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CNAD Abelardo Santamaria Dzib 1998

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1. 43A1GO TE 2143208 01292171 7428 39 TWNO1DUN ORINI 1046 031 9031616 931 se2ud 033 ett ved _ 190 ate 120 3N1050 5658 5558 E Sor 5698 Betalar piv ge 58 901416 v 2091415 9123820 349315502 30 9 M LON y D f Br 6916155 p y3oYaH ger o2u gor gIiort Cari 31N3188023u 06 UNDUUTM getdrey v b30gaM t esto10 1 5 5855 posts eererav 5628 cocatovt 582 po TUBE ru 190 weet 00 ES 2780 4 Ek t zu ory pse 3142200 0129217140129 IUNOIIVN ONINI AA ron G gt 829924 80141 39638 2 se ed INDICADOR ENCENDIDO ENCENDIDO APAGADO CARGA BATERIA PLUG AC MALE 001 1N4831 INDICADOR CARGA F02 pea Y 1 5 INDICADOR MOTOR CD F03 DOS o NW Sa INDICADOR MOTOR CD 2 INDICADOR MOTORES A PASOR 0 5 A INDICADOR OPTOACOPLADORES 6 00 NEA 0 5 a INDICADOR CAMARA lt PEEL ASN NN CONECTOR N MOTOR CD 1 YN SN SSS S MOTOR CD 2 vi NIA IN SS MO ggES A PASOS KY AS SK
2. lt NO RETORNO 69 Fig 3 28 Subrutinas miscel neas 3 3 Software del Centro de control 3 3 1 Programaci n de interfaces El Centro de control por ser una computadora personal solamente utiliza como interface con el Explorer el puerto de comunicaciones serial COMI la programaci n de este puerto se realiza utilizando la funci n BIOSCOM esta funci n tiene la siguiente sintaxis BIOSCOM operaci n par metros puerto Operaci n O Inicializaci n Envio 2 Recepci n 3 Estado Par metros formada por una palabra hexadecimal se ignora si operaci n vale 2 o 3 b5 b6 y b7 baudios b3 y b4 paridad b2 bits de paro bl y 02 bits de datos Puerto 0 l Com2 este caso el programa trabaja 9600 bits segundo 8 bits de datos usa paridad y un bit de paro equivalente a la palabra E3 en hexadecimal de tal manera que la programaci n de la interface queda de la siguiente manera BIOSCOM 0 E3 0 70 3 3 2 Lectura de comandos La lectura de comandos inicia desde el momento en que el usuario presiona una tecla una ves hecho esto el programa compara el c digo ASCII de la tecla presionada con una serie de valores predeterminados para verificar si se ha presionado la tecla ESC para finalizar o alguna tecla valida para enviar algun comando como se muestra en el siguiente diagrama COMANDO 1 3 SI ENTER PARO SI DARRA ESPA
3. lt OP TOACOPLACORE 8255 NnormarnmbLADORES Z ANA PIT 14 CAMARA Y DETECTOR DE BAJO VOR TAJE CENTRO NACIONAL DE ACTUALIZACION DOCENTE EXPLORER EQUIPO Title CONEXION FUSIBLES Documant Number A 9 8 Da 555 heat Lef A Ap ndice E Listados d e los Programas z 44 ian 5 zZ 2 ZZYZOZZOFoo0ror ct LD INICIOCALL OR CALL CALL IN AND OR CALL CALL IN AND OR CALL CALL IN AND OR CALL e EXPLORER te PROGRAMA PARA EL SISTEMA MINIMO SP OFFFOH A 08BH 0C3H A A 04FH 0 3 OEIH A A 00 OA H A 0A1H A IH A A 040H QA1H A A 04EH 0A1H A A 037H 0A LH A 080 E 0COH RECIBE A NZ UNO Z PARO A 0CIH 03TH A NZ DOS Z LIMD A OEOH OFH A NZ TRES Z LIMEL A 0E2H 05H A NZ CUATRO UNO LD ADELANTE LD OUT CALL RET REVERSA LD OUT CALL RET GIRO1ZQ LD OUT CALL RET GIRODER LD OUT CALL Z LIMEH MANDA MANDA2 INICIO C 0COH 01H Z ADELANTE 02H Z REVERSA 0411 Z GIROIZQ 08H Z GIRODER Z SUBIRC 12H Z BAJARC 14H Z CAMIZQ 18H Z CAMDER OFH Z CARGA A B 090H TIMER2 B 060H TIMER2 B 050H C B TIMER2 B OAQH C B TIMER2 RET SUBIRC LD OUT CALL RET BAJARC LD OUT CALL RET CAMIZQ LD OUT
4. mayor avance menor avance 1 4 5 Tabla de roccados y selecci n del barreno previo Tipo de roscado Material Velocidad en r p m enmm CAE 1018 m x 0 7 A 3 2 8 7 eos m5 x 0 8 Al CAE 1018 m x 1 Al 48 SAE 1018 00 00 00 800 MM BASICA RPM APROX BLINDADO N KG GRASA ACEITE CR 90 DIMENSION CLASIFICACION DE CARGA VELOCIDAD LIMITE MASA GR MM BASCA RPM APROX BLINDADO N KG GRASA ACEITE Cor 241 20 Rodamiento de empuje axial con asiento plano SKF 51101 DIMENSION CLASIFICACION CARGA VELOCIDAD LIMITE MASA MM BASICA RPM APROX BLINDADO GRASA ACEITE Donde d didmetro del ojo del rodamiento Cr carga radial D di metro exterior Cor carga radial inicial grosor redondeo de las aristas Selecci n de la cadena La raz n de usar un sistema de transmisi n por cadena es que en un principio en el anteproyecto se planteo el uso de un sistema de transmisi n por oruga el cual no fue posible realizar por diversos motivos por lo que pensando mantener el mismo principio de que todos los eje s tengan transmisi n se aplica el uso de cadena catarina Por cuestiones de dimensionamiento m s apropiadas se escogi una cadena ANSI no 35 el cual nos presenta las siguientes caracteristicas CADENA ANSI No 35 CARGA MAXIMA APLICABLE 430 LB PASO 3 8 PULG CARGA PROMEDIO ULTIMO 2310LB ANCHO 3 16 PUL
5. Desianacion SCALE 0 400 0 300 Rev CNAD 16 E SCALE 0 300 SCALE 0 500 PARED SUPERIOR MOV ROTACION ALUMINIO ha 18 07 98 CINA D Rev EXPLORER SCALE 1 000 12 25 250 9 4 6 ENSAMBLAR CON BALERO SKF 60777 CON AJUSTE J6 E CAJA DE BALERO DERECHO ALUMINIO A 1 18707798 ca E me Proy EQUIPO 6 A Dib EQUIPO 6 Rev CNAD EXPLORER SCALE 0 500 SCALE 0 500 arte Cantidad Designacion Mater al echa 18 07 98 eferencia ES N A D cof mm EXPLORER Observaciones Proy EQUIPO 6 Dib EQUIPO 6 Rev CNAD 20 SCALE 1 000 SCALE 0 00 PARTE 3 DEI BASEBATERIA arte Cantidad Designaci n U Fecha 18 07 98 i ES Partej Cantidad Designacion Material Observaciones Fecha 18 07 98 EQUIPO 6 8 N A D Dib EQUIPO 6 Rev CNAD EXPLORER e SCALE SCALE 0 150 a ANGULAR DE ALUMINIO DE 25 X 25 X 1 5 PARTE SUPERIOR ESTRUCTURA AtUMINIO Cantidad Designacion Material Observaciones echo 18 07 98 Proy EQUIPO 6 me N AD Dib EQUIPO 6 Rev EXPLORER 23 K SCALE Dl SCALE 0 150
6. R12 AL SIST MIN 470 DEL SENSOR DE SOBRE CORRIENTE C lculos Para la salida del sensor de sobre corriente se tiene un paralelo del resistorde colector y el del led quedando un resistor equivalentea Req 1k 470 ohms 1k 470 ohms 319 ohms 1 Este resistor equivalente queda en serie con el resistor de 330 ohms del led del optoacoplador por lo que es equivalente al circuito que c lculo para sensor de obst culos La parte de acoplamiento de la serial de falla de motor de CD derecho es id ntica a la expuesta para el motor izquierdo Esta tarjeta contiene los siguientes conectores 3 entrada de 12vcd para regulador de 5v mg JpO2 conector auxiliar de 5vcd Jp03 disponible B Jp04 falla motorde CD izquierdo JpO5 falla de motor de CD derecho 1 06 disponible m Jpi5 salida de seriales hacia el sistema minimo 2 6 PPI puerto a Funci n Acoplar las se ales del sistema minimo a los motores a pasos y de CD seriales que se manejan con esta tarjeta son Controldel motor para subir y bajar c mara mg Controldel motor para giro de la c mara m Controldel motor izquierdo de CD m Controldel motor derecho de CD 34 2 6 1 Se al de control para los motores a pasos La seflal proveniente del sistema minimo debe llegar como un uno a la tarjeta driver de motor a pasos para realizar una acci n Para que se cumpla con esta condici n la salida del inversor de la tarjeta PPI puer
7. 200 NDI 913 57 430874 224 9514155 02 AS y u305 3H 200410 1904109 75199 1404109 50051 8051 3 124 32 56328 eL 025 secure Y 8 4309109 38126 1406109 2 19 eo en b B3083H 055 025 2 530 92 voi 91794 x d sees 9 30835 q 254 2 E N 2721 09519 pid 1 OMIMIM 9 216536 v Tus x EZI uOi04 97792 DEL SISTEMA MINIMO ORDENES DE SALIDA crosa vec 479 225 Trara RCOS norton A PASOS 1 3 4 330 16 K 5 ncgs acas vic T 4519129 9 19 11 12 rose MCT2E d x aans 2 19 29 15033 BDIPOPT L A 5 m 21 22 MCT2E MCT2E 23 36 amp 0IPOPT 6 a PM 2312109 q a co 1 HEROER 4 140 a31P108 102 7414 a 1405233939 470 9 moraa co 2 c1920 gt 1 2 HEADER 190917383 as10100 12 Pr 1N4331 22 007 9 1 u 5 951 4512180 cKas 5 5v d HEADER 4 451P109 CENTRO NACIONAL ACTUALIZACION DOCENTE QUIPI 5 5 8 8 paz 8255 PULATO A 3183200 NOI g Qiu pna 579 146 ESO TOR 52 23u21 2uni240 30 uNO12UN OUINID 601215
8. 42 SCALE 0 500 PARED PERIOR MOV VERTICAL ALUMINIO a idad Desianation Material ha 18 98 CNAD EQUIPO 6 NAD N A D Dib 6 J1 mm Rev CMD CNAD EXPLORER Y M SCALE 1 000 1 000 1 ACTIVA SENSOR SAE lol 96 94 Designacion Material Observaciones 6 nin EQUIPO ge N A EXPLORER m i SCALE 1 000 SCALE 1 000 Cantidad De ana on SE 10 0 1906 ferencia a6 N A D CAJA DE BALERO MOV ROTACION AtUMINIO Obse acione Rev CNAD XPLORER SCALE 0 4 6 2 SCALE 0 500 BASE INFERIOR MOV ROTACION ALUMINIO Porte Cantidad Designacion Material 300 Op g V8QUIPOS 5 Fecha 18 01 98 hof me EXPLORER Dib EQUIPO 6 WIS J6 SCALE 1 000 CAJA DE BALERO INFERIOR AXIAL ALUMINIO Proy EQUIPO 6 Dib EQUIPO 6 Rev CNAD 3 SCALE 0 500 SCALE 0 750 ER 0 0045 FLECHA DE ROTACION Designacion Materiot CNAD cot mm EXPLORER SCALE 0 500 SCALE 0 500 LATERALES DE MOV ROTACION ALUMINIO Porie Cantidad echa 18 07 98 Proy EQUIPO 6 leferencio C N A D Dib EQUIPO 6 Rev CNAD EXPLORER di D AC 3 EXPLORER SCALE A MANTA E
9. MANUAL DE PRODUCTOS GRANGER A DEC V M xico 1997 1260p MANUAL DE RODAMIENTOS SKF M xico 1997 460 p MANUAL TECNICO DE PRODUCTOS ACEROS FORTUNA Mexico 1997 460 p 82 Ap ndice A Diagramas de Ensamble EXPLORER VISTA LATERAL i E EXPLORER PERSPECTIVA SUPERIOR EXPLORER PERSPECTIVA INFERIOR EXPLORER MOVIMIENTO VERTICAL Y ROTATORIO EXPLORER ENGRANES TAS TARJE EXPLORER RACK DE EXPLORER EJE TRACCI N EXPLORER EJE LOCO EXPLORER TENSOR EXPLORER BATERIA Y SUJETADOR Ap ndice B Diagramas de Explosi n EXPLORER EXPLORER ipa ww dr PEE Ao RACK DE TARJETAS _ TRACCION RUEDAS EJE LIBRE Ap ndice C Diagramas Tipo Tailer 1 Parte n Can a tidad e Fecha 18 07 98 Referencia mm gt SCALE 1 000 BASE CAMARA Destanarian Designacion EXPLORER ALUMINIO Material MM Observacis Proy EQUIPO 6 Dr b Rev GNAD _ e za ups 5 Ry ey ree RR SCALE 1 000 ENSAMBLAR CON BALERO SKF 60777 CON AJUSTE 46 CAJA DE BALERO IZQUIERDO ALUMINIO arte Cantidad C N AD Dib EQUIPO 6 Deot m ll EXPLORER 2 E a ut 3 ESPECIFICACIONES SEGUN MANUAL SCALE 0
10. MIQUIM 00 8159 gt 834938 9103 E i B a eetdliv p 0 3 T U 1404149 3 82061 1404109 M _ 48061 3 1 9 saou 94156 028 sean tess 9 3095 gt x 01 x 615 ere czu 510 1u atu S99 pecaropt 19 tir vibe OMINIM 8891616 79 23 D A 0612157 v 999109 320124 1484109 219K egtolGp u30V3H BIOBIM 9 4 v 30u3H d t d 1 eztelG gt M 5958 q gt 8 aur CELIO eta s d T 6614155 LA wiv 97 20 OMSINUJSM 140 CIHOSNIS d E a OZI ONI5 391409510 0319 951923 524 DHID WI OTMINY 0981832 ANI wit WIT H35D12X2 1832 3183590 01292179042 9 2C 0129 OF 6014162 020935 1091 EBSZNAN 109 TEUENDO 512052 0214189 o u3Quad TE 605 91091 i 2652829 omm BA SEPBZNAN a x et 225 927 Z 91091 618919406 60694 Y Y010H WwW 483 E 2 525 escalat l a 16 5 SRE dO 555 9814159 5 6 61451 992N n 51 1834 D1N31W1ADM Y
11. DAJO VOLTAJE gt suo Fig 3 35 Subrutina i esami ubrutina para recepci n y procesamiento de datos del 280 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES MODIFICACIONES AL PROYECTO 1 se planteo un control del Explorer en forma inal mbrica lo cual no ser realizado falta de tiempo falta de presupuesto no se llevo en la curricula un tema de comunicacionesinal mbricas Soluci n la comunicaci n entre el centro de control y el Explorer se realzo en forma al mbrica 2 planteo la tracci n del Explorer por medio de un sistema de oruga Este no se pudo reglizar por falta de elementos y o partes en el mercado nacional I Soluci n para seguir el mismo principio la tracci n se realizo por medio de un mecanismo cadena catarina 3 Los mecanismos de movimiento de la c mara se propusieron de la siguiente manera movimiento rotatorio mecanismo sinfincorona movimientovertical mecanismo pi on cremallera Soluci n se utilizaron mecanismos de engranes rectos para realizar los dos movimientos justificaci n en el CNAD se cuenta con maquinaria para realizar los elementos corona y cremallera 4 RECOMENDACIONES 1 Para concluir la comunicaci n inal mbrica entre el centro de control y el Explorer se propone la adquisici n de un par de m dem y radios transceptor de fm de al menos 5 watts 2 Incluiren la curricula de la especializaci n temas de comunicaci n inal mbrica y al
12. 12000 11889 psi Convirti ndolo nos da un valor de 4059 kg cm Para el engrane c 12000x 0 123 1476 psi Parael pi n a y 12000x 0 098 1176 psi Por lo tanto el pi n es el elemento d bil y en base a el se dise ara Como los di metros primitivos de los engranes son conocidos utilizamos la siguiente ecuaci n de Lewis Pd Ft 0666 x4 70 TE E Convirti ndolo o 01 83KG CM Donde Esfuerzo del pi n K Es una constante igual a 4 Ft es la fuerza tangencial y Factor de forma del pi n Pd Paso diametral Si el esfuerzo permisible para el diente del pi n a una velocidad v 15 m min es de un valor de 4059 kg cm y compar ndolo con el esfuerzo producido en el diente segun c lculos se observa que OrervasiBLE 4059 22180 los engranes del Explorer tienen un factor de seguridad FS el cual es muy alto 1 3 2 Ejes 1 3 2 1 Tracci n Funci n Transmitirla potencia de los motores de cd para realizar el movimiento de las ruedas y desplazar el vehiculo a trav s de un mecanismo cadena camina C lculos El diseno de ejes consiste b sicamente en la determinaci n del di metro correcto del eje para asegurar rigidez y resistencia satisfactorias cuando el eje transmite potencia en diferentes condicionesde carga y operacdn Datos Fa 7 01 kg Mt fa x r 7 01 x 0 058 0 406 kg m 0 058 m Este momento de torsi n es multiplica
13. 5194 con la configuraci n que se muestra en la figura 15 donde se escogi una secuencia de dos para los motores a pasos por lo cual los datos en las entradas a b d se conectan de la siguiente manera A y bcon resistencias pull up de 10 kohms a 5v C y d directamente a cero volts El control delc i se hace a traves de los pines s0 y 51 como lo muestra la tabla 2 3 o 11 funci n f pT Carga secuencia Deshabilitado La se al de reset de este c i esta a traves de un resistor de 10 khoms a 5v con lo cual esta deshabilitado 39 5v AL ULN2803 AL MIN Figura 2 15 Registro de corrimiento 74LS293 12 8 3 Driver de salida Para este prop sito se utiliz el integrado ULN2803 el cual puede manejar hasta 500 ma por fase Los motores a pasos utilizados consumen 200 ma por fase con lo cual se manejan los motores sin ning n problema En los manuales citados en la bibliografia se muestra las caracteristicasde este integrado Con esto queda el diseiio de la tarjeta dnver de motores a pasos Estatarjeta contiene los siguientes conectores m entrada de 12ved para regulador de 5v g Jp02 setiales provenientes del sistema minimo para el motor 1 m 03 se ales provenientes del sistema minimo par el motor 2 m 1204 salida para el motor 1 m JpO5 salida para motor 2 29 Driver para los motores de corriente directa CD Funci n Recibir bits del sistema minimo y con
14. ANGULAR DE ALUM PARTE INFERIOR ESTRUCTURA Parte Cantidad Designacion Material Observaciones Proy EQUIPO Fecha 18 01 98 Referencia Dib Rev CNAD JC NAD EQUIPO 6 SCALE 0 500 SCALE 0 500 ANGULAR DE ALUMINIO DE 25 4529 15 9 t 1 POSTES ALUMINIO arte Cantidad 151078 Proy EQUIPO 6 e erencia N A D Dib EQUIPO 6 p EXPLORER a Hu xu gt r D SCALE 0 300 906 35 512 60516 2722 2 5 x 21112 5 25 pa i SCALE 0 500 PLACA PORTAFUSIBLE ALUMINIO arte Cantidad echa 18 07 98 eferencia CONAD Dib EQUIPO 6 sot mm EXPLORER 26 SCALE 2 000 i SCALE 2 000 4 BASE DE RACK HULE arte Cantidad Designacion Materia echa 18 07 98 Proy EQUIPO 6 eferencio C N A EXPLORER Dib EQUIPO 6 Rev CNAD SCALE 0 500 120 SCALE 0 750 2 POSTE PLANO RACK ACERO leferencia C N A D mm 1 EXPLORER 2 Cantidad echa 18 07 98 leferencia cot mm SCALE 0 500 SCALE 0 750 POSTE ANGULAR DE RACK ACERO i CN AD EXPLORER Observoc iones Proy EQUIPO 6 Dib EQUIPO 6 Rev CNAD SCALE 0 250 12 i L SCALE 0 250 SSE A TAPA INFERIOR DE RACK AtUMINIO arte Cantidad
15. Tomando en cuenta la reducci n de la barra al maquinaria se estima un numero apropiado de dientes de 40 por lo que se usara un cortador no 3 del modulo antes mencionado Calculando el nuevo di metro exterior en base al numero real de dientes Dez z 2 m 40 2 1 5 63 mm Para su fabricaci n se necesita la altura total del diente y el di metro primitivo Ht 2 25 x m 2 25x 1 5 3 375 mm Dp de 2m 63 2 1 5 60 mm Donde Ht Es la altura total del diente Dp Es el di metro primitivo Calculo del cabezal divisor para la fabricaci n K 40 div Z 40 1 Lo que indica una relaci n directa de una vuelta de cualquier disco del cabezal divisor Dise o de los dientes del engrane El dise o de los dientes de un engrane consiste principalmente en determinar el paso y la longitud del diente necesario para obtener la resistencia la durabilidad y la economia de fabricaci n adecuadas Disefio basado en la resistencia Seg n tabla del texto de dise o de maquinas de hall de B serie schaum el factor de forma y para los engranes del Explorer Zp 18 y 0 098 Donde z No de dientes del Z 740 y 0 123 Z No de dientes del engrane conducido a Eselcoeficiente est tico unitario Esfuerzo permisible en el diente en base a la velocidad del pi n 600 Opermisiat ES para v lt 2000 pies min Sustituyendo 12000 psi para el aluminio v 56 pies min 600 A
16. 0 0 45 300 Per Orden 0x 14 Cnvia orden verde 50 272 gt else Paro Void Void per 0 I Ppi amp 0x 10 0x Mi FOjo 125 300 pert 1 4 me ee 2 ov if per 0 orden 0x 18 envia orden verde 120275 else paro void rojo int xcen iniycen setfilistylef I RED floodfill xcen WHITE void verde int xccn int ycen setfillstyle I GREEN floodfill xeen WHITE void azuf int xccn int ycen setfilistylI LIGHTBLUE fleodfill xcen WHITE 1 ROME void pantalla void int gdriver DETECT gmode errorcodc char tecla opcion initgraph amp gdriver amp gmode c WcWbgi errorcode graphresul if errorcode sgrOk print Graphics error s n grapherrormsg errorcode printf Press any key to getch setcolor getmaxcolor xmax getmaxx ymax geimaxy setbkcolor 7 setcolor 8 rectangle 20 15 xmax 20 ymax 35y setfillstyle 1 9 bar 21 16 21 ymax 36 midx getmaxx 2 midy getmaxy 2 setcolor getmaxcolor outtextxy 40 55 INCLINACION CAMARA line 38 65 184 65 rectangle 55 110 115 140 rectangle 115 118 125 133 circle 85 125 5 outtextxy 125 137 CEN ANG circle 145 125 6 outtextxy 60 90 LIM SUP circle 85 80 6 ine
17. C lculos Sepropone una corriente por el divisor de tensi n de 0 1 El valor total del resistor del divisor es rt 12v 0 1 ma 120kohms Con un rango del 75 del voltaje de bateria que entregue el divisor al operacional se puede realizar ajustes desde 9 volts hacia arriba Porque se deja un resistor de 22 kohms fijo al positivo de la bateria y un arreglo de un resistor variable de 50 kohms con un resistor fijo de 47 kohms para completar el divisor El amplificador operacional tendr un rango de ganan que ir n de una ganancia minima de Gmin 104 r02 p01 22 mohmsl 22k 30 55 Y una ganancia m xima de 04 r02 22 Mohms 4 7 kohms 46 8 BATER A 12 VOLTS AL DRIVER DE SALIDA Figura 2 22 Circuito comparador del detector de voltaje 46 2 10 2 Acondicionador d e se al d e salida Este circuito esta conformado por los transistores BC547 q y q2 Y el diodo zener 1 como lo muestra la figura 2 23 ICuandoel voltaje de la bateria esta arriba del nivel de detecci n la salida del amplificador operacional es aproximadamente 2 volts para evitar que el transistor q se pueda saturar se coloca el zl de tal manera cuando el voltaje de la bateria llega al valor ajustado 11 5 volts la salida del amplificador operacional es mayor al voltaje del diodo zener y el transistor q se satura testo hace que el transistor q2 tenga en su base un con lo cual estar en corte y
18. amp DATA READY if dato bioscom 2 0 1 amp 0xFF 0 separa dato ppisale ppi piosale pio if kbhit in getch if in x IB bioscom 0X00 COMI sonido fin else l if ant in limpia v comando in delay 20 void cornando intin switch in case 13 paro break casc 32 paro break case 56 adelante break case 50 atras break case 52 izquierda break case 54 ww uxY r waw w w r se derecha brcak if lin in getch switch in case 72 i c arriba break case 80 c abajo break case 75 c izquierda break case 77 c derecha break case 59 carga break case 63 home break void adelante void retardo orden 0x08 envia orden verde 310 55 void atras void retardo i orden 0x04 envia orden verde 310 310 void izquierda void retardo orden 0x02 envia orden Milena du void derecha void retardo orden 0x01 envia orden Ve void C_arriba Void 0 ipis o 92 rojo 8 Pert 9rden o envia ord Verde 145 else paro void C_abajor Void per 0 if ppi amp 0x 02 0x0 rojo 8s 160 pert Orden 9 i en Via orden Verde 45 160 N else Paro y void izquierda voiq per 0
19. mbrica 3 s recomienda la adquisici n de una maquina generadora de engranes 4 Para optimizar los movimientos de la amp mara se recomienda sustituir los mecanismos de engrahes rectos por mecanismossinfin corona que son mecanismos de tipo irreversible 5 Enjla asignatura de dise o y dibujo que sea programado mas tiempo para diseno de elementos mecanicos con aplicaci n practica 6 Sejrecomienda la implementaron de un centro de control port til a traves de una computadora y personal su desarrollo con un sistema mlnimo 7 Los censores de obst culos deben ser ultras nicos para tener un rango mas amplio para sensar obst culos 8 De debe incluir censores de inclinaci n basados en switches de mercurio 9 Para aplicaciones especificas se podr n agregar sensores y o detectores de temperatura gas radioactividad geiger infrarrojos 80 10 Mandar a fabricar las tarjetas electr nicas para tener un rack con conectores tipo card edge 11 Adquisici n de software para el diseno de tarjetas electr nicas original y actualizado 12 Adquisici n de maquinaria para realizar tarjetas electr nicas 13 Un mejor servicio de biblioteca Se alcanzo el objetivo planteado al aplicar los conocimientos adquiridos durante la especializaci n ya que se logro el telecontrol del vehiculo transmitirim genes desde el Explorer recibir en et centro de control las im genes transmitidas
20. p 160 2450 48050 s ERN E EE A 4 pom EU cam eferencio LO TN OO A D Dib EQUIPO 6 cot mm Rev CNAD EXPLORER N 32C SCALE 5 40 SCALE 0 500 BASE DE MOTOR DE CD ALUMINIO echa 18 07 98 Proy EQUIPO 6 eferencia C N A D Dib EQUIPO 6 col mm Rev CNAD EXPLORER aw lt SCALE 0 500 SCALE 0 500 DATOS TECNICOS SEGUN PLACA DC MOTOR i l MOTOR DE CD arte Cantidad echa 18 07 98 Proy EQUIPO 6 C NAD Dib EQUIPO 6 Rev CNAD EXPLORER k l 1 L SCALE 0 400 ENSAMBLAR CON BALERO SKF 600122 SCALE 0 750 i e Cantidad i C O EXPLORER 225 SCALE 1 000 SCALE 0 750 BASE SENSOR DE PRESENCIA ALUMINIO Cantided 18 07 98 6 le erencia N A D Dib EQUIPO 6 Rev CNAD EXPLORER N 36 5 1 w m SCALE SCALE 2 000 ie vi COPLEI SAE 1018 echa 18 07 98 C NA D EXPLORER 500 M e ow ne SCALE 1 500 SCALE 2 000 COPLEZ TAE verte Cantidad echa 18 07 98 CNA D xot icot mm DU 1 EXPLORER c ms SCALE 1 500 SCALE 2 0
21. 0 O MODO 0 E S B SICA O 1 MODO 1 E S MEDIANTE HABILITACI N 1 X MODO2 BIDIRECCIONAL B2 0 MODOO E S B SICA 1 MODO 1 E S MEDIANTE HABILITACI N Fig 3 6 Palabra de comando PPI 8255 El Explorer utiliza el PPI 8255 operando en el modo 0 recibe setiales provenientes de los censores de posici n de la c mara y envia setiales para la activaci n de los motores a pasos y de CD como se muestra en las siguientes tablas palabra de comando 8BH 54 8255 PUERTOA SALIDA B7 MOTOR A PASOS1 MOTOR A PASOS 1 MOTOR A PASOS 2 MOTOR A PASOS 2 MOTOR CD 1 MOTOR CD 1 MOTOR CD 2 MOTOR CD 2 0 MOTORAPAGADO 1 MOTOR ENCENDIDOY SENTIDO DE GIRO 8255 PUERTO B ENTRADA B7 BO LIMITE ANGULO SUPERIOR 1 ACTIVADO 0 DESACTIVADO LIMITE ANGULO INFERIOR 1 0 DESACTIVADO LIMITE ANGULO CENTRO 1 ACTIVADO 0 DESACTIVADO LIMITE GIRO IZQUIERDA O ACTIVADO 1 DESACTIVADO LIMITE GIRO DERECHA O ACTIVADO 1 DESACTIVADO LIMITE GIRO CENTRO 0 ACTIVADO 1 DESACTIVADO NO SE USA NO SE USA 8255 PUERTO C SALIDA NO SE UTILIZA Fig 3 Distribuci n puertos PPI 8255 De esta forma la programaci n del PIO se muestra en el siguiente diagrama de flujo FIN Fig 3 8Programaci n PPI 8255 55 Programaci n UART 8251 7 l El UART 8251 es un circuito que proporciona una interface programable para comunicaciones en serie permite mediante software determinar
22. 00311 d 0 0572 d 0 385CM Para fabricar el eje se tomo un factor de seguridad de fs 1 8 y el di metro usadofue de 0 7cm con este di metro se calcularon los esfuerzos de torsi n y flexi n esfuerzo de torsi n para ejes macizos 16Mt 16 0 00311 z 0 7 467 78KG ICM Esfuerzo de flexi n para ejes macizos 32Mb 32 4 215 i 2 BO 07 12517KG CM a 1 3 2 3 Movimiento rotacional de la camara Diagrama de cuerpo libre de las cargas Ra Rb Diagrama de momentos 8 736K G CM Calculo de las reacciones en los extremos Ma 0 3 77 4 8 Rbx 9 3 0 93 LFy 0 e 3 77 1 95 Ra 0 3 77 1 95 1 82 KG Calculando el momento m ximo Mz 4 8x1 82 8 736 KG CM Debido a que en el apoyo superior se tiene un rodamiento para carga axial se consideran nulas las fuerzas de compresi n Por lo tanto tenemos que el momento m ximo de ilexi n es Mb M 8 736 KG CM Utilizando la ecuaci n de ASME para calcular el di metro m nimo para la carga maxima tenemos 16 TO fa RN Jasa 736 1x0 031 1 E d 0418CM d 049CM Para fabricar el eje se tomo un factor de seguridad fs 1 4 y el di metro usado fue de 0 7 cm con este di metro se calcularon los esfuerzos de torsi n y de flexi n Esfuerzos de torsi n para ejes macizos 16Mr 16 000311 KG tw ue no Por la formula de esfuer
23. CALL RET CAMDER LD OUT CALL RET CARGA LD our CALL CALL RET DOS LD BIT CALL BIT CALL BIT CALL BIT CALL BIT CALL BIT CALL AND RET LANGSUP SET RET B 01H C B TIMER2 B 02H TIMER2 B 04H C B TIMER2 B 08H O B TIMER2 B 00FH CB TIMER2 TIMER2 D 080H 0 NZ LANGSUP LA NZ LANGINF 2 NZ LANGCEN DA 2 LGIROIZQ 4A Z LGIRODER 5 2 LGIROCEN LANGINF SET RET LANGCEN SET RET LGIROIZQ SET RET LGIRODER SET LGIROCEN SET RET TRES LD BIT CALL BIT CALL BIT CALL HIT CALL AND RET BAJOV SET RET OBSFR SET RET OBSIZQ SET RET OBSDER SET RET CUATRO CALL BIT CALL 1 D 2 D 3 D 4D RET SD E 0COH 0 A NZ BAJOV LA NZ OBSFR 2 NZ OBSIZQ 3 A NZ OBSDER A 0 E 2 E 3 E OA Z FCDIZQ 2A Z FCDDER AND RET FCDIZQ SET RET FCDDER SET RET PARO LD LD our CALL RET TIMER LAZOZ LD LAZO DEC JP DEC JP RET TIMER2 LAZO4 LD LAZO3 DEC JP DEC JP RET ENVIA IN RECIBE AND JP IN CALL RET MANDAI CALL A RET MANDA2 CALL LIMD S E LIMEL LD AND LD C 0COH RET B 00H C B LIMEH LD TIMER2 AND LD RET LD H 00PH L OFFH END L NZ LAZO H NZ LA202 LD H 01AH L OPFH L NZ LAZO3 H NZ LAZO4 A 0A IH 0 Z ENVIA A B 0 IN AXOA 02 Z RECIB
24. I DE REGISTRO A 1 SUBRUTMAPARA INDICAR ALARMA I2 CHECA BIT 2 DE REGISTRO A SUBRUTMA PARA T Pos INDICAR ALARMA 13 SUBRUTMA PARA A3 P i i 14 INDICAR ALARMA 14 OPERACION AND PARA REGRESAR BANDERA Z A SU ESTADO INICIAL CHECA BIT 3 DE REGISTRO A Fig 3 17 Subrutina para la preparacidnde la parte baja del registro dato E PREPARA DATO2H SI CHECA BIT 0 DE A a 2 REGISTRO A SI SUBRUTINA PARA D lt gt i dinis INDICAR ALARMA 22 OPERACION AND PARA REGRESAR r BANDERA Z A SU ESTADO INICIAL RETORNO Fig 3 18 Subrutina para la preparacidnde la parte alta del registro dato E il 62 PONER BIT 0 DE REGISTRO E EN UNO RETORNO Baro PONER BIT 2 DE REGISTRO E EN UNO PONER BIT 4 DE REGISTRO E EN UNO Fig 3 19 Subrutina para poner a uno los bits correspondientes del registro dato E DATO2L 0 lt RETORNO prog PONER BIT 1 DE REGISTRO E EN UNO IESI PONER BIT 3 DE REGISTRO E EN UNO proz PONER BIT 5 DE REGISTRO E EN UNO MANDAR E AL REGISTRO A lt A COH AND COH MANDARAALREGISTROE Fig 3 20 Subrutina para poner la parte baja del registro dato E en estado inicial 63 DATO2H 0 MANDAR E AL REGISTRO A lt AND MANDAR AL REGISTRO Fig 3 21 Subrutina para poner la parte alta del registro dato E en
25. NEN ene El valor del resistor es rse vcc vled iled 5 2 3v I6 ma 450 ohms 470 ohms 2 4 2 Se al del sensor de obst culos Para sensar obstaculos se utilizo el sensor E3f2 ds30c4 de la marca omron que es un sensor fotoel ctrico difuso cuyas caracterlsticas se muestranen el anexo 3 En la figura 2 8 se muestra de manera esquematizada la forma en que se interconecta el sensor y la tarjeta de interfazz80pio ptoa El sensor puede trabajar en un rango de voltaje entre 10 y 30 ved en este caso se alimentara con 12ved y su consumo m ximo es de 25 ma Su alcance es de 30 centlmetros y su salida tipo npn De acuerdo al instructivo se conectaron los cables color rosa con el color marr n as al tener un obstaculo al frente se activara el transistor de salida Funcionamiento Al accionarse el transistor de salida activara al led del opto acoplador el cual a su vez saturara al fototransistor y a la entrada de la compuerta se tendr un cero y en su salida habr un uno y esta ser la informaci n que le llegara al sistema minimo para el estado sensando obstaculo SENSOR OMRON E3F2 DS30 4 Figura 2 8 Acoplamiento de las se ales de obst culos hacia el sistema mlnimo 32 C lculos cuando el sensor e3f2 se activa ante la presencia de un obsiaculo el transistor de salida manejara una corriente de I 12v 1680 ohms 17 6 ma Esta corriente ser la misma q
26. con el fin de que quedaran debidamente ajustados y remachadas con una remachadora manual de peque o tama o Los taladrados en forma general si son muy grandes se deben de taladrar inicialmente con un barreno peque o para despu s taladrar en forma gradual las mismas hasta llegar al di metro indicado La placa que hace de base de baterla como se ha mencionado anteriormente son placas de acero remachadas entre si con last cnicas de barrenado y remachado respectivos 18 2 Q HD 1 4 4 Tabla de velocidades para el maquinado de las partes del proyecto Explorer E Partes Velocidad de Avance de Velocidad de Avance de tomeado torneado fresado fresado r p m mm min r p m en mm min desb acab desb _ s il co ejes 500 0 11 700 d Portameca nismos armaduras aluminio Formula mediante el cual fueron encontradas las velocidades anteriores base de tensores 1000Vc zd RPM Donde RPM REVOLUCIONESPORMINUTO c VELOCIDADDECORTE MM MIN d DIAMETRODELAPIEZADETRABAJO MM Formula mediante el fueron encontrados los avances de fresado avance fNn donde f arranque por filo N es el numerode filos de la herramienta n es el numero de r p m Criterio para la selecci n de los avances de torneado resistencia del material rsss i
27. desde el Explorer 81 BIBLIOGRAFIA BOYLESTAD ROBERT y NASHELSKY LOUIS Electr nica Teor a de los Circuitos Edit Prentice Hall cuarta edici n M xico 1996 960 p B BREY BARRY Los Microprocesadores Intel Edit Prentice Hall segunda edici n M xico 1996 860 p CAMARENA GARCIA JOSE FELIPE Apuntes de Electr nica Edit M xico 1997 230 CAUGHLIN ROBERT y DRISCOLL FREDERICK Amplicicadores Operaclonales Y circuitos lineales Edit Prentice Hall segunda edici n M xico 1995 720 p NICHOLS JOSEPH y A NICHOLS ELIZABETH Microprocesador 280 programaci n interfaces Edit Marcombo segunda edici n Espa a 1994 760 p CATALOGO DE PRODUCTOS MATERIALESERMITAS A DEC V M xico 1997 360 p GARCIA CERECEDO FILIBERTO Diseno asistido por computadora Edit M xico 1997 170p GARCIA GUERRA HUGO Microprocesadores teor a v pr ctical Edit Limusa M xico 1989 660 p GONZALU MANZANO RODOLFO Maauinado convencional tomo Edit M xico 1997 140 p HALL HOLOWENCO LAUGHLIN Diseno de M auinas Edit Mc Graw Hill M xico 1975 560 p JOYANES AGUILAR LUIS Curso de Programaci n con Turbo Edit Mc Graw Hill segunda edici n M xico 1995 860 p JUTZ SCHARKUS LOBERT Tablas para la Industria Metal rgica Edit SEP DGETI M xico 1995 260 p KINDLER HANS y KYNAST HELMUT C lculost cnicos para el autom vil Edit SEP DGETI M xico 1995 290 p
28. el modo de operaci n sincrono o asincrono numero de bits de datos numero de bits de paro tipo de paridad velocidad de reloj y caracteres de sincronizaci n Mso La programaci n del 8251 requiere de un proceso de reinicializaci n y modo de operaci n El 8251 se reinicializa con una serie de instrucciones que envlan al registro del modo de operaci n tres seguido de le reinicializaci n 40H Posteriormente se utilizan los siguientes formatos para programaci n del funcionamiento PALABRA DE INSTRUCCI N DE MODO PARA EL 8251 ASINCRONO BO L1 B2 1 FACTOR DE REFERENCIA EN BAUDIOS FACTOR DE REFERENCIA EN BAUDIOS FACTOR DE REFERENCIA EN BAUDIOS LONGITUDDE CARACTERES LONGITUDDE CARACTERES HABILITACI N DE PARIDAD 1 HABILITAR 0 DESHABILITAR PARIDAD 1 PAR 0 IMPAR BITS DE PARO BITS DE PARO B1 0 0 MODOSINCRONO 0 1 1 1 0 16x 1 1 64X LONGITUD DE CARACTERES B3 82 L1 0 0 SBITS 0 1 6BITS 1 0 7BITS 1 1 8BITS NUMERO DE BITS DE PARO B7 B6 0 0 NOVALIDO 0 1 1BIT 1 0 1 BIT 1 1 2BITS 56 PALABRA DEINSTRUCCI N DE MODO PARA EL 8251 SINCRONO LONGITUDDE CARACTERES LONGITUD DE CARACTERES HABILITACI N DE PARIDAD 1 HABILITAR 0 DESHABILITAR PARIDAD 1 PAR 0 IMPAR DETECTARSINCRON A EXTERNA 1 ENTRADA 0 SALIDA 17 UNCAR CTER 0 DOS CARACTERES LONGITUD DE CARACTERES 10 0 BITS 0 1 6BITS 1 O 7BITS 1 1 8BITS Fig 3 9 Palabra de comando UART
29. el movimiento de la c mara y del propio vehiculo hacia el Explorer as como la de recibir las im genes que el Explorertransmita La comunicaci n de comandos se realiza por medio de un cable mientras que latransmisi n de video es inal mbrica Las funciones del Explorer son las de recibir y realizar los comandos de movimiento que el Centro de Control le env e as como enviar las im genes captadas a trav s de su c mara CENTRODECONTROL I MONITOR 1 x VIDEO COMANDOS SISTEMA i MININMO COMPUTADORA ALARMAS El funcionamiento general del Explorer se muestra en el siguiente diagrama a bloques A LA COMPUTADORA Y SISTEMA M NIMO ESTADOS SENALES DE CONTROL SENSORES SENSORES ELBOIKKOS ELECTRICOS DIFUSOS Como se puede apreciar el n cleo del Explorer se encuentra en un sistema minimo basado en el microprocesador Z80 este recibe y decodifica los comandos provenientes de la computadora para los diferentes movimientos del vehiculo y de la c mara por medio de motores de corriente directa y motores a pasos asimismo envla informaci n a la computadora proveniente de diferentes censores como son de obst culos bajo voltaje y de limite de giro de la c mara la c mara opera independientementedel sistema minimo El funcionamiento general del Centro de Control se muestra en el siguiente diagrama a bloques DE LA CAMARA AL SISTEMA MINIMO RECEPTOR DE MONITO
30. en su colector se tendr un uno que ser la se al de salida hacia la tarjeta de optoacopladores C lculos propone una comente de colector q2 de 5 ma el resistor de colector r07 ser de 07 5v 5ma 1kohm La comente de base para saturar el q ser 152 ic2 I hfe 5 200 0 025 ma El resistor de base sera R080 5v 0 7 1 0 025 200 kohms Valor comercial r08 220 kohms Se propone un resistor con un valor al 50 calculado para asegurar la saturaci n El valor comercial es de 120 kohms Para el transistor q se propone una comente de colector de 5 ma y con esta aseguramos que 42 se saturar El valor de rcl r05 es de R05 5v 5 ma 1 La ib2 m xima ser de 5 ma Voltaje de salida del amplificador es de 12v Porlotanto Rbl r05 vz vbe I ib2 2r052 12v 2 4v 0 7 I5 ma 17800hms Valor comercial para r05 2 2 kohms De esta manera quedan concluidos los c lculos del disefio del detector de voltaje de baterla R07 AL PIN 1DEL CONECTOR IP03 DE LA TARJETA 280 10 PUERTO 8 547 02 DEL COMPARADOR Figura 2 23 Acondicionador de se al de salida del detector de voltaje 47 Optacopadoes oa 2 j C mara y detector de voltaje 0 5 CO ND MOTOR OE D1 APAGADO 4 MOTOR 0 2 CARGA T MOTORES A PASOS OPTOACOPLADORES C MARA Y DETECIOR DE VOLTAJE Figura 2 24 Distribuc
31. hm 2 orden 0x00 envia orden 201 50 272 alarma3Q hm 0 else azul 85 240 if ppi amp 0x08 0X08 rojo 45 300 orden 0x 18 envia orden alarma2 orden 0x00 envia orden else azul 45 300 if ppi amp 0x 10 0 10 125 300 orden Ox 14 envia orden alarma2 if hm 2 i orden 0x14 envia orden azul 120 275 verde 50 272 Jo else orden 0x00 envia orden else azul 125 300 if ppi amp 0x24 0X24 verde 545 270 else azul 545 270 void piosalc int pio if pio amp 0x42 0X42 rojo 3 10 70 orden orden 0xF7 envia orden azul 310 55 alarmal else azuK3 10 70 if pio amp 0x50 0X50 rojo 304 260 orden ordeng 0x FO envia orden azul 3 10 55 azul 3 10 310 azul 235 105 azul 435 105 alarmal else azul 304 260 if pio amp 0x60 0X60 rojo 363 260 orden orden amp 0xF0 envia orden a2u1 310 55 azul 310 310 azul 235 105 azul 435 05 alarmal else azul 363 260 if pio amp 0x44 0X44 rojo 230 160 orden orden amp 0xFD envia orden azul 235 105 alarmalQ else azul 230 160 if pio amp 0x48 0X48 rojo 440 160 orden orden amp 0xFE envia orden azul 435 105 alarmal j else azul 440 160 if pio amp 0x41 0X41 i rojo 545 70 alarmal else azul 545 70 void paro void orden 0x00 A envia 0x00
32. puertos se utiliza un algoritmo similar al de la lectura del 8255 se anulan los bits que no contienen informacibn se verifica cada bit del registro y cada uno coloca 1 en un bit del registro dato si el sensor ha sido activado el registro dato en este caso es el registro E Los diagramas de flujo correspondientes se muestran a continuaci n LEER Z80 PIO PUERTO A MASCARA PARA ANULAR ULTIMOS 4 BITS SI AO Z 1 SUBRUTINA PARA SI PREPARA AR REGISTR DATO2L PREPAR GISTRO DATO2L SUBRUTINA PARA LIMPIAR PARTE BAJA REGISTRO DATO2 LEER 280 PIO PUERTO B A lt MASCARA PARA DEJAR BITO Y 2 SI A 0 Z SEPONEA I SI PREPARA SUBRUTINA PARA DATO2H PREPARAR REGISTRO NO DATO2H SUBRUTMA PARA LIMPIAR PARTE ALTA REGISTRO DATO2 CONTINUA Fig 3 16 Subrutina para la lectura de los puertos del 280 PIO 61 Como se puede observar a diferencia del algoritmo anterior que solamente lee un puerto este algoritmo permite la lectura de dos puertos y prepara un solo registro dato E en este caso el puerto A prepara la parte baja del registro dato y el puerto B prepara la parte alta del registro dato esto hace tambi n necesariala elaboraci n de subrutinas para limpiar la parte alta y la parte baja del registro dato Subrutinas para la preparacidn del dato registro E PREPARA DATO2L lt CARGAR EN REGISTRO CHECA BIT 0 DE REGISTRO AQ SUBRUTMA PARA INDICAR ALARMA 11 CHECA BIT
33. son pi n cremallera para el movimiento vertical y sinf n corona para el movimiento rotacional Utilizando motores a pasos como fuentes del movimiento Para el desplazamiento del vehiculo se utilizan motores de corriente directa con mecanismo tipo oruga En el capitulo 2 se describen y desarrollan los C lculos para todas las tarjetas electr nicas utilizadas en el Explorer Todas esta tarjetas fueron elaboradas por el m todo serigr fico y ensambladas en las instalaciones del CNAD a excepci n de la tarjeta del sistema minimo que se nos entreg para ensamblarla en la materia de programaci n por microcomputadoras Enel ap ndice se tienen los diagramas de todas las tarjetas electr nicas utilizadas en el proyecto En el capitulo 3 se presenta la programaci n tanto del centro de control como del Explorer Asimismo se dan las explicaciones de c mo esta conformado el programa principal del centro de control con sus subrutinas y de la misma manera para se hace para la programaci n del sistema minimo del Explorer la comunicaci n entre el centro de control y el Explorer se realiza del puerto sene de la computadora personal al sistema minimo en el Explorer Si bien la descripci n del prototipo separo por reas el desarrollo de estas fue de manera conjunta mediante la colaboraci n de todos los integrantes del equipo asi como la asesor a de los instructores asignados para de esta forma construir un prototipo mecatr nico y de esta ma
34. w 0 9 km h que convertidos son FA 14 02 Kg como fuerza impulsora total Por lo tanto para cada rueda de tracci n la fuerza irnpulsora es de 7 01 0 15m min Si tomamos en cuenta que el peso total del vehiculo Explorer es de 30 kg que cuenta con 6 ruedas el peso se distribuye en cada eje de la rueda PESO 30 KG 6 6 Si tenemos una fuerza impulsora fa 7 01 kg en la rueda de tracci n y debe de mover 5 kg en esa rueda observamos que la fuerza impulsora fa es suficiente para desplazar al vehiculo Porio tanto el peso poreje es Pr Nota estos c lculos no est n considerando el sistema de reducci n d cual multiplicar a la potencia conforme a la retaci n de velocidad Esto es con objeto de comprobar que la pura potencia nominal del motor pudiera mover al vehiculo Cabe aclarar tambi n que la raz n de uso de los motores con reducci n sinfincorona es por la facilidad de adquirirlos ya que se tratan de motores de limpiaparabrisas de un coche 1 3 DISE O DEL MECANISMO DE TRANSMISION 1 3 1 ENGRANES Funci n Transmiten la potencia de los motores a pasos a los ejes de movimiento vertical y rotatorio C lculos Pi n Se usara un cortador de modulo 1 5 mm ya que es de amplio uso y es el que se encuentra disponible en el CNAD Por tratarse de un mecanismo peque o el di metro del material en bruto seleccionado es de 38 5 mm Calculo del numero m ximo de dientes que se pueden
35. 00 A m ignc on teris Proy EQUIPO 6 Dib EQUIPO 6 icot mm Rev CNAD O DS EXPLORER 39 SCALE 000 026 SCALE 1 000 22 3 Bo 6 COPLE DE RUEDAS SAE 1018 Cantidad Designation Material Observaciones echa 18 07 98 _ C NAD Proy EQUIPO 6 Dib EQUIPO 6 Rev CNAD EXPLORER 40 SCALE 000 EN EJE DE RUEDAS LOCAS SAE 1018 Cantidad Designocion Material Observaciones 18 07 98 Proy EQUIPO leferencia G N A D Dib EQUIPO 6 icot mm Rev CNAD EXPLORER N A SCALE 1 000 2 arte Cantida echa 18 07 98 teferencia icot mm d SCALE 1 000 EJE DE TRACCION SAE 1018 Designation Material Observaciones Proy EQUIPO 6 C N D Dib EQUIPO 6 Rev CNAD EXPLORER 42 SCALE 0 500 RUEDAS COMERCIALES PARA TRANSPORTADORES MANUALES BAG 745 226 SCALE 0 500 6 mew Cantidad 18 07 98 leferencio W EXPLORER SCALE 1 000 SCALE 1 000 48 265 10 a 40 32 2 BASE DEL TENSOR DE LA CADENA ALUMINIO Partej Cantidad Designacion Material Observaciones Fecha 18 07 98 Proy EQUIPO 6 Referencia s N A D Dib EQUIPO 6 cot mm Rev CNAD EXPLORE
36. 10 CAMARA IZQUIERDA outtextxy 260 420 CAMARA DERECHA outtextxy 260 430 F1 RESET CAMARA outtextxy 440 390 8 AVANCE outtextxy 440 400 2 REVERSA outtexixy 440 410 4 GIRO IZQUIERDA outtextxy 440 420 6 GIRO DERECHA outtextxy 440 430 ENTER PARO setcolor 1 outtextxy 320 455 F5 CAMARA HOME outtextxy 485 455 ESC TERMINAR setcolor 14 settextstyle TRIPLEX 0 3 outtextxy 220 10 E X L O R E R void limpia v void azul 145 100 azul 145 160 azul 50 272 azul 120 275 azul 3 10 55 azul 310 310 azul 235 105 azul 435 105 Void separa int dato if dato amp 0X40 0x00 ppi dato if dato amp 0x40 0x40 pio dato void ppisale int pp if ppi amp 0X04 0X04 verde 145 125 if hm 1 orden 0x IS envia orden azul 145 160 verde 145 125 verde 120 275 hm 2 a AT else azul 145 125 if ppi amp 0x01 0X01 rojo 85 80 orden 0x envia orden alarma2 if hm 1 orden 0x1 1 envia orden azul 145 100 verde 145 160 else orden 0x00 envia orden azul 145 100 else 24 85 80 if ppi amp 0X02 0x02 rojo 85 1 00 orden 0x12 envia orden alarma2 orden 0x00 envia orden else azul 85 160 if ppi amp 0x20 0X20 verde 85 240 if
37. 140 05 148 105 line 140 105 140 95 line 148 05 148 95 line 140 95 135 95 line 148 95 153 95 35 95 144 86 line 153 95 144 86 outtextxy 60 170 LIM INF circle 85 160 6 line 140 155 148 155 line 140 155 140 165 line 148 155 148 165 line 140 165 135 165 line 148 165 153 165 linc 135 165 144 174 line 153 165 144 174 oultextxy 45 210 ROTACION CAMARA line 43 220 165 220 rectangle 68 270 102 335 rectangle 77 260 93 270 outtextxy 55 250 CEN GIRO circle 85 240 6 outtextxy 3 310 LIM outtextxy 35 320 IZQ circle 45 300 6 line 53 270 53 278 line 3 270 43 270 line 53 278 43 278 liric 43 270 43 265 43 278 43 283 line 43 265 34 274 line 43 233 34 274 outtextxy I 5 310 LIM outtextxy 115 320 DER circle 125 300 6 line 115 270 115 278 115 270 125 270 line 115 278 125 278 125 270 125 265 linc 125 278 125 283 line 125 265 134 274 line 125 283 134 274 rectanglc 250 80 420 300 rect ngle 260 90 280 290 rectangle 390 90 4 10 290 line 260 157 280 157 line 260 224 280 224 line 390 157 4 10 157 line 390 224 410 224 rectangle 3 15 145 355 215 rectangle 327 135 343 145 outtextxy 320 52 A DELANTE line 305 60 313 60 fine 305 60 305 50 line 313 60 313 50 line 305 50 300 50 line 313 50 318 50 line 318 50 309 41 tine 300 50 309 41 outtext
38. 600 SCALE 0 600 i CAMARA SINTETICO orte Cantidad echa 18 07 98 Proy EQUIPO 6 eierencio N A D Dib EQUIPO 6 EXPLORER SCALE 1 000 E NSAMELAR CON BALERO SKF 51101 CON AJUSTE 46 SCALE 1 000 CAJA SUPERIOR DE BALERO AXIAL ALUMINIO ortej Cantidad Moterial echa 18 07 98 Proy EQUIPO 6 eferencia N AD Dib EQUIPO 6 cof mm Rev CNAD EXPLORER N 4 1 A a EVER 1 1 4 an 1 SCALE 1 000 CONTRAPESO 1018 Cantidad cha 18 07 98 Proy EQUIPO 6 ferencio C N A D Dib EQUIPO 6 ot mm Rev CNAD EXPLORER 5 SCALE 0 500 X SCALE 0 750 45 x 0 5 I EJE DE INCLINACION SgAE 1018 arte Cantidad Designacion cha 18 07 98 Proy EQUIPO 6 ferencio N A L Dib EQUIPO 6 of mm Rev CNAD EXPLORER M 6 SCALE 0 30 2M4X0 1 SCALE 0 500 SCALE 0 500 UD 6 35 NU 2M4X0 7 Nar c 36 4 Tags 120 SCALE 0 500 6M3X0 6 PARED INFERIOR MOV VERTICAL ALUMINIO arte Cantidad cho 18 07 98 Proy EQUIPO 6 ferencia C N A D Dib EQUIPO 6 of mm Rev CNAD EXPLORER SCALE 0 500 4 3 SCALE 0 500 PARED IZQUIERDA MOV VERTICAL ALUMINIO De ana on Mate Ubse one cha 18 07 98 Proy EQUIPO 6 ferencia 16 N A D Dib EQUIPO 6 01 mm Rev CNAD EXPLORER N9 SCALE 0 5 00
39. 8251 El Explorer utiliza el 8251 modo con un divisor de reloj 16x una longitud de 8 bits de caracteres no usa paridad y un solo bit de paro palabra de comando 4EH Finalmente se habilitaenvi ndole una palabra utilizando el siguiente formato B7 0 RS ER SB RE TR TE HABILITARTRANSMISI N 1 HABILITAR 0 DESHABILITAR TERMINAL DE DATOS LISTA HABILITACI N RECEPCI N 1 HABILITAR 0 DESHABILITAR ENVIARCAR CTER DE 0 FUNCIONAMIENTO NORMAL RUPTURA REINICIALIZAR ERROR 1 REINICIALIZAR SOLICITUD DE ENVIAR REINICIALIZACI N INTERNA MODO DE RASTREO CONTINUO Fig 3 10 Palabra de habilitaci n UART 8251 La palabra de habilitaci n que se envia es 37h quedando el diagrama de flujo correspondiente de la siguiente forma 97 lt 40H MODO DE OPERACION lt 37 HABILITACION Fig 3 1 1Programaci n UART 8251 3 2 2 Lectura de puertos Una ves que se han programado los circuitos que servir n de interface al sistema mlnimo la forma en la que se har la lectura de los puertos es por medio de un ciclo de lectura de puertos y verificaci n para determinar si se ha producido una serial para reportarla al centro de control si no se ha generado ninguna serial se transmite un dato que informa que no hay alarmas activadas Lectura 8255 EI PPI 8255 tiene tres puertos paralelo de los cuales el Explorer nicamente utiliza dos uno como salida pu
40. CIADORA PARO 8 TECLA 2 TECLA 4 6 SI lt gt ADELANTE 51 lt A ATRAS SI a izquieRDA SI T FLECHA ARRIBA FLECHA ABAJO ANT 80 n nn v p M SI lt gt C_ARRIBA SI i C ABAJO FLECHA IZQUIERD FLECHA DERECIIA 5i TECLA FI lt gt TACLA FS lt s gt 170 C_DER Fig 3 29 Subrutina para lectura de comandos por elteclado 71 Si se presiona una tecla no validada no se realiza ninguna operaci n Como se mostr en el diagrama de flujo principal al presionar la tecla ESC se envia una orden de paro al Explorer Y se termina el programa si se presiona una tecla diferente se verifica si ha sido presionada inmediatamente antes para dejar el comando anterior si es diferente se actualiza el valor de la orden y se ejecuta la subrutina comando la cual puede llamar a alguna de las siguientes subrutinas Subrutina PARO del Explorer Envlala palabra por medio del puerto serie Subrutina ADELANTE del Explorer Pnmero envla un retardo en donde se detiene el Explorer durante 100 milisegundos y despu s envia la palabra 08H por medio del puerto serie desplegando una flecha en la pantalla del Centro de control DESPLIEGA RETORNO 72 SubrutinaATRAS del Explorer Pnmero env a un retardo en donde se detiene el Explorer durante 100 milisegundos y despu s env
41. CION 99 0699
42. Designacion Mater 101 Observaciones echa 18 07 98 Proy EQUIPO 6 elerencia D Dib EQUIPO 6 60 mm Rev CNAD EXPLORER 9 SCALE 0 250 pt TAPA SUPERIOR DE RACK ALUMINIO artej Cantidad echo 18 07 98 EQUIPO 6 VONAD N D Dib EQUIPO 6 POE 221 Re CNAD 5 SCALE 0 350 1345 93 x od o AI D4 85 86 NT of 3 E6 9 10 6 87 88 o je DE 59 F4 e AT AI 40 i 62 H2 A5 6 19 20 le O O 29 of Es HI 04 A22 A3 ow 3 Apo 4 amp aO c 1 1 E7 o A2 G A23 3 1 Al 9 E E8e A2 PE ORIGEN NOTA PLACA DE 6 35MM DE ESPESOR t c CHASSIS Designacion Material NA D icot mm Rev CNAD EXPLORER ppp tA m a r A SIMBOLO Al Ad 5 6 A1 A8 0c A10 2 M3 Ald AIS 18 19 20 eee AGUJERO DIAMETRO ROSCADO AGUJERO PASADO EJE EJE X 1 maxo see 325 M4X0 7 j 4 wx 560 1015 M4X0 7 M4X0 7 M4X0 7 M4X0 7 M4X0 7 M4X0 7 4 0 1 M4X0 1 aras SES MXO T CAE FEE AAA M4X0 7 M4X0 7 M4X0 7 M4X0 7 2 M4X0 7 M4axo 7 F e F gt MAXO T M4X0 7 TABLA DE COORDENADAS Designatio
43. E ENVIA LD ENVIA D 080H AE OCOH BA A E OCFH E A AAA Mt E P L o R E il PROGRAMAPARA EL CENTRO DE CONTROL ae include lt bios h gt include lt conio h gt include lt dos h gt include lt stdio h gt include lt stdlib h gt include lt signal h gt i include lt math h gt i include lt praphics h gt define COM 0 define DATA READY 0x100 fidefine SETTINGS 0xE0 0x00 0x00 0x03 void pantalla void void rojo int xcen int yccn void verde int xcen int ycen void azul int xcen int ycen void limpia v void void comando int in void separa int dato void adelante void void atras void void izquierda void void derecha void void arriba void void c abajo void void c izquierda void i void e derecha void void ppisale int ppi void piosale int pio void retardo void void carga void void home void void alarma l void void alarma2 void void alarma3 void void sonido ini void void sonido fin void void paro void void envia int orden int dato status intin 0X00 hm 0 son int B7 ppi pio ppi2 0 pio2 0 int per al ant 27 int orden 0x00 int xmax ymax int midx midy void main void clrscr bioscom 0 SETTINGS COMD pantalla carga sonido ini i while in 27 status bioscom 3 0 if status
44. ET VOLTAJE 2 7 Acoplamiento de la se al de bajo voltaje Caracteristicasdel optoacoplador met2 Dato para el led Calda de tensi n en sentido directo 1 5 v Corriente en sentido directo 60 ma Caracteristicasdel optotransistor Voltaje de colector a base 70 v Voltaje colector emisor 30 v C lculos De acuerdo con el diagrama de la figura 2 7 se propone una corriente de 2 5 ma para el led del optoacoplador por lo que el resistor del led ser ves vied iled ned 5v 1 5v 2 8 ma 3 5w 2 5 ma 1 4 kohms Este valor de resistencia se tendr que dividir entre el resistor de la salida del sensor de voltaje y el resistor de la tarjeta 280 puerto ver figura 2 Se propone para el led del optoacoplador el valor de 330 ohms Por lo que el resistor de colector del transistor de salida del sensor sera de 1 kohms La corriente que podr a circular por el colector del transistor del optoacoplador seria ic ctr ib 20 x 25 ma 25 ma Pero como su salida va hacia un circuito integrado de la familia TTL cuyo consumo es menor a 0 5 ma se utiliza un resistor de 10 kohms para tener la corriente que requiere el inversor74LS14 Para la se alizaci n de salida se propone una corriente por el de 6 ma esta comente se eligi pr cticamente tomando en cuenta que el led diera una luminosidad suficiente para percibir la indicaci n y a la vez evitar un consuma innecesario de corriente 31
45. G DIAMETRO DEL RODILLO 0 2 PULG La maxima carga aplicable es la m xima tensi n a que puede estar sujeto la cadena Este valor jamas debe excederse por el dise o de carga para velocidad temperatura y ajuste din mico aplicable Las condiciones de trabajo a que va a estar sujeto esta transmisi n es de 40 6 Kg 18 43 ib que compar ndolo con la carga maxima aplicable de la cadena que es de 430 Ib Tenemos un factor de seguridad fs 23 lo cual significa que es mas que suficiente para este sistema de transmisi n Por las mismas necesidades se selecciona una catarina de 12 dientes para cadena ANSI no 35 el cual tiene las siguientes caracter sticas Didmetro primitivo 1 449 pulg Diam ext 1 625 pulg Didmetro interior para el eje Y pulg ampliada por necesidades a 16 mm Di metro de cubo 1 pulg Para la tensi n de la cadena se usara un tensor de cadena de sincronizaci n automotriz para un motor datsun 1600 cc por las caracteristicasque presenta NIR FORMACIO 21 1 4 7 Relaci n de elementos de uni n para el Explorer Mecanismo de movimiento vertical Denominaci n i Tuerca Observaciones 6 tomilloallenm 12 _ cajadebateros 8 temiloalenm3 10 armadura del mov vert 4 tornillo cabeza redonda m3 40 motoapasos 5 toritio philips m3 H 1 tornillo cabeza plana m5 6 contrapeso 14 prisionero m3 5 caja balero axi
46. IO para la recepci n de se ales provenientes de los censores de obstaculos fallas de motores y bajo voltaje distribuidos en los puertos como se muestra en las siguientestablas por lo que opera en el modo 1 para ambos puertos palabra de comando4FH 280 PIO PUERTOA ENTRADA iB7 80 ALARMA BAJO VOLTAJE DETECTOR OBSTACULO FRONTAL DETECTOR OBSTACULO IZQUIERDO DETECTOR OBSTACULO DERECHO NO SE UTILIZA NO SE UTILIZA NO SE UTILIZA NO SE UTILIZA 0 NOHAYALARMA 1 ALARMA Z80 PIO PUERTOB ENTRADA B7 BO FALLA MOTOR CD IZQUIERDO NO SE UTILIZA FALLA MOTOR CD DERECHO NO SE UTILIZA NO SE UTILIZA NO SE UTILIZA NO SE UTILIZA NO SE UTILIZA 0 NO HAY ALARMA 1 ALARMA Fig 3 4 Distribuci n puertos280 PIO 53 De esta forma la programaci n del PIO se muestra en el siguiente diagrama de flujo INICIO Fig 3 5 Programaci n Z80 PIO Programaci n PPI 8255 el PPI 8255 es un circuito que proporciona tres puertos de 8 bits en paralelo configurables mediante software para 3 modos de operaci n entrada salida en modo b sico entrada salida mediante habilitaci n bidireccional solo para el puerto a la programaci n del 8255 se realiza mediante la siguiente palabra de operaci n ia H PUERTOC PCO PC3 PUERTOB MODO DE OPERACI N PUERTOC PCA PUERTOA MODO DE OPERACI N MODO DE OPERACI N 1 ENTRADA E 0 SALIDA MODO DE OPERACI N B6 B5
47. OD 30 OLDZA0Ud 30 34435200 NOIDVZITWNLIV 30 TVNOISVN OHLN3O w 05226024 sem ps ISIS seq nud pe SOUSIUEOMW PS sousiueejN Pf SOWS UEIOW seq rnuqdq Re PE SOSEO e 0 0 2220 Sonu pot 2 V Old 01082 Oww 24124515 5 5 ov sig ugi3guue25ojd PSI 9 9 ap ownsucs PS eed pr 0529 e 9JOjO U 1 SIANG AHG ep 1540 5210525 oleyoA 6220323123 ou sig m s osu S SOSPUY 2 SQUIY HI 0923192 EINEN OLAQ Gul odia y SOS 86 10 22 eu2e H3H071dX3 6 eL at Sb z M E cc E AR 4 CENTRO NACIONAL DE ACTUALIZACION DOCENTE AVANCE DEPROYECTO AREA DE CONTROL enero febrero A TE Tasa kaq Instataci n y pruebas 5d Instalaci n y pruebas de tarjetas 24 Ajustes y tetroalimentaci n 4d Ajustes finales Documentaci n del Reporte final royecto EXPLORER Tarea z Hito 4 Tarea resumida Progreso resumido masani 22 07 98 Progreso EEE Resumen www resumido gt sesores ing Felipe Cam
48. R 944 SCALE 1 000 33 a TENSOR DE CADENA AUTOMOTRIZ PARA DATSUN 1600 CC 2 TENSOR DE CADENA VAR 108 Parte Cantidad Designation _ Material Observaciones Fecha 18 07 98 Proy EQUIPO 6 C NAD Dib EQUIPO 6 Rev CNAD EXPLORER lt A N45 SCALE 1 000 SCALE 1 000 RE TENSOR AUTOMOTRIZ PARA DATSUN 1600 CC po TENSOR DE CADENA2 HIERRO COLADO Parte cantidad Designacion Material Observaciones echa 18 07 98 Proy EQUIPO C N A D EXPLORER Ap ndice D Diagramas Electr nicos SENSOALI DE DOSTACULOS Y OLTECTOR DE BAJO VOLTAJE vee v B T o pa 7414 1401 32 4 nas ones c1018 nees 339 Wes 7414 iapiP3ee 472 OBS FAONTAL MEADER 4 preie 4515198 26 085 122 HEADER 4 15081 431P190 2 SOTPOPT T7 888 OER HEADER 4 5351543993 MEADER 4 3512158 14012382 HEADER 4 1220 9 5152155 150095 190085 SH HCTZE 2 PISPORTBLES 6012087 Y 273 faoiP362 Reas LED HEADER 4 7414 4319109 HEADER 10X2 29HH109 SALIDA AL SISTEMA MINIMO HEADER asiPioa egl HEADER 4 4 1 102 ENT CENTRADO NACIONAL OF ACTUALIZACI N EXPLORER p M cmt A 32 242119 128 30 ObIM3D
49. R ESTADO Subrutina RECIBEDATO del Explorer Lee el estado del puerto sene para determinar si hay dato para recibir si es as lo lee y lo almacena en una variable para ser procesado Subrutina SEPARADATO del Explorer Determina si el dato recibido procede del PPI 8255 o del Z80 PIO PPI DATO DATO Fig 3 33 Subrutinas para recepci n e identificaci n de datos 77 MM 4 Subrutina SALEPPI del Explorer Despliega en la pantalla la informaci n recibida y en su caso produce un breve regreso del comando cuando se activan los censores de limite SALE PP1 LIMITE ANGULO CENTRO SI PPI 04 DESPLIEGA SI He LIMITE INFERIOR 9 DESPLIEGA REGRESA LIMITE GIROCENTRO Sr DESPLIEGA LIMITEGIROIZQ PPI 08 DESPLIEGA REGRESA LIMITE GIRO DER SI DESPLIEGA REGRESA 5 DESPLIEGA RETORNO LIMITE SUPERIOR Fig 3 34 Subrutina para recepci n procesamiento datos del PPI 8255 Subrutina SALEPIO del Explorer fan la situaci or ei x se anula el comando adelante U 3 situaci n por ejemplo al detectar un obst culo al frente 78 B s SI OBSTACULO FRENTE DESPLIEGA no ADELANTE UIER SI ALLA MOTORIZQ DESPLIEGA NO MOTOR FALLA MOTOR DERECHQ 51 601 DESPLIEGA NO MOTOR OBSTACULOIZQUIERDA si T OBSTACULODERECHA 710 487 S pesuca 4 NO DER
50. R TECLADO En este caso el centro de control recibe la informaci n de las los sensores del Explorer y envla los comandos de movimiento a este toda la informaci n se despliega en el monitor de la computadora Por otro lado existe un receptor de video inalambnco que recibe la se al y la envla aun monitor junto a la computadora Las aplicaciones que puede tener el proyecto son En las areas de seguridad e Vigilancia e Reconocimiento de personas En el sector industrial e Valorar condiciones de temperatura presencia de gases y o radiaci n que puedan poner en riesgo al ser humano En desastres naturales e Valorar edificios puentes y o construcciones en condiciones criticas de estabilidad e Presencia de cuerpos humanos utilizando sensores de luz infrarroja El contenido de este informe esta dividido en 1 Dise o mec nico 2 Diseflo electr nico 3 Diseflo del software 4 Conclusiones y recomendaciones 5 Ap ndices Diagramas de ensamble Diagramas de explosi n Diagramastipo taller Diagramaselectr nicos Listados de los programas Cronogramas En el cap tulo 1 se dan todos los antecedentes explicaciones y C lculos que se efectuaron al realizar cada uno de los mecanismos que se utilizaron en el Explorer asi como la bibliograf a empleada En el ap ndice correspondiente se muestran todos los diagramas mec nicos de cada parte y tambi n un ensamble general Los mecanismos propuestos para los movimientos de la C mara
51. SEP DGETI SEIT CENTRO NACIONAL DE ACTUALIZACION DOCENTE EN MECATRONICA MECATAOMICA CNAD CenideT TRABAJO RECEPCIONAL EXPLORER Prototipo Mccatr nico Que Presentan Para obtener el reconocimiento de especialista en Ingenier a Mecatr nica SUBESPECIALIDAD M QUINAS SUBESPECIALIDAD CONTROL Ing Abelardo Santamar a Dzib Ing Ismael Solis Ram rez Ing Jose Alejandro Herrera Moo Ing Jose Felipe Golib Moreno ASESORES M quinas Ing Filiberto Garcia Cerecedo Control Ing Jos Felipe Camarena Garc a CENIDET 1 t SEP Pedagog a Lic Efra n Hern ndez Andr s Cc Julio 1998 299 0699 sep sei ENT Centro Nacional de Mecatr nica Actualizaci n Docente xico D F tubre de Asunto Autorizaci n de impresi n del trabajo recepcional Ismael Solis Ramirez Jos Felipe Golib Moreno Abelardo Santamar a Dzib Jos Alejandro Herrera Moo PRESENTES e Una vez que ha sido revisado el informe acad mico elaborado como trabajo recepcional del proyecto mecatr nico titulado Explorer por los asesores de las tres reas y al no encontrar errores en los aspectos t cnicos en la estructura de contenidos y en la redacci n de cada uno de los apartados que lo integran se ha determinado que el informe cumple con los aspectos t cnicos necesarios para que pueda imprimirse de forma definitiva ATENTAMENTE ASESORES Ing Filiberto Garcia Cer
52. TC Es 260pio puerto b comando Tabla 2 Mapa de memoria para los puertos de entrada salida 29 2 3 4 Circuito generador de la se al de reloj Este circuito que se muestra en la figura 6 esta conformado por un oscilador a cristaly el integrado 74ILS93 el cual divide por dos la se al de 4 9152 Mhz en la salida qa del primer divisor siendo esta la frecuencia de operaci n del sistema minimo La otra se al que sale del divisor es la se al de trabajo del puerto sene 8251 que hace que la comunicaci n sea de 9600 bits por segundo CLK S MIN Figura 2 6 Circuito generador de la se al de reloj 2 4 Tarjeta Z80pio puerto a Funci n Acoplar las se ales de los sensores hacia el sistema minimo Las se ales que se manejan con esta tarjeta son m Bajovoltaje de baterla Obst culo frontal izquierdo y derecho 2 4 1 Se al de bajo voltaje de bater a Funcionamiento del circuito En la figura 2 7 se muestra el diagrama de la salida del detector de bajo voltaje acoplado al optoacoplador de la tarjeta Z80pio puerto a La tarjeta del detector de bajo voltaje de baterla entrega un uno cuando existe bajo voltaje Este uno hace que el diodo led del optoacoplador sature al fototransistor con lo cual en su colector aparece un cero que va a la entrada del inversor 74L514 el cual a su salida entrega un uno que seri la condici n que llegue al sistema minimo para indicar bajo voltaje 30 D
53. Void envia int orden bioscom orden COMI void retardo void bioscom I 0x00 COMI delay 100 void carga void bioscom 1 0 0 COMI I delay 20 void homc void hm 1 orden 0x E2 envia orden void alarma void sound 440 delay 30 nosound void alarma2 void sound 450 delay 30 nosound void alarma3 void sound 500 delay 200 nosound void sonido ini void f 50117470 sound son delay 300 nosound delay 25 son 530 sound son delay 300 nosound delay 30 son 450 sound son delay 300 nosound delay 50 son 220 sound son delay 300 nosound delay 30 son 300 sound son delay 500 nosound delay 30 void sonido fin void son 470 sound son delay 300 nosound delay 1 son 465 sound son delay 200 nosound delay 60 son 680 sound son dcelay 800 nosoundo delay 80 Ap ndice F Cronograma de Actividades 5n y m YY 7 SN w ao uJ 001 maq Cuma soorednes EE opiums 05215024 40050103 fr 00 pews A 1 Q wi 001 0c104 pain oes nd CORRES 001 0d104 ootednes imum TOUIN
54. a CARGA del Explorer Envia la palabra FFH por medio del puerto serie para que los registros de corrimiento usados para los motores a pasos carguen el dato 1100 Subrutina HOME del Explorer Envia la palabra 12H por medio del puerto serie para que d inicio la secuencia de movimientos para home por medio de la variable hm La secuencia consiste en subir la c mara y bajarla a la posici n media para despu s girarla a la derecha al limite y a la izquierda buscando la posici n media indic ndoio en la pantalla Fig 3 31 Subrutinas para comandos de movimientos de c mara del EXPLORER Subrutina RETARDO del Explorer Env a la palabra 00H por medio del puerto serie junto con un retardo de 100 milisegundos esta subrutina se utiliza para asegurar que la energizaci n de los motores de comente directa por medio del puente h no llegue a presentar una condici n de corto circuito ENVIA Subrutina ENVIA del Explorer BIOSCOM ORDEN Env a la palabra contenida en la variab iie RETORNO Dr DESPLIEGA VERDE ORDEN Subrutina DESPLIEGA del Explorer Presenta una flecha color verde en la pantalla que varia Seg n la orden que se envia por el puerto sene utilizando el comando bioscom RETORNO Fig 3 32 Subrutinas para retardo envio y despliegue de datos 3 3 3 Env o y recepci n de datos Parata comunicaci n del centro de control con el Explorer se utiliza la funci n BIOSCOM y la p
55. a la palabra 04H por medio del puerto sene desplegando una flecha en el Centro de control RETORNO SubrutinalZQUIERDA del Explorer zaene Primero envla un retardo en donde se detiene el Explorer durante 100 milisegundos y despu s envla la palabra 02H por medio del puerto serie para giro a la izquierda desplegando una flecha en el Centro de control DESPLIEGA Subrutina DERECHA del Explorer Primero envia un retardo en donde se detiene el Explorer durante 100 milisegundos y despu s envla la palabra 01H por medio del puerto serie para giro a la derecha desplegando una flecha en el Centro de control Fig 3 30 Subrutinas para comandos de desplazamiento del EXPLORER 73 EF E sDr TPc C_ARRIBA SubrutinaC_ARRIBA del Explorer Envia la palabra 12h por medio del puerto sene para subir la c mara desplegando una flecha en el Centro de control Subrutina C_ABAJO del Explorer Env a la palabra 11H por medio del puerto serie para bajar la c mara desplegando una flecha en el Centro de control SubrutinaC_IZQ del Explorer Envia la palabra 14H por medio del puerto serie para girar la c mara a la izquierda desplegando una flecha en el Centro de control 74 Subrutina C_DER del Explorer Envia la palabra 18H por medio del puerto sene para girar la c mara a la derecha desplegandouna flecha en el Centro de control Sibrutin
56. a sido presionada una tecla si es as primero verifica si es la tecla ESC de no ser as verifica si pertenece a un comando y envla este por medio del puerto serie al Explorer para que realice la funci n solicitada 4 Cada una de las subrutinas representada en el diagrama de flujo contiene otras subrutinas por lo que se explicaran de forma general por medio de los diagramas de flujo correspondientes 3 2 Software del Explorer 3 2 1 Programaci n de interfaces El programa mediante el cual el Explorer realiza su operaci n esta contenido en una memoria EPROM que forma parte de un sistema minimo basado en el microprocesador Z80 de 8 bits el diagrama del sistema minimo puede consultarse en el ap ndice este sistema minimo tiene las siguientes interfaces y direcciones INTERFACE _ DIRECCI N PROGRAMACI N Z80 PIO El 280 PIO es un circuito que proporciona dos puertos de 8 bits en paralelo configurables mediante software para 4 modos de operaci n entrada salida bidireccional solo en el puerto A y modo de control de bit para uso de interrupciones para los primeros tres modos de operaci n la programaci n del Z80PIO se realiza mediante la siguiente palabra de operaci n 52 NO IMPORTA NO IMPORTA MODO DE OPERACI N MODO DE OPERACI N MODO DE OPERACI N 0 MODO 0 SALIDA 1 MODO 1 ENTRADA MODO2 BIDIRECCIONAL 1 MODO 3 CONTROL DE BIT Fig 3 3 Palabra de comandoZ80 PIO El Explorer utiliza el 280 P
57. al 122 prisionero m4 4 pisonrom engrane y base de c mara 2 tormitlo phitips m3 2 mm tomo aienma amaduramov road n 15 tornilo philips m3 Ho de sensores 6 philipsm3 O para sensores tornillo cabeza redondam3 40 jx motora pasos a prisionero m 5 pi n y ctivasensor 2 prisioneroen bo Jenee O 1 tornillo allen ma HO 14 allen m4 mo Tportamecanismos Estructura y rack de tarjetas Denominaci n 2 miloalenms 10 2 avellanados 4 cabeza redondam3 M Tuerca Observaciones Long mm 25 tornillo cabeza redonda m3 40 tornillos philips m4 tornillo cabeza redonda m3 1100 remaches pop 1 8 pug 6 12 tomo 15 22 ant 24 20 8 4 allen m6 CE 6 24 6 Tracci n Denominaci n Long Tuerca tomillo allen m4 prisioneros m5 tornillo allen m6 tornillo ailen m4 tornillo allen m4 ornillos allen m6 perno expandible de 3 32 pulg all ojo Observaciones 23 CAPITULO 2 DISENO ELECTRONIC0 2 1 Descripci n del funcionamiento electr nico En esta secci n se describir n las funciones que realizan el Explorer y el centro de control as como las partes que los conforman Centro de cont
58. arena Garcia Ing Filiberto Garcia y Lic Am s Efrain Hem ndez Andr s P gina 2 Dise o de la estructura Dise o de la Transmisi n Ensamble de mecanismo de rotaci n Ensamble de mecanismo de inclinaci n Pruebas mec nicas Pruebas mec nicas de mecanismos rotaci Pruebas mec nicas del mecanismo de inc Ajustes y retroatimentaci n Proyecto EXPLORER Fecha 22 07 98 CENTRO NACIONAL DE ACTUALIZACION DOCENTE AVANCE DE PROYECTO AREA DEMAQUINAS belardo 100 ejandro 100 Alejandro Abelardo 100 KES N 27 Abolardo 100 Atejandro 100 RENNER Alejandro 100 Abetardo 100 Abolardo Alejandro t00 Atojandro 100 masan Abelardo 100 Atojandro 100 Ad lardo 100 Gw Hito Tarea cesumida w Progreso resumido mwa EN Resumen Hito resumido gt Asesores Ing Felipe Camarena Garela ing Filiberto Garc a Cerecedo y Lic Am s Efrain Hern ndez Andr s CENTRO NACIONAL DE ACTUALIZACION DOCENTE AVANCEDEPROYECTO AREA DEMAQUINAS febrero enero ra mo ateisi Ta 5 12 i 4112515121 92612 oo 7 a x 7 a 2 2 5 12 19 Tarea resumida AA Progreso resumido INN Proyecto EXPLORER Fecha 22 07 98 pa Hito resumido O Asesores Ing Felipe Camarena Garcia ing Filiberto Garcia Cerecedo y Lic Am s Efrain Hernandez Andr s CENIDE DGIT CENTRO DE INFORMA
59. circuito con sus valores comerciaies 470 on Y led Figura 2 1 Circuito de indicaci n luminosa 25 ME Tarjetas donde se utiliza este arreglo 1 Sistema minimo 2 Z80pio puerto a 3 Z80pio puerto b 4 PPI puerto a 5 PPI puerto b 6 Driver para motor a pasos 7 Driver para motor de cdl 8 Driver para motor de cd2 9 Detector de bajo voltaje de baterla 2 2 2 Circuito regulador de 5 volts Funci n Regular d voltaje de la baterla de 12volts a 5 volts para alimentar a los circuitos TTL que trabajan a este valor de voltaje Disefio Se utiliza un integrado 7805 con una protecci n contra polaridad inversa en la alimentaci n a trav s de un diodo rectificador 114001 con indicaci n luminosa a trav s de un led de color rojo Los capacitores tienen como funci n de filtros contra ruidos que puedan inducirse en los cables y o en los mismos circuitos de esta tarjeta o de otras Las caracterlsticas del c i 7805 se encuentran los manuales citados en la bibliografla Tarjetas donde se utiliza este arreglo 280 puerto a 280 puerto b PPI puerto a PPI puerto b 7 Driver para motor a pasos Detector de bajo voltaje de bateria 2 3 Sistema m nimo Funci n Recibir y transmitir las se ales entre el centro de control y el Explorer y realizar de acuerdo los wmandos recibidos desde el centro de contro las acci nes que correspondan en
60. de resistores de 27 ohms shunt para detectar la comente hacia los motores La calda de tensi n en el shunt es amplificado por un amplificador de instrumentos amplificadores operacionales 1 2 y3 y luego comparada con una seflal de referencia en un comparador amplificador operacional 4 en el cual se ajusta el valor de corriente al cual se debe bloquear la operaci n de los motores de CD y finalmente la salida del comparador se acondiciona con el arreglo de transistores q y q2 que se utilizan como drivers Circuito amplificador de instrumentaci n El amplificador de instrumentaci n se realiz con 3 de los 4 amplificadores del integrado 1084 El cual amplifica la caida de tensi n que provocala corriente en el shunt cuando se activa el motor La salida del amplificadorde instrumentos formado por loa amplificadores operacionales 1 2 y 3 c lculos La ganancia del amplificadorde instrumentos esta definida por la ecuaci n Gzvo l el e2 1 21x Donde xz ar r Si proponemos r 22k y una ganancia de 500 El c lculo de ar ser G 1 2 x donde x 21 g 1 221500 1 0 004 Ahora x ar r donde ar rx 0 004 22 88 ohms Se propone un valor comercial de 100 ohms La figura 2 17 muestra el diagrama de este arreglo HACIA EL COMPARADOR Figura 2 17 Amplificador de instrumentos 42 Circuito comparador El cuarto amplificador operacional se utiliza como comparador con ganancia infinita Com
61. del Explorer se utiliza el registro D como registro dato para el 8255 y se eval a cada bit del registro a cuando este es diferente de cero para determinar el sensor activado esto se ilustra los siguientes diagramas de flujo PREPARA DATO EZE CARGAR 80H EN REGISTRO D CHECA BIT 0 DE REGISTRO DATO 1 SCR EDEN i CHECA BIT I DE REGISTRO A TE lt 5 7 SUBRUTINA PARA DATO INDICAR ALARMA 2 CHECA BIT 2 DE REGISTRO A SUBRUTINA PARA INDICAR ALARMA 3 Taro SUBRUTINA PARA INDICAR ALARMA 4 SUBRUTMA PARA DATO 5 INDICAR ALARMA 5 SUBRUTMA PARA DAT baroe p OPERACION AND PARA REGRESAR BANDERA Z A SU ESTADO INICIAL CHECA BIT 3 DE REGISTROA 6 RETORNO Fig 3 14 Subrutina prepara dato PONER BIT 0 DE REGISTRO D EN UNO PONER BIT I DE REGISTRO D EN UNO PONER BIT 2 DE REGISTRO D EN UNO PONER BIT 3 DE REGISTRO D EN UNO RETORNO 60 PONER BIT 5 DE REGISTRO D EN UNO PONER BIT4 DE REGISTRO D EN UNO Fig 3 15 Subrutinas para preparar el registro dato D Lectura 280 PIO El Z80 PIO tiene dos puertos paralelo y el Explorer utiliza ambos uno como entrada de los Sensores de obstaculos y bater a baja puerto A y el otro Como entrada de sobrecomente de 4 motores de CD puerto B como ya se indico anteriormente el puerto A solo utiliza los primeros cuatro bits y el puerto B solo los bits O y 2 Para procesar los datos recibidos por estos
62. do por la reducci n del motor el cuales 1 55 Por lo tanto el momento de torsi n es de Mt 0 406 x 55 22 33 kg m 2233kg cm Calculo del momento flector Cargas verticales 5KG 19 4 15 Momentovertical Mv 2 5 x 1 9 4 75 kg cm Cargas horizontales debido a latensi n de la cadena Ftl Fe La torsi n en el eje de tracci n es mt 0 406 kg cm el cual es el mismo para la catarina Formula Ft 14 203 FT Ft Ft 20 3 20 3 40 6KG 1 9CM 1 9CM Momento horizontal Mh 20 3 x 1 9 38 57 kg cm Momento flector m ximo Mb M 2 Mr 475 38 57 38 86 kg cm 12 Calculo del di metro apropiado seg n ecuaci n asme la ecuaci n del c digo ACME para ejes macizos con carga axial peque a o nula se reduce a d Y aM Para ejes en aceros comerciales para rotaci n seg n tablas se considera un esfuerzo permisible Os 562 96 kg cm2 Para ejes en rotaci n con carga repentina choque menor seg n tablas del texto de dise o de maquinas de a r holowenco Kb 15Y Kt 1 Donde Kb es un factor combinado de choque y fatiga aplicado al momento flector y Kt otro factor combinado de choque y fatiga aplicado al momento de torsi n sustituyendo d A 1 5x38 86 1x0 00406 0 5282CM 562 9 d 0 80 cm Aplicando un factor de seguridad de fs 1 5 se realizo el eje con un di metro de 1 2 cm Co
63. e 20 mm y una herramienta de carear de 6 filos y 100 mm de di metro para este tipo de piezas es necesario alinear y escuadrar las aristas durante el maquinado las partes de esta pieza donde van alojadas los rodamientosfueron tomeados previamente con el ajuste entre caja y rodamiento respectivo Las t cnicas empleadas son las respectivas para careado y ranuradoseg n el manual de maquinado convencional tanto para las bases de tos ejes como para lasbases de los motores del tensor de cadena y el corte mismo de la placa que se usa como placa base Los coples mencionados anteriormente para el motor los ejes de tracci n fueron torneados y fresados por las caracterlsticas que presentan y por la movilidad que deben de tener puesto que funcionan como juntas universales compensando posibles desalineamientos entre ejes Los roscados respectivos se realizan de la manera mencionada en los p rrafos anteriores se usaran tornilleria con cabeza en el lugar donde se requiera y tornillos opresores donde tengamos la necesidadde hacerlo 1 4 3 Estructura y caja del rack Estas estructuras como hemos mencionado anteriormente van unidas sus partes mediante remaches las partes que fueron cortadas y dobladas se hicieron en forma manual en las maquinas dobladora y cortadora debido a la carga tan ligera que soportan no se realizan los c lculos respectivos los barrenos fueron realzados con un taladro manual usando una broca del mismo di metro de los remaches
64. e cada programa El Explorer Las funciones que realiza el programa que contiene el Explorer son b sicamente recibir los comandos provenientes del Centro de control para el desplazamiento del y movimiento de la c mara tambi n debe informar a este del estado de operaci n en que se encuentra asi como de las alarmas por obst culos baterla baja y sobrecomente de los motores El diagrama a bloques general donde se describe la operaci n del programa es el siguiente EJECUTAR COMANDO PREPARAR DATO Z30 PIO PREPARAR DATO PRAPARAR DATO J ENVIAR DATOS Fig 3 1 Diagrama de flujo general EXPLORER El Centro de control El centro de control dinge todas las operaciones que realiza el Explorer este puede ser una computadora personal que tenga corno minimo las siguientes caracter sticas Microprocesador 386 o superior Puerto serie Com1 conectortipo db9 Drive 3 5 4 Mb en memoria RAM Las funciones que realiza el programa que se encuentra en el centro de control son 50 Monitorear el estado de funcionamiento del Explorer Enviar los comandos para que el Explorer los ejecute En caso de presentarse una alarma debe determinar cuales funciones pueden realizarse y anular aquellas que pudieran empeorar la situaci n Desplegar la informaci n recibida y enviada por medio de la pantalla as como por medio de se ales ac sticas La descripci n general de este programa
65. e de bater a 10 Bater a y centro de distribuci n de energ a 24 Q_ _ _ _ PEERS paries 1c mara inal mbrica de video blanco y negro marca cop security modelo 15 24001 3 censores fotoel ctricos difusos marca omron modelo e3f2 ds30c4 3 microswitches electromec nicos 3 censores fotoel ctricos numero de parte h21b tipo modulo interruptor 2 motores a pasos marca howard inc Modelo 1 194200 2 motores de CD para limpia parabrisas 1 bateria sellada marca power sonic modelo ps 12 330 tterminal de conexiones tipo kulka Kablilla de fusibles 2 2 Circuitos comunes Comenzaremos con la descripci n de las tarjetas electr nicas las cuales fueron dise adas con el paquete de software ORCAO y elaboradas por el m todo de sengrafia Existen dentro de estas tarjetas circuitos que son comunes a vanas de ellas como son Circuitos de se alizaci n Fuente regulada de 5volts Para no ser repetitivos se describir n las funciones y su dise o una sola vez indicando en que tarjetas se emplean y para que se ales son utilizadas 2 2 1 Circuitos de se alizaci n Funci n tener una indicaci n luminosa del estado de una se al Diseno Se utiliza un diodo emisor de luz led en serie con un resistor Se propone una corriente de 6 ma para el led La alimentaci nes de 5v La calda de tensi n en el led es de 22 v El resistor sera de 5 22 v 6 ma 466 66 ohms La figura 2 1 muestra el
66. ecci n del veh culo es manejada por los mismos motores los cuales se mueven seg n la direcci n indicada 1 2 Motores 1 2 1 Motores a pasos Funci n Son los actuadores que transmitir n su potencia a los engranes que realizan los movimientos vertical y rotatorio de la c mara Calculo de potencia y torque Estos motores a pasos ya instalados trabajan a 12 volts y consumen 0 240 amp Por lo tanto la potencia nominal del motor es P V 12x 0 240 2 88 WATTS El motor a pasos gira a 20 r p m y el pi n esta directamente acoplado a su eje 6000P 6000P Donde Ft Es la fuerza tangencial el cual es la fuerza transmitida al pi n en kn Es la potencia nominal del motor n Es l numero de revoluciones por minuto del motor dp Es el diametro primitivo del pi n Z Es el numero de dientes M modulo con el que fue fabricado el pi n sustituyendo la formula tenemos _ 6000x0 0288_ 172 8 31416 18 1 5 20 1696 4 Ft 0 1018 KN 101 8 N Ft 10 37 KG fuerza tangencial del pi n Ft Calculo de la fuerza radial Fr Ft tang Donde Fr Es la fuerza radial amp el ngulo de presi n del pi n Sustituyendo Fr 10 37 KG x TAN 20 10 37 x 0 3639 Fr 3 77 KG Si el motor a pasos gira a 20 r p m entonces la velocidad del pi n es de 1 6966 m min y convirti ndolo nos da v 5 6 Ft min 1 2 2 Motores de cd Funci n Estos ser n los actuadores que transmitir n su potencia a
67. ecedo os elipe Camarena Garcia Contraparte del rea de M quinas Contraparte del rea de Control x77 2 aE Efrain Hern ndez Andr s Contraparte del rea de Pedagog a Estanislao Ramirez s n Esq Mar de las Lluvias Col Selene Delegaci n Tl huac 133420 M xico D F Tel 831 14 32 831 13 31 Fax 831 16 53 INDICE Introducci n 1 Diseflo mec nico 1 1 Descripci n del funcionamiento mec nico 1 2 Motores 1 241 Motoresa pasos 1 2 2 Motores de comente directa 1 3 Diseno del mecanismo de transmisi n 1 3 1 Engranes 132 Ejes 1 3 2 1 Tracci n 1 3 2 2 Movimientovertical de la c mara 1 3 2 3 Movimiento rotacionalde la amp mara 14 Fabricaci n 1 4 1 Mecanismosde movimiento vertical y rotatorio 142 Mecanismo de tracci n 143 Estructura y caja del rack 144 Tabla de velocidades para maquinado de los componentes 1 4 5 Tabla de roscados y selecci n del barreno 146 Selecci n de rodamientos cadena y catarina 14 7 Relaci n de elementos de uni n para el Explorer 2 Diseno electr nico 2 1 Descripci n del funcionamiento electr nico 2 2 Circuitos comunes 224 Circuitos de se alizaci n 222 Circuitoregulador de 5 volts 23 Sistema mlnimo 2 3 1 Circuito de reset 232 Indicaci n de Halt 233 Circuitos decodificadores 234 Circuito generador de reloj 24 Z80PIO puerto A 241 Se al de bajo voltaje de bateria 242 Se al del sensor de obst culos 25 Z80PIO puerto B 2 5 1 Falla demotores de CD 26 PPI puer
68. el Explorer Dise o La tarjeta de sistema m nimo que se utiliza en el Explorer se arm6 en clase de programaci n por microcomputadora Esta basado el microprocesador 280 y su diagrama se muestra la pagina 1 del anexo 3 las caracter sticas de los componentes se encuentran en los manuales mencionados en la bibliografla 26 Los circuitos integrados utilizados en la tarjeta del sistema mlnimo son los Siguientes Z80 microprocesador 8251 puerto serie 280 PIO puerto paralelo 2 puertos 8255 puerto paralelo 3 puertos 27256 memoria EPROM2K 62256 memoria RAM 2K 7415393 divisor de frecuencia de reloj 741 8138 decodificador de direcciones para los puertos MAX232 interfacesde comunicaciones 10 74LS00 decodificador de direcciones para las memorias 11 741 514 driver de reset e indicaci n de paro del microprocesador 12 741 32 decodificador de read write 13 Cristal de 4 9152 mhz gt N Todos los datos t cnicos de los circuitos integrados descritos en esta secci n se encuentran en los manuales de los fabricantes citados en la bibliografla 2 3 1 Circuito de reset En el diagrama de la figura 2 2 se muestra el circuito utilizado para el reset del sistema mlnimo Al accionar el bot n pulsador se descarga el capacitor por lo que la entrada del primer inversor tendr un cero l gico lo cual har que a su salida se tendra un uno l gico que har que se activen los reset de l
69. eria tambi n la adquisici n de una generadora de engranes ya que este permite hacer todo tipo de engranes y en su mayor a los proyectos realizados en este centro se usan transmisiones mediante engranes El fresado de las cajas se realiza con la velocidad apropiada ai tipo de material y seleccionando el tipo de cortador que se usara seg n se trate de un careado ranurado escal n u otro proceso realizado con esta maquina es conveniente usar la herramienta apropiada ya que existen tanto para el desbaste as como el acabado usando las velocidades apropiadas seg n el numero de filos del cortador su di metro y el tipo de material a maquinar Las cuerdas o roscado de las cajas fueron realizadas en forma manual el procedimiento a seguir es taladrar en el lugar donde se desea la cuerda con una broca de aproximadamente el 80 del di metro de la cuerda mediante el juego de machuelos respectivo se realiza la cuerda usando primeroel machuelo c nico y terminando con el recto 1 4 2 Mecanismo de tracci n Las partes del mecanismo de tracci n tambi n fueron realizados en maquinas convencionales a excepci n de las catarinas y cadena que no pueden ser elaboradas en las maquinas de este centro Los ejes de este mecanismo asi como los anteriores llevan un ajuste con el rodamiento respectivo en nuestro caso por las caracterlsticas de nuestros mecanismos usamos un ajuste 6 Las bases que soportan a los ejes fueron fresadas con una herramienta d
70. erto C y uno como entrada puerto B como se indico anteriormente el puerto B recibe seriales de los censores de posici n de la c mara estos son seis que ocupan los primeros bits del puerto B por lo que los ltimos dos deben ser anulados por si se pudiese generar un valor no permitido esto de logra por medio de un enmascaramiento con una operaci n and posteriormente se realizar una operaci n or para detectar por medio de la bandera cero si se ha generado o no una se al en los censores Esto queda representado en el siguiente diagrama de flujo 58 INICIO lt LEER 8255 PUERTO B MASCARA PARA ANULAR ULTIMOS 2 BITS A A 3FH SI ZSEPONEA 1 SI PREPARA SUBRUTINA PARA DATO PREPARAR REGISTRO DATO SUBRUTINA PARA LIMPIAR REGISTRO DATO CONTINUA Fig 3 12 Lectura del puerto B del PPI 8255 Sila bandera 2 esta en 1 significa que un sensor ha sido activado esto se debe notificar al centro de control por medio de un registro que servir de dato Si no ha sido activado alg n sensor este registro dato de pondr en cero como en el caso de que un sensor dejara de detectar y por el ciclo anterior el registro dato tuviera informaci n esta subrutina se ilustra en el siguiente diagrama de flujo pl CARGAR 80H AL REGISTRO D Fig 3 13 Poner registro Den estado inicial En la subrutina preparar registro dato se pondr a uno un bit de este registro seg n el sensor activado En el programa
71. estado inicial Ejecuci n de comandos El Explorerrecibe una sene de comandos desde el centro de control que debe interpretary ejecutar mediante en el siguiente diagrama de flujo EJECUTAR COMANDO C lt CARGAR COH EN REGISTRO C 1 lt gt ADELANTE EXPLORER ADELANTE S I lt gt REVERSA EXPLORERREVERSA SI GIROIZQ EXPLORER GIRO IZQUIERDA SI GIRODER EXPLORER GIRO DERECHA SUBIR CAMARA I 4 BAJARC BAJAR CAMARA g CAMIZQ CAMARA GIRO IZQUIERDA 1 CAMDER CAMARA GIRO DERECHA CARGA E CARGA DE DATOS PARA REGISTROS DE CORRIMIENTO COMPARA A CON OIH COMPARA A CON OZH COMPARA A CON 04H COMPARA CON 08H COMPARA A CON COMPARA A CON 12H COMPARA A CON 14H COMPARA CON 13H COMPARA A CON OFH OPERACION AND PARA REGRESAR BANDERA Z A SU ESTADO INICIAL Fig 3 22 Subrutina para ejecuci n de comandos 64 En este caso al recibir un dato d programa llama a una subrutina que compara este dato con una sene de valores establecidos en el caso de que el dato sea igual a uno de estos valores llama a una subrutina que envla a trav s del puerto a del 8255 la palabraque ejecutara el comando correspondiente En los siguientes diagramas de flujo se muestran las subrutinas para la ejecuci n de cada comando Subrutina Exploreradelante sanz T CARGAR 90H EN REGISTRO B MANDAR B POR EL PUERTO DE SALIDA Subrutina Ex
72. i n de la energla en el Explorer 43 CAPITULO 3 DISENO DESOFTWARE 3 1 Descripci n general Una de las partes clave que conforma un sistema mecatr nico es aquella que determina la l gica de funcionamiento del mismo y que puede constar desde un sencillo arreglo con compuertas l gicas hasta un complejo programa almacenado en la memoria del sistema Esto constituye el cerebro del sistema al establecer la interpelaci n de todos sus componentes ya sean mec nicos el ctricos ylo electr nicos El proyecto Explorer cuenta con una l gica de funcionamiento determinada por dos programas principalmente uno es el que se encuentra como parte del sistema mlnimo contenido en el Explore y el otro es un programa que se instala en una computadora personal que funciona como Centro de control cada uno de ellos cuenta con subprogramas los cuales permiten establecer una tomunicaci n continua y bidireccional entre el Centro de control y ei Explorer permitiendo el control del veh culo y la posici n de la c mara Cabe hacer notar que estos programas si bien trabajan en estrecha comunicaci n fueron elaborados en lenguajes diferentes ya que el programa contenido en el Explorer esta en lenguaje ensamblador mientras que el programa del Centro de control est hecho en lenguaje Turbo C Los algoritmos usados por estos programas ser n presentados de forma independiente para efectos de an lisis en el ap ndice se muestran los listados completos d
73. inimo se ales para subir bajar c mara se ales para giro de c mara control del motor de CD izquierdo control del motor de CD derecho salida auxiliar de 5v Funci n Acoplar las se ales de los sensores de posici n de la c mara de video Lasse ales que se manejan con esta tarjeta son Limite del movimientosubir de la c mara Limite del movimiento bajar de la c mara Posici n media del movimiento angular Limite del movimiento rotacional a la izquierda L mite del movimiento rotacional ala derecha Posici n intermedia del movimiento rotacional 2 7 1 Movimiento angular de la c mara subir bajar y posici n media de la c mara Para detectar esta posici n se utiliza un microswitch electromec nico el cual al activarse y cerrar su contacto hace que pasen 5 volts al led del optoacoplador que a su vez satura al fototransistor y entrega un cero al inversor el cual envia un uno al sistema minimo para indicar que se ha llegado al limite de operaci n de subir de la c mara Lo mismo sucede para el limite de bajar y osici n media lla figura 2 12 muestra el circuito para estas seriales Figura 2 12 Acoplamiento de las se ales de limite de movimiento angular de la c mara 36 2 7 2 Movimiento rotacional de la c mara giros a la derecha izquierda y posicioncentral Para esta se utilizo un sensor fotoel ctrico con un disco ranurado que para por la separaci n entre elledy el fototransistor De e
74. la memoria EPROM 27256 En la tabla 1 se muestra las localidades de memoria que se pueden caceras con esta decodificaci n Tabla 1 Mapa de memoria para las memorias 27256 EPROM y 62256 RAM 28 A SAA DEL 280 MREQ CS 62256 A15 DEL 280 OE 27256 Figura 2 4 Circuito decodificador de memorias Circuito decodificador de direcciones para los puertos de entrada salida Para hacer esta decodificaci n se utiliza el circuito integrado 74LS138 el cual recibe las l neas de direcci n a5 a6 a7 seg n se muestra en la figura 2 5 Cuando se activa la se al iorq del 280 y se activan las direcciones mostradas en la tabla 2 se podr n accesar los puertos que se requieran en el proceso AS CS 8251 u 1 D m n AG CS 255 CECE NOUS Wh Las se ales y al llegan directamente a los integrados 8251 8255 y 280 Figura 2 5 Decodificador de direcciones para puertos de entrada salida A7 A6 AS A4 A3 A2 Puerto 1 o jo jo o o ao 8251daio t o jo to o fo To t At 8251 comando C To lo o fo 191561956 Hn 1 9 o o o fo i Ct 8255puetob 1 n 1 lo jo o o Do C2 8255puetoc t p jo fo o o i i C3 8255controt word H 0 lo o o EO ZB0piopuetoadaio a fa t o o o o i Et 280pi0 puerto a comando a p H o Jo o P E2 Zzsopiopuemobdato HH TH To o o
75. los ejes de tracci n para desplazar al vehiculo a traves de un mecanismo cadena catarina C lculos de potencia y torque Consumo de comente de cada motor ya instalado I 1 8 amp El motor es alimentado por una voltaje de 12 volts por lo tanto la potencia del motor es 12x 1 8 21 6 watts cada motor El Explorer utiliza 2 motores para la tracci n por b tanto la potencia total de la tracci n del Explorer Pt 2 21 6 43 2 W Pt 0 0432 KW El motor de CD tiene acoplado un mecanismo de reducci n sinfincorona que en la flecha de salida gira a 42 r p m Si tenemos unas ruedas de 116 mm de didmetro y el eje del motor esta conectado directamente a la rueda de tracci n Calculamosta velocidad linealde las ruedas que es la misma que la velocidad del vehfculo Datos D 116mm 58 0 058 m W 42r p m REV 2zRAD RAD MIN IREV 20 MIN Por b tanto la velocidad del vehlculo es Vv W 264 0 0580 15 nVMIN 0 9 KM H Fuerza impulsora que desplaza ai vehiculo _ Ptxrx3600 B yy FA v y 2 Donde FA Fuerzaimpulsora en newtons Pt Potencia efectiva del motor el ctrico en kw 7 Es el rendimiento del mecanismo de transmisi n W Esla velocidad del vehlculo en km h Si consideramos perdidas por fricci n estimamos un rendimiento del 80 Por b tanto tenemos que la fuerza impulsora es Dalos 213600 pt 0 0432 kw FA 13824NEWTONS n 0 80
76. n Material Observaciones Proy EQUIPO 6 C NAD Dib EQUIPO 6 Rev CNAD EXPLORER 32A m ve x EJE f ROSCADO AGUJERO X PASADO f er mio 32 8 32 5 s IBS o eres 4 83 107 85 810 81 0 maxo 373 0 __ 2171 15 333 0 prc Em omo 185 pc pe B3 8 pne 37 8 B8 333 0 281 5 E A 07 128 5 n i i i t 4 4 0 1 172 5 400 0 325 0 281 5 350 2815 TABLA DE COORDENADAS gt ar te f Cantidad Designation Material Observaciones echa 18 07 98 Proy EQUIPO 6 Dib EQUIPO 6 Rev CNAD EXPLORER 328 AGUJERO DIAMETRO EJE EE E orte Cantidad Designocion Material Observaciones echo 18 07 98 Proy EQUIPO 6 ROSCADO om 11451 90 WOO D o 495 qp MES ALCA eS EN 50 0 2990 4015 Tes max Tr 3335 300 wx d 3325 500 Pte 950 125 E9 50 12 5 Port 3 5 515 255 m p c o 35 sus 3635 vrs dp 35 MES 395 Lp owe p oc or T nu 12 5 350 A OS A Be 180 00 Lk wg p
77. n este di metro se calculan los esfuerzos de torsi n y flexi n esfuerzo de torsi n 16Mt 16 0 00406 Tip gt 119 66KG CM WO ad Esfuerzo de flexi n O RICA Ejes de movimiento vertical y rotatorio Funci n Convertir la potencia de los motores a pasos transmitida a trav s de los engranes a los movimientos vertical y rotatorio de la amp mara C lculos Calculo de la torsi n en el eje verticalde la amp mara y el respectivoeje de rotaci n La fuerza tangencial en el engrane es el mismo que en el pi n pero en sentido contrario Ft 10 37 KG i Dp Z xM 40x 15 60 mm su radio es R 30 MM Ftx R 13 Mtg 710 3x 0 030 0 31 IKG m 1 3 2 2 Movimiento vertical de la c mara Diagrama de cuerpo libre de las cargas verticales 1K G 1 5 4 8 1 6 3 Ra Fr 3 77K G R b Calculo de las reacciones en los extremos 0 3 77x1 5 1x63 Rbx12 6 0 6 3 5 655 Rb i26 0 051 Ra 3 77 1 0 051 0 Ra 2 82 KG ikg 2 82kg 4 215kg cm 0 393kf cm Diagrama de momentos 14 Calculando los momentos m ximos EM en el punto 1 Mz 1 5X2 82 4 215 KG CM XM en el punto 2 M 2 82X6 3 4 8X3 77 0 393 KG CM Las cargas horizontales se consideran despreciables por lo tanto tenemos Mb Mv Mbn4 215 KG CM Segun la ecuaci n ASME A L aou KKiMD 16 3 5 00311 d Z 562 1 5 4 25 1x0
78. nera compartir esta metodologla de trabajo con los alumnos con los cuales desarrollamos nuestra labor docente en cada uno de los centros de bachillerato representados 11 CAPITULO 1 DISE O MEC NICO 1 1 Descripci n del funcionamiento mec nico Los movimientos de la c mara son realizados por la acci n de engranes rectos cuyos ejes descansan sobre rodamientos sellados con el fin de disminuir las perdidas por fricci n para poder equilibrar el peso de la amara el eje de movimiento vertical tiene colocado un contrapeso graduable y el movimiento rotatorio contiene un rodamiento axial o de empuje para disminuir la carga de compresi n debido al peso del mecanismo de movimiento vertical ambos mecanismos son manejados por motores a pasos En caso de alg n fallo en los sensores que limitan los movimientos ambos mecanismos cuentas con topes f sicos Los mecanismos de movimiento vertical y rotatorio est n dentro de una estructura formada por placas de aluminio unidas mediante tomillos a una placa portamecanismos misma que se encuentra unida a la estructura del veh culo La c mara esta unida al eje mediante una base en la cual se atornilla y permite el movimiento vertical en el cual se coloca el contrapeso La estructura esta formada por angular de aluminio cortada doblada y remachada unida a la misma se encuentra una placa portafusibles La estructura del rack de tarjetas fue realizada con placa de aluminio usando como po
79. o se muestra en la figura 2 18 Los resistores para el amplificador 3 son del mismo valor y se utiliz el valor de 10 kohms El amplificador operacional4 compara la se al del amplificador de instrumentaci n que tiene una relaci n con la corriente de salida mostrada en la tabla 2 5 de amplificador instrumentos Tabla 2 5 Relaci n entre amperes por el shunt y la salida del amplificador de instrumentos De acuerdo a la tabla 2 5 anterior se calcula un divisor para tener ajuste de operaci n hasta 5 amperes como se muestra en la figura 2 18 C lculos vt 11 51 R 5v 10 10k 100 k 0 45 v VR 5v 100k 110k 4 5 v DEL RMP DE AL DRIVER DE INTRUMENTOS SALIDA 5 y 100 ec d T 100k 2 Figura 2 18 Divisor de voltaje y circuito comparador para ajuste de sobrecorriente en los motores de CD Driver de salida de la se a de sobrecomente La salida del amplificador operacional cuatro cuando el motor esta en operaci n es de 2 volts se utiliza un diodo zener de 24 para que el transistor q empiece su saturaci n despu s de este valor en la figura 2 19 se muestra el circuito de salida del sensor de sobrecorriente 43 Rb vbe ib 5v 0 7v 0 6 ma 7 16 kohms 44 Se elige el valor comercial rb 5 6 kohms Figura 2 20 Driver de salida para los motores de CD Dise o del circuito H Como se muestra la figura 2 21 los contactos de los relevad
80. obtener en base a la barra de aluminio De 38 5 Formula De Z 2 M Despejando Z M B 23 66 dientes Donde De Es el di metro exterior de la barra Z es el numero de dientes M modulo del cortador Tomando en cuenta la reducci n de la barra al ser maquinada se estima un numero real de dientes de 18 por lo que se usara un cortador no 6 del modulo antes mencionado se calcula el nuevo di metro exterior en base al numero reat de dientes De Z 2 M 18 2 1 5 30 mm Para su fabricaci n se necesita la altura del diente y el di metro primitivo Ht 2 25 2 25 X 1 5 3 375 mm Dp De 2M 30 2 1 5 27 mm Donde Ht es la altura total del diente Dp es el di metro primitivo Calculo del cabezal divisor para la fabricaci n Se usara la relaci n directa del cabezal divisor existente en el plantel el cual tiene una rueda directa de 36 divisiones por lo que cada dos divisiones de la rueda significara un diente del engrane Engrane conducido Cortador de modulo 1 5 mm 3 Di metro del eje de aluminio en bruto seleccionado 63 5 mm Calculo del numero de dientes en base a la barra de aluminio tratando de sacarle el mayor provecho D Formula De Z 2 M Z 2 Donde De Es el di metro exterior Es el numero de dientes M modulo del cortador por ser uno de los nicos que se encuentran en el plantel 635 Sustituyendo 2 403 dientes
81. ores forman un circuito h con motor a fin de poder cambiar el giro del motor sin cambiarta polaridad Cuando el bit a toma el valor de uno se activan los rel s r y r2 y esto hace que se cierren los contactos y r2 del arreglo h y con esto la corriente circula por el motor de izquierda a derecha provocando un giro en cw Cuando se activa el bit b se activan los relevadores y r4 activando los contactos y r4 haciendo que la corriente por el motor circule de derecha a izquierda provocando un giro ccw Loscontactos de los relevadores pueden manejar hasta 19 amperes y la corriente maxima que consumen los motores es de 6 amperes Figura 3 21 Circuito h RS RZ 45 2 10 Detector de voltaje Funci n Enviar una se al al sistema minimo cuando la bateriatenga bajo voltaje Componentesde la tarjeta 4 Comparador 2 Acondicionador de la se al de salida 2 10 1 Comparador Para este circuito se utiliz el amplificador operacional 741 y el diagrama se muestra en la figura 2 22 En la cual se tiene un divisor de voltaje conectado directamente a la bateria Este divisor esta formado por los resistores r1 r3 01 La salida de este divisor entra a la entrada inversora del operacional y en este se va a comparar con un voltaje fijo de 5 volts Cuando el voltaje del divisor es menor de 5 volts la salida del operacional se har positiva y de esta manera se encender el led de se alizaci n
82. os integrados 8251 y 8255 El segundo inversor tendr a su salida un cero lo cual har que se resete el 280 Cuando se suelta el bot n pulsador el capacitor se cargara hasta llegar al valor de un uno que har que se restablezca el reset con un retardo de t 1 1rc 1 1 10 k 10 6 0 11 seg RESET 280 BOT N PULSADOR Figura 2 2 Circuito de reset del sistema minimo 27 2 3 2 Indicaci n de halt Cuando el microprocesador Z80 termina de ejecutar un programalo indica con la se al halt De acuerdo con el diagrama de la figura 2 3 se tiene que cuando la se al de halt esta en cero el primer inversor tendr a su salida un uno lo cual har que la salida del segundo inverso sea cero y con esto se encender el diodo led indicando que esta activa la se al halt Cuando la se al halt no esta en un uno el led se mantendr apagado HALT DEL 280 3 3 Figura 2 3 Circuito de se alizaci n de halt 2 3 3 Circuitos decodificadores Circuito decodificador de direcciones para las memorias Este circuito esta conformado por compuertas nand segun se muestra en la figura 2 4 La linea de direcci n que se esta utilizando para hacer la decodificaci n es la a15 de tal manera que cuando esta linea esta en cero y se habilita la se al mreq en uno se habilita la terminal oe output enable de la memoria RAM 27256 Cuando la llnea de direcci n a15 esta en uno se habilita la terminal ve de
83. plorerreversa presa CARGAR 60H EN REGISTRO B MANDAR B POR EL PUERTO DE SALIDA RETARDO Subrutina Explorer giro izquierda eroze CARGAR 50H EN REGISTRO B MANDAR B POR EL PUERTO DE SALIDA 65 Subrutina Explorer giro derecha GIRODER CARGAR AOH EN REGISTRO B C lt B MANDAR B POR EL PUERTO DE SALIDA RETARDO 1 RETORNO Fig 3 23 Subrutinas para desplazamiento del EXPLORER Subrutina subir c mara sc T CARGAR 01H EN REGISTRO B MANDAR B POR EL PUERTO DE SALIDA CO RETORNO Subrutina bajar c mara CARGAR 02H EN REGISTRO MANDAR B POR EL PUERTO DE SALIDA O eroe T RETORNO MANDAR B POR EL PUERTO DE SALIDA CO RETORNO Subrutina c mara giro derecha CAMDER El CARGAR 03H EN REGISTRO B MANDAR B POR EL PUERTO DE SALIDA D RETARDO 1 B RETORNO Fig 3 24 Subrutinas para movimientos de la c mara CARGAR OFH EN REGISTRO B MANDAR B POR EL PUERTO DE SALIDA O RETARDO RETORNO Fig 325 Subrutina para carga de los registros de corrimiento 3 2 3 Envioy recepci n de datos La comunicaci n que se realiza entre el Explorer y el centro de control es por medio de la programaci n del UART 8251 como ya se explico anteriormente sin embargo no se debe pensar que su direccionamiento es similar al de los puertos paralelo este caso se deben reali
84. queda representada por medio del siguiente diagrama de flujo INICIO PROGRAMAR COMI PANTALLA CARGA LEER FIN PUERTO SERIE HAY DATO RECIBE gt DATO Fig 3 2 Diagrama de flujo general centro de control 51 Este programa esta elaborado en lenguaje Turbo C este es un lenguaje de programaci n estructurado de prop sito general que cuenta con una gran flexibilidad en cuanto a uso de funciones se refiere adem s de que permite una comunicaci n con el exterior de la computadora kde una forma relativamente f cil asi como el uso de gr ficos y sonidos El programa cuenta con un gran numero de funciones definidas fin de optimizar el proceso de ejecuci n del programa El hecho de que este lenguaje pueda ser compilado y constituido en un programa ejecutable tambi n son algunas de las razones por las que se utilizo en este proyecto El listado completo del programa contenidoen el centro de control se encuentra en el ap ndice de este informe Como se puede apreciar en el diagrama este programa trabaja de forma mientras que no sea presionada la tecla ECC la cual permite la terminaci n del programa de otra forma el programa constantemente lee el puerto serie para verificar si hay un dato para recibir si es asi lo recibe lo muestra en la pantalla y en su caso determina si algunos comandos pueden o no ser ejecutados aun cuando el usuario lo solicite si no hay dato por recibir revisa si h
85. rogramaci n del puerto serie utilizando esta funci n ya se indico anteriormente la utilizaci n de esta funci n para la recepci n y envio de informaci n es la siguiente Para la recepci n de datos primero se lee el estado del puerto Almacen ndolo en alguna variable ESTADO BIOSCOM 3 0 1 Posteriormente se verifica por medio de una m scara si hay dato para recibiro si no hay dato SIDATO ESTADO 100H 76 nnV w Sila variable sidato tiene un valor de uno existe un dato para recibir esto realiza de la siguiente forma DATO BiOSCOM 2 0 COMI En este momento la variable dato tiene almacenado el valor le do por di puerto serie y ya puede ser procesado por el programa Para el envio de informaci n basta con utilizarla funci n de la siguiente forma BIOSCOM 1 DATO COM1 Donde dato es la palabra hexadecimalque se desea enviar por el puerto serie 3 3 4 Lectura de datos y an lisis i Una ves que el Centro de control ha recibido un dato proveniente del Explorer primero sebara si se ha recibido de los sensores que lee el PPI 8255 o de los sensores que lee el Z80 PIO posteriormente los despliega en la pantalla y en su caso anula algunos de los comandos que se puedan enviar al Explorer Esto se describe en el diagrama principal las subrutinas utilizadas se describen en los siguientes diagramas de flujo 4 RECIBE DATO LEE
86. rol Funci n Enviar al Explorer los controles de e Avanzar Retroceder Girar a la izquierda Girar a la derecha Subir c mara Bajarc mara Girarc mara a la izquierda Girarc mara a la derecha Recibir las im genes de video transmitidas desde el Explorer as como condiciones de las setiales de los sensores del Explorer y mostrarlos en la pantalla de la computadora personal PC Componentes del centro de control c Una computadora personal marca hewlett packard vectra xm2 4 66i Estaci n receptora de video marca cop security modelo 15 2400k Monitor para el centro de control se adquiri el receptor de video cop security y se utiliz la PC asignada al proyecto y como monitor se utiliz la tv del CNAD El hecho de no tener equipo propio para el proyecto se debe a que el monto presupuesta 1lasignado al proyecto no es suficiente para la adquisici n de todo el equipo Por esta misma raz n no se pudo adquirir un par de radios transceptores y un par de modeles para que el control del Explorer fuera completamente inal mbrico Explorer Funci n T Recibir los comandos del centro de control y ejecutarlos Enviar setiales de sensores y de video Componentes del Explorer Tarjetas electr nicas 1 Sistema minimo 2 280 puerto a 3 Z80pio puerto b 4 PPI puerto a 5 PPI puerto b 6 Driver para motor a pasos 7 Driver para motor de cdl 8 Driver para motor de cd2 9 Detectorde bajo voltaj
87. sta forma mientras el disco este obstruyendo el paso de luz del led al fototransistor en el colector de este estar presente un uno y cuando pase la ranura se enviar un cero De tal manera que la se al que llega a la tarjeta PPI puerto b ser de un cero para detectar las posiciones de limite y posici n central Cuando llega este cero el led del opto acoplador de la tarjeta no emite luz y hace que fototransistor este en corte enviando un uno al inversor el cual entregara al sistema minimo un cero para la condici n de posici n sensada Los c lculos ya se han descrito en la parte de la tarjeta Z80pio Enla figura 2 13 se muestra el diagrama del circuito para estas se ales TARIETA DE PPI PUERTO 8 SENSOR 5v SENSOR H21B1 Figura 2 13 Circuito sensar limites en el movimiento rotacionaide la amp mara Esta tarjeta contiene los siguientes conectores Jpol entrada de 12ved para regulador de 5v m JpO2 se ales provenientes del sistema minimo m Jp03 limite para subir amp mara limite para bajar c mara B 1 05 posici n centraldel movimiento angular Jp06 limite de giro a la izquierda 37 JpO7 limite de giro a la derecha 1 08 posici n central del movimiento rotacional Jp09 disponible Jp10 voltaje auxiliar de 5 2 8 Driver de los motores a pasos IFunci n Recibir bits del sistema mlnimo y convertirlos en movimiento con los motores a pasos Componen
88. stes angular y placa de acero unidas entre si por remaches con el fin de facilitar el acceso a las tarjetas fueron colocadas gulas de pl stico para que las tarjetas se deslizaran con suavidad estas tarjetas se atornillan a la placa superior de la caja para que no est n sometidas a la vibraci n todo el cuerpo del rack esta unida a la placa base por tornillos y bujes de pl stico con el fin de aislar de vibraciones esta estructura Con respecto a la sujeci n de la baterla con la placa base esta se logra a trav s de una base hecha con placa de acero remachada el cual sujeta a la baterla mediante tornillos con tuerca denominados esp rragos Los movimientos hacia adelante hacia atr s y las vueltas hacia ambos sentidos del prototipo son realizados por dos motores de corriente directa los cuales transmiten el movimiento mediante coples a los ejes de las ruedas el movimiento a su misma vez es transmitido por medio de un mecanismo cadena catarina a cada uno de los dem s ejes la cadena es tensada por medio de un tensor de cadena de sincronizaci n automotriz para datsun 1600 cc Las ruedas utilizadas son ruedas comerciales para vehiculos de carga manuales unidas a los ejes mediante coples En cada lado el prototipo tiene 3 ruedas accionado por un solo motor de comente directa el objetivo de usar 6 ruedas es la de distribuir uniformemente el peso del vehiculo en cada rueda de tal manera que la tracci n de los motores sea suficiente la dir
89. tes de la tarjeta Circuito oscilador 1con un 555 Circuito oscilador 2 con un 555 Registro de corrimiento circular 17415194 Registro de corrimiento circular 2 7415194 Driver 1 uin2803 Driver 2 ULN2803 Generadores de pulsos Para este prop sito se utilizo un integrado 555 en su configuraci n astable como lo muestra la figura 2 14 donde la frecuencia de trabajo sera 1 44 r1 212 c1 1 i Como el circuito tiene un resistor variable se tendr un rango de operaci n de frecuencias Para nuestro caso se escoge un rango entre 10 y 200 Hz Sir 220 ohms y el capacitor c 10 microfarads Despejando el valor de r2 de la formula la frecuencia de 10 Hz tenemos que R2 1 44 c1 x frec r1 2 R2 1 44 10 e 6 x 10 220 2 1 44 1 e 4 220 2 14400 200y2 R2 141801 2 7090 ohms Ahora para una frecuencia de 200 Hz tenemos que R2 1 44 I 10 e 6 x 200 220 127 1 441 2e 3 220 JI 2 720 220 1 2n 250 ohms Con estos valores se escogen los valores comerciales de ah que el resistor variable r2 sea de 10 kohms y la r se mantenga como de 220 ohms Como la operaci n de los motores a pasos son similares se escoge un circuito igual para el motor 2 38 22082 AL74LS194 5 2209 lt 10k 2 50x Figura 2 14 Generador de pulsos para los motores a pasos 2 8 2 Registro de corrimiento Se utiliz el circuito 74
90. to A 2 6 1 Se al de control para motores a pasos 2 6 2 Seflalde control para motores de CD 27 PPI puerto B 271 Movimiento angular de la c mara 2 7 2 Movimiento rotacionalde la c mara 28 Driver de los motores a pasos 2 8 1 Generador de pulsos 2 8 2 Registrode corrimiento 2 8 3 Driver de salida 29 Driver para los motores de corriente directa 29 1 L gica de control 2992 Sensor de sobrecorriente 29 3 Driver de salida 2 10 Detector de bajo voltaje No Am 14 15 17 18 19 20 22 24 25 26 27 20 30 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 46 2 10 1 Comparador 2 10 2 Acondicionador de se al de salida 2 11 Bater a y centro de distribuci n de energ a 3 Dise o de software 3 1 Descripci n general 3 2 Software del Explorer 3 2 1 Programaci n de interfaces 3 2 2 Lectura de puertos 3 2 3 Envlofrecepci n de datos 3 24 Subrutinas miscel neas 3 3 Software del centro de control 3 3 1 Programaci n de interfaces 3 3 2 Lectura de comandos 3 3 3 Env oy recepci n de datos 3 3 4 Lectura de datos y an lisis Conclusiones Bibliograffa Ap ndices A Diagramas de ensamble B Diagramas de explosi n Diagramastipo taller D Diagramas electr nicos E Listados de los programas F Cronograma EXPLORER INTRODUCCIBN Hoy en dia el uso de dispositivos mecatr nicos como los robots es una realidad n diferentes Areas debido a la versatilidad de estos dispositivos pueden ser adaptados para a
91. to a debe ser un uno por consiguiente la seflal de salida del optoacoplador debe ser un cero para que la se al del optoacoplador sea un cero la se al del sistema minimo debe ser un uno Los c lculos para esta tarjeta se han realizado en la parte del optoacoplador y se alizaci n expuestos en las tarjetas Z80pio La forma en que el driver maneja estas se ales de esta tarjeta para accionar los motores ser n descritas en la secciones correspondientes a la tarjeta de driver d motores a pasos La figura 2 10 muestra el diagrama del circuito de interfaz entre el sistema minimo y el driver de los motores a pasos 10k 5V AL PIN 2 DEL CONENCTOR 02 DE DEL SST MIN 3302 V LA TARJETA DRIVER DE MOTORES PASOS cs Figura 2 10 Acoplamiento de la se al de control de motores a pasos 2 6 2 Se al de controlpara los motores de CD Al igual que en los motores a pasos los drivers para motores a CD se manejan con una seflal de uno y sigue la misma l gica explicada anteriormente para los motores a pasos La figura 2 11 muestra el diagrama de este acoplamiento A 10k 2 5V DEL SIST MIN 330 V AL PIN 2 DEL CONECTOR JP01 DE LA TARJETA DRIVER DE D Figura 3 11 Acoplamiento de la se al de control para los motores de CD 35 Esta tarjeta contiene los siguientes conectores Jp01 Jp02 Jp03 Jp04 Jp05 Jp06 4 07 2 7 PPI puerto b entrada de 12ved para regulador de 5v se ales provenientes del sistema m
92. ue pasara por el led del optoacoplador y es suficiente para hacer que el optotransistorse sature Y de esta manera el inversor enviara un estado alto al sistema minimo Este arreglo es el mismo que se utiliza para los sensores de obstaculos para el lado izquierdo y derecho Esta tarjeta contiene los siguientes conectores 8 JpOl entrada de 12vcd para regulador de 5 8 Jp02 conector auxiliar de 5ved 8 Jp03 bajo voltaje de baterla 8 Jp04 obsiaculo frontal 8 Jpos obstaculo izquierdo 8 Jp06 obstaculo derecho 8 Jp07 010 disponibles Jp15 salida de se ales hacia el sistema minimo 2 5 Z80PIO puerto b Funci n Acoplar las se ales de los sensores hacia el sistema minimo Las serialesque se manejan con esta tarjeta son amp Falla de motor de CD izquierdo 8 Fallade motor de CD derecho 2 5 1 Falla de motores de CD Funcionamiento del circuito El driver para motores de CD tiene incluido un circuito sensor de sobre corriente el cual dar a su salida un cero cuando se este detectando una sobrecorriente este cero har que el led del opto acoplador no emita luz y el fototransistor este en su estado de corte produciendo a su salida un uno el cual al entrar al inversor enviara ai sistema minimo un cero como condici n de sobrecomente en el motor de CD La figura 3 9 muestra este circuito 33 Figura 3 9 Acoplamiento de la serial de falla de motor de CD hacia el sistema mlnimo 5v R06 10 5V 3308
93. uxiliar en diversas tareas que sean repetitivas o peligrosas para el hombre Una de las reas de aplicaci n de los robots es la telepresencia ya que permite a una persona la observaci n con diversos fines de lugares que podrian ser peligrosos o de dificil acceso En el Centro Nacional de Actualizaci n Docente se ha desarrollado el proyecto denominado Explorer el cual es un prototipo mecatr nico cuya concepci n surge de ta aplicaci n pr ctica de los contenidos curriculares vistos durante la Especializaci n en Ingenieria Mecatr nica cursada en este Centro ai diseiiar y construir un dispositivo mecatr nico que en este caso integra conocimientos principalmente de las materias electr nica diseiio y simulaci n de circuitos lenguaje C programaci n de microcornputadoras maquinado convencional dibujo y dise o circuitos de control mecatr nica aplicada dibujo asistido por computadora y control num rico El proyecto Explorer tiene como objetivo principal la aplicaci n de los conocimientos recibidos durante la especializaci n en mecatr nica para el diseiio y construcci n de un vehiculo m vil el Explorer controlado desde una computadora centro de control el cual ser capaz de enviar im genes en blanco y negro a un monitor ubicadojunto a la computadora de control El prototipo esta dividido en dos partes 1 El Centro de Control 2 El Explorer Las funciones del Centro de Control son las de transmitir los comandos para
94. vertirlos en movimiento con los motores de comente directa Componentes de la tarjeta 1 L gica de control 2 Sensor de sobrecornente 3 Driver de relevadores 4 Circuito H 40 2 9 1 L gica de control Para esta parte se utiliz el integrado 74LS08 con arreglo de compuertas and en la figura 2 16 se muestra el arreglo donde del sistema minimo llegan los bits de control de tal manera que cuando el bit a esta en un y la protecci n de sobrecorriente esta sin operar se activa los rel s 1 y 2 y con esto el motor gira en sentido cw De la misma manera sucede cuando se activa el bit b para que el motor gire en sentido ccw 12u DEL SICT MIN DEL SIST MIN Figura 2 16 Driver de motores de CD En la tabla 2 4 se muestra la combinaci n de bits que envia el sistema minimo para controlar los motores de CD No permitida Tabla 2 4 Bits de control para el driver de motores de CD Las entradas a y b de las compuertas tienen un resistor de pull down para evitar que quede flotando las entradasy puedan dar una salida err nea La indicaci n de los led a la salida de cada compuerta nos ayuda saber que los bits del sistema minimo est n presentes y que sentido debe tener el motor 2 9 2 Sensor de sobrecorriente Este circuito esta basado en Un circuito shunt m Unamplificador de instrumentaci n 41 B Un comparador m Driverde salida Funcionamiento L Se utiliza un arreglo
95. xy 320 67 0BS FRENTE circle 310 70 6 outtextxy 320 308 REVERSA 1303 5053 l ne 303 305 303 315 line 311 305 311 315 line 303 3 15 298 315 line 311 315 316 315 line 298 3 1 5 307 324 line 316 315 307 324 outtextxy 345 270 MOTOR outtextxy 345 280 DER circle 363 260 6 outtextxy 285 270 MOTOR outtextxy 285 280 IZO circle 304 260 6 outtextxy 425 120 GIRO outtextxy 425 130 DER line 430 100 430 108 line 430 100 440 100 line 430 108 440 108 line 440 100 440 95 line 440 108 440 113 line 440 95 449 104 line 440 13 449 104 outtextxy 215 120 GIRO outtextx y 215 130 IZQ line 240 00 240 108 240 100 230 100 line 240 108 230 108 line 230 100 230 95 tine 230 108 230 113 linc 230 95 22 1 104 line 230 113 221 104 outtextxy 220 170 0BS outtextxyQ20 180 12Q circle 230 160 6 outtextxy 430 170 0BS outtextxy 430 180 DER circle 440 160 6 outtextxy 500 84 BA TERIA BAJA circle 545 70 7 outtextxy 492 284 CAMARA EN HOME circle 545 270 7 outtextxy 25 380 ELABORACION outtextxy 25 400 ISMAEL SOLIS RAMIREZ outtextxy 25 410 JOSE FELIPE GOLIB MORENO outtextxy 25 420 ALEJANDRO HERRERA outtextxy 25 430 ABELARDO SANTAMARIA DZIB outtextxy 300 370 MOVIMIENTOS outtextxy 260 390 CAMARA ARRIBA outtextxy 260 400 CAMARA ABAJO outtextxy 260 4
96. zar subrutinas para el envio y recepci n de datos las cuales deben estar verificando que el puerto esta disponible para enviar o recibir el dato esto es por medio de los bits O y 1 de la palabra de estado del 8251 bit 0 transmisor listo bit 1 receptor listo cuando existe la autorizaci n el dato se envia o se recibe por medio de la palabra de dato del 8251 como se muestra en los siguientes diagramas de flujo LEER 8251 LEER PALABRA DE ESTADO DEL 8251 MASCARA PARA SEPARAR EL BITI lt A 02 SIAI 1 HAY UN DATO PARA RECIBIR LEER PALABRA DE ESTADO DEL 8251 MASCARA PARA SEPARAR EL BIT 0 SIA0 1 LISTO PARA TRANSMITIR MANDAR B AL REGISTRO A MANDAR DATO AL 8251 mz Fig 3 27 Subrutina para el envio de datos 68 3 2 4 Subrutinas miscel neas Algunas otras subrutinas que utiliza el Explorer para su funcionamiento son subrutinas de no operaci n y de retardo La primera se utiliza en el caso de que no se reciba un comando para la ejecuci n de alguna orden se utilizan dos tipos de retardo uno corto para la transmisi n y recepci n de informaci n y uno largo para la ejecuci n de los comandos Los algoritmos correspondientes de estas subrutinas se ilustran en los siguientes diagramas de flujo Subrutina de no operaci n CARGAR EL REGISTRO C CON EL PUERTO DE SALIDA CARGAR B CON MANDAR B POR EL PUERTO DE SALIDA D RETORNO Subrutina de retardo lento
97. zo de flexi n para ejes macizos 32Mb 32 8 736 KG E Ox Ua C 0 7 CM 1 4 Fabricaci n 1 4 1 Mecanismos de movimiento vertical y rotatorio Durante la fabricaci n de estos mecanismos se emplearon maquinas convencionales de torneado y fresado con las t cnicas mec nicas ense adas en forma previa por los instructores de maquinado en el caso de cilindrado de los ejes primero se centran con el indicador de car tula y se procede a maquinar en el caso de un desbaste usando una herramienta de desbaste de 0 8 mm de radio y en el caso de un acabado con una herramienta de acabado de radio de 0 4 mm Los engranes de este mecanismo fueron realizados en la fresa vertical usando un cortador de engranes apropiado al numero de dientes de los mismos y adaptando a la maquina un mecanismo divisor el procedimiento empleado es centrar el material torneado previamente y sujeto a un mandril con el cortador respectivo se da la profundidad de corte y se procede a cortar el primer diente se gira el material con el mecanismo divisor los espacios que hallan sido dados por los c lculos respectivos se corta al material y asf continuara sucesivamente hasta terminar el engrane Cabe mencionar en esta parte la gran utilidad que seria usar una fresadora de otras caracter sticas que permitiera una mayor diversidad de tiposde engranes ya que esta fresadora 17 vertical hasta el momento se limita a poderrealiz r en el engranes rectos deseable s

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