TECNOLGICO NACIONAL DE MXICOInstituto Tecnolgico de Len
ROBTICA INDUSTRIAL
PROYECTO:SISTEMA AUTOMATIZADO DE PUERTA CORREDIZAINVERSIN DE
GIRO DE UN MOTOR MEDIANTE EL USO DE UN PUENTE H CON RELAYS
QUE PRESENTA:DIANA YESELY SILVA GUERREROJUAN PABLO SANCHEZ
MRQUEZJUAN JOS SANDOVAL TORRESFERNANDO DANIEL RODRGUEZ MARTNEZ
CON LA ASESORA DE:DR. GUTIERREZ HERNANDEZ DAVID ASAEL
Len, GuanajuatoFecha: 21 de marzo, 2014.
ContenidoINTRODUCCIN3OBJETIVO4Objetivos especficos41 MARCO
TERICO41.1 Control de velocidad y giro para motor de corriente
continua.41.2 Algunas aplicaciones.51.3 H-BRIDGE in electric
circuits81.4 H-Bridge Devices112 DESARROLLO11Tabla de
componentes112.1 Diseo de referencia del circuito elctrico122.2
Tabla Boleana122.3 Circuito de control elctrico122.4 Lecturas123
CONCLUSIN12BIBLIOGRAFA13
INTRODUCCINLos puentes H son circuitos electrnicos ampliamente
usados en robtica para el control de motores u otros actuadores que
requieran de convertidores de potencia. Los circuitos de puente H
son tan populares que incluso los tenemos en circuitos integrados
como el L293 o el L298. El puente H est diseado para invertir el
sentido de giro de un motor. Para alterar el giro del motor, la
alimentacin debe ser invertida y esto es lo que el puente H hace.Un
H-Puente se puede hacer con interruptores, rels, transistores o
MOSFET, el hecho de construirlos nosotros mismos mediante el uso de
rels surge como respuesta a la necesidad de manejar corrientes
elevadas sin precisar de mucho dinero en comparacin con los Puentes
H basados en MOSFETs.El presente proyecto pretende el desarrollo de
un sistema automtico de puerta corrediza basado en el diseo de un
circuito elctrico que permita la inversin de giro de un motor CC
mediante el uso de un puente H con relevadores.El actuador del
sistema consta de una puerta corrediza, posicionada sobre un carril
inferior que cumple la funcin de gua, la cual logra su movilidad
gracias a una cremallera, accionada a su vez por el motor elctrico
ya sea hacia un sentido (apertura de la puerta) o hacia el otro
(cierre de la puerta).El accionar del motor CC a su vez, depende de
un sensor de presencia (sensor de luz para la aplicacin), cuya
programacin contemplar cierto rango de valores o cantidades de la
variable que deber cumplir para proseguir con el accionar del
motor.
OBJETIVODisear un sistema automatizado de puerta
corrediza.Objetivos especficos-Realizar un circuito elctrico para
la puerta corrediza que permita la inversin de giro de un motor CC
mediante el uso de un puente H con relevadores.-Crear el cdigo del
sistema de control con el uso de Arduino.1 MARCO TERICO1.1 Control
de velocidad y giro para motor de corriente continua.Hoy en da, el
uso de la electricidad en la vida moderna es imprescindible.
Difcilmente una sociedad puede concebirse sin el uso de la
electricidad.
La industria elctrica, a travs de la tecnologa, ha puesto a la
disposicin de la sociedad el uso de artefactos elctricos que
facilitan las labores del da a da, haciendo la vida ms
placentera.
Entre esos artefactos elctricos se encuentran los motores.
Unmotor elctricoes un dispositivo que transforma la energa elctrica
en energa mecnica, por medio de la accin de los campos magnticos
generados en sus bobinas. Son mquinas elctricasrotatoriascompuestas
por unestatory unrotor.
No solo se puede controlar y regular la velocidad, sino tambin
el sentido de giro de un motor de corriente continua.
Esta es una aplicacin con gran demanda ya que se trata de algo
aparentemente muy sencillo y que tiene muchas aplicaciones. El
control de motores de forma precisa, requiere de un circuito
electrnico especializado que realiza la regulacin de la
velocidad.
Consiste bsicamente en variar la cantidad de tiempo que el motor
recibe tensin. Si el motor recibe tensin de forma constante, este
gira a su mxima velocidad y potencia. Lo que se hace es aplicar la
mxima tensin., pero no todo el tiempo, si no a pulsos, con lo que
se consigue regular la velocidad manteniendo la potencia del
motor.
La segunda funcin que hace un circuito de control de motores, es
encargarse del sentido de giro. En una aplicacin sin circuito, hay
que cambiar la polaridad del motor para que este cambie el sentido
de giro, lo que implica usar algn tipo de conmutador doble que haga
la inversin de polaridad.
Los usos y aplicaciones de los motores elctricos son muy
variados y actualmente los podemos ver prcticamente en todas las
reas de la sociedad como pueden ser: Sistemas de riego en el campo.
Mquinas neumticas. Gras para la construccin. Dispositivos de
perforacin y extraccin en la industria petrolera. Sistemas de
bombeo industrial. Bandas transportadoras. Licuadoras,
refrigeradores y hornos de microondas en el rea del hogar.
Ventiladores. Elevadores.
Y en un sin fin de artefactos y dispositivos requieren el uso de
un motor elctrico ya sea de corriente continua o corriente alterna,
la primera ms utilizada en trabajo pesado y la segunda ms enfocada
a trabajos de precisin.
1.2 Algunas aplicaciones.A continuacin se muestran de manera
grfica algunas de la infinidad de aplicaciones que emplean el uso
de motores elctricos.
Mediante el uso de motores elctricos podemos hacer que
dispositivos, ya sean individuales o de carga se desplacen en uno o
ambos sentidos.
En este ejemplo, podemos controlar remotamente la webcam para
que grabe en la direccin que se requiera. Esto es de gran utilidad
para las organizaciones que manejan sistemas de seguridad.
Si unimos las dos ideas anteriores, logramos como resultado no
solo una cmara con enfoques a diferentes ngulos y direcciones, sino
un dispositivo con movilidad en diferentes direcciones, y, que tal
vez, pueda emplearse en lugares inalcanzables o inseguros para las
personas.
Carril motorizado para fotografa y/o vdeo.
Constituye un sistema de desplazamiento lineal, que busca ser lo
suficientemente suave y preciso como para tomar fotografas a
intervalos (time lapse) o simplemente hacer un desplazamiento de la
cmara de video.
1.3 H-BRIDGE in electric circuitsH-Bridge is a method used to
control the activation and output rotational direction of a motor.
The H-Bridge uses the four relays to control the directional flow
of current through the motor. Two of the relays are used to close
circuits from a 5V power source to the motor while the other two
relays are used to close the circuit to ground. Figure 1 shows the
circuit diagram for a single-directional motor.
Figure 1: Single-Directional Motor Circuit DiagramIf a high
signal from the microcontroller is sent through the relay then 5V
will be sent to the motor and the motor will activate. A more
elaborate circuit (an H-bridge) must be used if the operator
desires a circuit which will allow the motor output to rotate
clockwise and counterclockwise. Figure 2 shows the circuit diagram
for an H-bridge controlled dual-directional motor.
Figure 2: Picture of H-Bridge Wiring DiagramIf a high signal
from the microcontroller is sent to the 5V relay on one side of the
bridge and a high signal from the microcontroller is sent the
ground relay on the other side of the bridge the motor will spin.
If a high signal from the microcontroller is sent to either both
ground relays or both 5V relays the motor will stall (and possibly
be damaged). If a high signal from the microcontroller is sent to
the ground and 5V relays on one side of the H-bridge then the
circuit will burn and smoke will result.Relays configured in the
next fashion make an H-Bridge. The "high side drivers" are the
relays that control the positive voltage to the motor. This is
called sourcing current. The "low side drivers" are the relays that
control the negative voltage to sink current to the motor. "Sinking
current" is the term for connecting the circuit to the negative
side of the power supply, which is usually ground.
So, you turn on the upper left and lower right circuits, and
power flows through the motor forward, i.e.: 1 to A, 0 to B, 0 to
C, and 1 to D.
Then for reverse you turn on the upper right and lower left
circuits and power flows through the motor in reverse, i.e.: 0 to
A, 1 to B, 1 to C, and 0 to D.
CAUTION: You should be careful not to turn on both circuits on
one side or the other, or you have a direct short which will
destroy your circuit Example: A and C or B and D both high (logical
1).
1.4 H-Bridge DevicesThe L 293 has 2 H-Bridges, can provide about
1 amp to each and occasional peak loads to 2 amps. Motors typically
controlled with this controller are near the size of a 35 mm film
plastic canister. The L298 has 2 H-bridges on board, can handle
1amp and peak current draws to about 3amps. You often see motors
between the size a of 35 mm film plastic canister and a coke can,
driven by this type H-Bridge. The LMD18200 has one H-bridge on
board, can handle about 2 or 3 amps and can handle a peak of about
6 amps. This H-Bridge chip can usually handle an average motor
about the size of a coke. There are several more commercially
designed H-Bridge chips as well.
2 DESARROLLOTabla de componentesEtiquetaElemento
Motor CC, 5 V
Relay 1
Relay 2
Relay 3
Fotorresistencia
Resistencia 220 K
Protoboard
Aruino UNO
Conector con cierre tornillo 1
Conector con cierre tornillo 2
Fuente de alimentacin de 5 V
2.1 Diseo de referencia del circuito elctricoDiseo del circuito
elctricoEste es un circuito de medio puente, es de bajo costo y
efectivo. Se requiere de un suministro de energa dividida. Se hace
uso de una batera de 5V. El voltaje de entrada debe ser de
aproximadamente 1V. Ambas entradas NO deben ser altas al mismo
tiempo. El circuito tiene: FORWARD, OFF, REVERSE.
2.2 Tabla Boleana2.3 Circuito de control elctrico2.4 Lecturas3
CONCLUSINEl puente H est diseado para invertir el sentido de giro
de un motor mediante la alimentacin debe ser invertida, el uso de
rels supone la posibilidad el manejo corrientes elevadas y un bajo
sote sin precisar de mucho dinero en comparacin con los Puentes H
basados en MOFETs.El sistema automtico de puerta corrediza consta
de una puerta corrediza, posicionada sobre un carril inferior que
cumple la funcin de gua, la cual logra su movilidad gracias a una
cremallera, accionada por un motor CC que tiene la capacidad de
girar a ambos sentidos, para cerrar o abrir la puerta elctrica al
detectar los sensores alguna presencia, cuya programacin contempla
cierto rango de valores para la variable.BIBLIOGRAFABrown, J.
(abril de 1998). Dallas Personal Robotics Group. Recuperado el 22
de abril de 2015, de http://www.dprg.org/tutorials/1998-04a/Donate,
A. (1997). Tcnicas electrnicas digitales. Madrid, Espaa: Prentice
Hall.