos.

El rango de frecuencias comprendido entre 30 MHz y 1 GHz es muy adecuado

para la difusión simultánea a varios destinos.

10

A diferencia de las ondas electromagnéticas con frecuencias menores, la

ionosfera es transparente para ondas de radio superiores a 30 MHz. Así pues,

la trasmisión es posible cuando las antenas están alineadas, no produciéndose

interferencias entre los transmisores debidas a la reflexiones con la atmósfera.

A diferencia de la región de las microondas, las ondas de radio son menos

sensibles a la atenuación producida por la lluvia.

Un factor determinante en las ondas de radio son las interferencias por

multitrayectorias. Entre las antenas, debido a la reflexión en la superficie

terrestre, el mar u otros objetos, pueden aparecer multitrayectorias. Este efecto

se observa con frecuencia en el receptor de TV y consiste en que se puede

observar varias imágenes (o sombras) cuando pasa un avión.

Las diferencias entre las ondas de radio y las microondas son:

Las microondas son unidireccionales y las ondas de radio omnidireccionales.

Las microondas son más sensibles a la atenuación producida por la lluvia.

En las ondas de radio, al poder reflejarse estas ondas en el mar u otros

objetos, pueden aparecer múltiples señales "hermanas".

Existen varios mecanismos con los cuales puede propagarse las ondas de

radio desde una antena transmisora hasta la receptora.

Estas se pueden clasificar en:

Onda ionosférica.

Onda troposférica.

Onda terrestre.

1.7.1 La onda ionosférica, es la que permite las comunicaciones a larga

distancia de todos los tipos, con excepción de las ondas de muy baja

frecuencia, y es la causa de las variaciones de la intensidad de las señales

durante el día y la noche, durante el invierno y el verano, etc.

1.7.2 Onda troposférica, es la energía que se propaga en el espacio por

encima de la tierra, en condiciones tales que resulta afectada por la ionosfera,

11

una región ionizada que existe en la alta atmósfera alrededor de 60 Km de

altura, y que tiene la propiedad de refractar las ondas de radio, devolviéndolas

hacia la tierra en muchas circunstancias. La troposfera, es la porción de la

atmósfera terrestre de un espesor de alrededor de 16 Km. adyacente a la

superficie terrestre.

1.7.3 La onda terrestre, es aquella que se desplaza siguiente el nivel del

suelo, rara vez penetra en los túneles y es posible reconocerla cuando se viaja

rápido y se desciende una hondonada, y se vuelve a subir, observándose que

la señal disminuye, aunque no desparece del todo.

Diferentes modos de Propagación de Ondas de Radio

12

CAPITULO 2

2.1 ENSAMBLAJE DEL ROBOT SEGUIDOR DE LUZ

2.1.1 SELECCIÓN DE MATERIALES

Lista materiales Proyecto control con micros

Robot Seguidor de Luz

Materiales

Estructura de Piezas Metálicas Varios Tipos

Leds diferentes colores de 1.7 V

Regulador 7809

Regulador 7805

Capacitores 1uF

Potenciómetros de Precisión 10K

Amplificador Operacional Tl084

74ls14 Compuerta Smith Trigger

Módulos de comunicación UHF hmtr 434

Cable USB serial

Conector hembras db9

Mux 74l138

Crystal de 4 Mhz

Microcontrolador Atmega 16

Diodos 1n4004

Borneras 2 puntos

Borneras 3 puntos

Batería de 9 V

Batería 5 V 1 A

3 Fotorresistencias

Sockets

Baquelita

Caja reductora

Resistencias

UJT

13

2.1.2 TRANSMISIÓN INALÁMBRICA

T1IN11

R1OUT12

T2IN10

R2OUT9

T1OUT14

R1IN13

T2OUT7

R2IN8

C2+

4

C2-

5

C1+

1

C1-

3

VS+2

VS-6

U1

MAX232

ERROR

TXD3

RXD2

CTS8

RTS7

DSR6

DTR4

DCD1

RI9

P2

COMPIM

C1

1u

C2

1u

C3

1u

C4

1u

1

2

3

4

5

6

J1

51441-0693

Modulo UHF

2.1.3 DISTRIBUCIÓN DEL ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO

2.1.4 ACONDICIONAMIENTO DE SENSORES 9V

R1 5k6 3

2

1

411

U1:A

TL084

1 2

U2:A

7414

R2390R

R3330R

R45k6

R55k6

5

6

7

411

U1:B

TL084

izq centro

izq centro dere

3 4

U2:B

7414

5 6

U2:C

7414

sizq

scen

sder

R6390R

R7330R

sizq scen

10

9

8

411

U1:C

TL084

dere

R8390R

R9330R

sder

1

2

3

J1

CONN-SIL3

PIZ

5K

PCENT

5K

PDERE

5K

IZQ CENTDERE

2.1.5 CONEXIÓN CON EL MICRO CONTROLADOR

14

0

0

0

PB0/T0/XCK1

PB1/T12

PB2/AIN0/INT23

PB3/AIN1/OC04

PB4/SS5

PB5/MOSI6

PB6/MISO7

PB7/SCK8

RESET9

XTAL212

XTAL113

PD0/RXD14

PD1/TXD15

PD2/INT016

PD3/INT117

PD4/OC1B18

PD5/OC1A19

PD6/ICP120

PD7/OC221

PC0/SCL22

PC1/SDA23

PC2/TCK24

PC3/TMS25

PC4/TDO26

PC5/TDI27

PC6/TOSC128

PC7/TOSC229

PA7/ADC733

PA6/ADC634

PA5/ADC535

PA4/ADC436

PA3/ADC337

PA2/ADC238

PA1/ADC139

PA0/ADC040

AREF32

AVCC30

U2

ATMEGA16

A1

B2

C3

E16

E24

E35

Y015

Y114

Y213

Y312

Y411

Y510

Y69

Y77

U1

74HC138

D1BYT30

D1(K)

Q1TIP122

D2BYT30

Q2TIP122

A

B

C

D

R1

330R

R2

330R

2.2 CONTROL DE MOTORES

VI3

VO2

AD

J1

U1LM317EMP

1

2

3

J1

52207-0385

C11N

C210u

VI3

VO2

AD

J1

U2LM317EMP

C31n

C410u

1

2

3

J2

52207-0385

1

2

3

J3

52207-0385

Vcc= 12V,1AOut 5V

Out 9V

15

CAPITULO 3

DESARROLLO DEL PROGRAMA DE CONTROL

3.1 ARQUITECTURA DEL ROBOT

3.1.1 NIVEL FISICO

El robot consta en total de 3 placas de circuito impreso, en la una se encuentra

la implementación del acondicionamiento de los sensores fotorresistivos en la

otra está la implementación del circuito de potencia y en la última se encuentra

el circuito con la lógica de control y de comunicación inalámbrica

Las 3 fotorresistencias están ubicadas en un ángulo de separación de 60º los

unos de los otros, estos se encuentran dentro de una bocina dividida en 3

partes; esta bocina está construida con cartulina negra y una protección de

color negra, para evitar que la luz ambiente afecte la buena detección 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 están colocadas las fotorresistencias.

3.1.2 NIVEL SENSORIAL;

Para el ajuste de la sensibilidad o histéresis del nivel de luz a detectar de

acuerdo a los requerimientos ambientales lumínicos se usa el siguiente circuito.

16

9V

R1 5k6 3

2

1

411

U1:A

TL084

1 2

U2:A

7414

R2390R

R3330R

R45k6

R55k6

5

6

7

411

U1:B

TL084

izq centro

izq centro dere

3 4

U2:B

7414

5 6

U2:C

7414

sizq

scen

sder

R6390R

R7330R

sizq scen

10

9

8

411

U1:C

TL084

dere

R8390R

R9330R

sder

1

2

3

J1

CONN-SIL3

PIZ

5K

PCENT

5K

PDERE

5K

IZQ CENTDERE

El funcionamiento de este circuito esta basado e la variación interna de la

fotorresistencia en función de la luz que incide sobre ella, a mas luz menos

resistencia y viceversa, para este propósito se a diseñado un divisor de tensión

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 producirá

una variación de la tensión en el punto intermedio entre las dos resistencias,

con lo que se logra conseguir un nivel de tensión proporcional a la luz.

Seguidamente se compara el nivel de tensión proporcionado por el conjunto

divisor de tensión fotorresistencia-Resistencia con otra tensión variable que es

obtenida con la ayuda de un potenciómetro lineal de precisión de 5k, el

amplificador operacional activará o desactivará su salida, en función 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 histéresis del circuito es decir, con que

valor mínimo de luz se activará 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

fácilmente, sin la necesidad de utilizar un instrumento externo alguno.

17

3.1.2.1 Lógica 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 están a 5V menos cuando

se activa la salida que pasa a ser 0V o GND).

9V

R1 5k6 3

2

1

411

U1:A

TL084

1 2

U2:A

7414

R2390R

R3330R

R45k6

R55k6

5

6

7

411

U1:B

TL084

izq centro

izq centro dere

3 4

U2:B

7414

5 6

U2:C

7414

sizq

scen

sder

R6390R

R7330R

sizq scen

10

9

8

411

U1:C

TL084

dere

R8390R

R9330R

sder

1

2

3

J1

CONN-SIL3

PIZ

5K

PCENT

5K

PDERE

5K

IZQ CENTDERE

También se ha utilizado trigger schmitt tipo 74LS14 en las entradas, esto

ayuda que los voltajes se mantengan en los niveles lógicos adecuados.

3.1.3 NIVEL DE CONTROL

El circuito de control es el que proporciona las señales hacia los actuadores

dependiendo de las señales obtenidas en los sensores.

3.1.3.1 Lógica de control para los motores:

El análisis en ésta 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

dirección el robot es la siguiente: la una girará 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 PWM’s diferentes en cada una de las ruedas

http://personal.telefonica.terra.es/web/x-robotics/downloads/datasheets/74138.pdf

http://personal.telefonica.terra.es/web/x-robotics/downloads/datasheets/74LS14.pdf


18

Tabla de la verdad del circuito integrado 74LS138

Input Output Estado de los sensores

C B A /Q=L

0 0 0 1 Luz total

0 0 1 2

0 1 0 3

0 1 1 4

1 0 0 5

1 0 1 6

1 1 0 7

1 1 1 8 Oscuridad total

Como se puede ver; cada combinación de entrada de los sensores

fotorresistivos equivale a que una de las salidas del integrado tome el valor

lógico bajo. Pero se debe considerar para la programación que las señales

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 lógico

alto. También 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 codificará lo diferente PWM’S con la ayuda

del ATMEGA16.

0

0

0

PB0/T0/XCK1

PB1/T12

PB2/AIN0/INT23

PB3/AIN1/OC04

PB4/SS5

PB5/MOSI6

PB6/MISO7

PB7/SCK8

RESET9

XTAL212

XTAL113

PD0/RXD14

PD1/TXD15

PD2/INT016

PD3/INT117

PD4/OC1B18

PD5/OC1A19

PD6/ICP120

PD7/OC221

PC0/SCL22

PC1/SDA23

PC2/TCK24

PC3/TMS25

PC4/TDO26

PC5/TDI27

PC6/TOSC128

PC7/TOSC229

PA7/ADC733

PA6/ADC634

PA5/ADC535

PA4/ADC436

PA3/ADC337

PA2/ADC238

PA1/ADC139

PA0/ADC040

AREF32

AVCC30

U2

ATMEGA16

A1

B2

C3

E16

E24

E35

Y015

Y114

Y213

Y312

Y411

Y510

Y69

Y77

U1

74HC138

D1BYT30

D1(K)

Q1TIP122

D2BYT30

Q2TIP122

A

B

C

D

R1

330R

R2

330R


19

3.1.4 PROGRAMACIÓN

si

no

Inicio

Configurar timer 1 como PWM, prescaler 8, cuenta ascendente

Configurar puertos D y C como salidas, configurar puerto B como entrada

Leer estado de los sensores conectados al puerto B

Cargar compare1a=20 compare1b=200 PortB=0b00000100

¿El valor de estado es? 0&b10111111

1

Wait 100 ms

Leer

Leer

Cargar compare1a=0 compare1b=0

Configurar de interrupción para la comunicación

Declaración de variables

20

si

no

si

no

1



Wait 100 ms

Leer



Wait 100 ms

Leer

2



21

si

no

si

no

2



Wait 100 ms

Leer



Wait 100 ms

Leer

3



22

si

no

si

3



Wait 100 ms

Leer



Wait 100 ms

Leer

Leer



23

CAPITULO 4

4.1 PRUEBAS Y RESULTADO

4.2 CONTROL DE RUEDAS

ANEXO 1 EN EL CD

4.3 COMPORTAMIENTO ANTE ESTIMULO LUMINOSO

ANEXO 2 EN EL CD

4.4 ENVIÓ DE DATOS AL PC

ANEXO 3 EN EL CD

4.5 LISTADO DE ELEMENTOS Y COSTOS

Lista materiales Proyecto control con micros Robot Seguidor de Luz

Materiales Cantidad Precio Unitario Total

Estructura de Piezas Metálicas Varios Tipos 1 15 15

Leds diferentes colores de 1.7 V 12 0,15 1,8

Regulador 7809 1 0,2 0,2

Regulador 7805 1 0,2 0,2

Capacitores 1uF 10 0,08 0,8

Potenciómetros de Precisión 10K 3 0,28 0,84

Amplificador Operacional Tl084 1 0,22 0,22

74ls14 Compuerta Smith Trigger 1 0,15 0,15

Módulos de comunicación UHF hmtr 434 2 20 40

Cable USB serial 1 15 15

Conector hembras db9 1 0,6 0,6

Mux 74l138 1 0,27 0,27

Crystal de 4 Mhz 1 0,73 0,73

Microcontrolador Atmega 16 1 5,25 5,25

Diodos 1n4004 2 0,05 0,1

Borneras 2 puntos 10 0,15 1,5

Borneras 3 puntos 3 0,18 0,54

Batería de 9 V 1 2,15 2,15

Batería 5 V 1 A 1 11 11

3 Fotorresistencias 3 0,12 0,36

Sockets 5 0,17 0,85

Baquelita 1 2,5 2,5

Caja reductora 1 20 20

Resistencias 11 0,02 0,22

UJT 2 0,18 0,36

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Total 120,64

CAPITULO 5

5.1 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Todo tipo de aplicaciones de la electrónica a la robótica requiere de conocimientos en áreas básicas como la instrumentación, los microprocesadores, la electrónica de potencia de tal modo que al combinar las ventajas de todas estas ramas se pueda crear inteligencia artificial. El robot seguidor de luz realizado tiene inteligencia artificial, puesto que es capaz de reaccionar inteligentemente a estímulos luminosos.

La implementación de comunicaciones, interfaces para controlar diversos procesos es algo común hoy en día, una de las comunicaciones más utilizadas es la serial, razón por la cual fue implementada en el robot seguidor de luz, sin embargo esta requiere de una señal reloj proporcionada por un cristal externo de lo contrario no funciona. El microcontrolador que se empleo tiene la posibilidad de utilizar un reloj externo, pero para hacer posteriores modificaciones en el se lo debe programar con la anterior referencia de reloj.

Un sistema motorizado como el robot seguidor de luz requiere de fuentes independientes tanto para control como para potencia puesto que los motores de DC que se tienen introducen ruido conducido y altera el correcto funcionamiento del mismo, puesto que varían los niveles de voltaje y corriente del circuito de control provocando que se resetee automáticamente y que no se genere la referencia de reloj precisa que requiere la comunicación serial. Un filtro capacitivo en paralelo a la fuente también ayuda a proteger contra perturbaciones externas.

Los sensores fotoeléctricos al tener demasiadas perturbaciones externas son demasiado sensibles ante cualquier estimulo luminoso por más pequeño que este sea, es por ello que necesariamente deben ser acondicionados, no solo para transformar la señal de resistencia variable a voltaje variable, sino también para poder controlar tal sensibilidad y poderlos manejar en cualquier medio. Un filtro que resulto muy útil fue el Tiger 7414 , que internamente posee su ventana de histéresis y provee de niveles lógicos exactos listos para ser empleados para el control

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5.2 CRONOGRAMA

5.3 BIBLIOGRAFÍA

5.3.1 Libros:

Aplicaciones eléctricas con microcontroladores AVR (Ramiro Valencia B.

Instrumentación Industrial (Dr. Ing. Antonio Creus )

Apuntes de las materias de control discreto, microprocesadores,

Instrumentación 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 módulos tthm inalámbricos

5.3.2 Internet:

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.x-robotics.com/

http://es.wikipedia.org/wiki/Espectro_de_frecuencias

http://www.asifunciona.com/fisica/af_espectro/af_espectro_3.htm

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http://www.neoteo.com/radiocontrol-para-modelismo-de-12-canales-

16319.neo

http://www.neoteo.com/radiocontrol-modulos-comerciales-en-uhf.neo

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trabajo escrito robot seguidor de luz

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