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Robot Bombero

Ingeniero Fernando Ruiz

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Introduccion

En esta pagina acontinuacion voy a presentar el ensamble del robot bombero .El objetivo del robot es detectar el fuego , dirigirse hacia el y apagarlo con un ventilador.Este proyecto lo desarrollamos para la clase de Circuitos Analogicos 2. En este ensamble utilizamos diversos componentes electronicos como son los amplificadores (LM324), Transistores de configuracion NPN y PNP , fototransistores, resistencias, potenciometros, sensores de temperatura, motores , fuentes, entre otros para lograr el objetivo del robot.

Desarrollo

El objetivo de nuestro ensamble es simple: El robot (Carrito) debe desplazarse en circulos buscando fuego(esto lo logra teniendo un solo motor encendido simpre), cuando lo encuentre el robot se debe dirigir hacia el fuego (el otro motor se enciende cuando el sensor detecta el fuego y el carrito avanza en linea recta), al aproximarse el vehiculo al fuego a una distancia apropiada se debera detener y encender un ventilador para apagar el fuego.(el sensor de temperatura manda una señal para que los motores se apagen).

Materiales Necesarios para el montaje.

  • LM324
  • 3- 2N2222
  • 1- 2n3906
  • 3- Potenciometros 10 K
  • 2- Fototransistores (sensor de luz infrarroja)
  • 3- Resistencias de 90K
  • LM35 (sensor de temperatura)
  • 1- Fuente de 5 V
  • 1- Resistencia de 10K
  • 4- Resistencias de 1 K
  • 2- Motores ( de preferencia con transmision, estos son para poder ensamblarle una rueda directamente)
  • 1- abanico de computadora.
  • Tablilla de cobre
  • Soldadura
  • Cautin
  • Protoboard
  • Cable para protoboard
  • 3 Leds ( para pruebas)
  • Caimanes
  • Material para fabricar un carrito o un carrito donde podamos montar los motores, el abanico y la tablilla.

Programas Usados

  • PCB Wizard ( diseño de tablillas impresas)
  • Multisim

Procedimiento Para el ensamble

1-Ensamble el circuito que muestro acontinuacion en protoboard para hacer pruebas y checar funcionalidad de todos los componentes. Cheque tambien la explicacion que añadi en el video del funcionamiento del circuito en el protoboard para tener mejor idea de como es que debe funcionar el circuito.

Notas:

El arreglo de sensor de luz era para efectos de simulacion, el transistor Q1 y Q2 se sustituyen por los fototransistores y se ignora las conexiones de la base de Q1 y Q2.

El arreglo de temperatura con el potenciometro es tambien para efectos de simulacion, este potenciometro R6 se sustituye por el sensor LM35.

Es necesario Tener conocimientos acerca del funcionamiento de los amplificadores LM324, para poder entender el funcionamiento del robot y poder ajustar los potenciomentro que estan a las entradas de 3 amplificadores.

En caso de no entender muy bien el circuito , vea tambien el diagrama del circuito en PCB wizard que pongo mas adelante.

Checar notas de Diagramas

  • LM324
  • LM35
  • Transistores 2n2222 y 2n3906

Diagrama de circuito cerebro del robot

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Explicacion Rapida de como funciona el circuito

Los fototransistores al no detectar fuego, mandan 5v al amplificador. En cuanto detectan fuego dejan de mandar 5v ( de 0 a 5 dependiendo la distancia),el potenciometro se debe ajustar a nuestras necesidades, en este caso podria ser 4.5 V . Esto permite que cuando cambie la señal de los sensores el amplificador transmita 5v de salida y encienda el motor que normal mente esta apagado.

El sensor de temperatura cuando se aumenta la temperatura transmite voltaje (10mv/c°) , este va conectado a un aplicador no inversor y la salida de este a dos amplicadores. Los dos potenciometro siguentes se ajusta el voltaje un poco mas alto que el votaje de sensor de temperatura para que con el mas minimo cambio de temperatura ( que transmita el fuego) se cumpla la funcion de apagar el motor normamente encendido , impedir el funcionamiento de motor normalmete apagado y encender el ventilador.

2-Diseñe el circuito en PCB wizard ( programa para diseñar tablillas impresas).

En este proyecto diseñamos 3 tablillas, que son:

  • el circuito principal
  • Sensor de luz infrarrojo
  • Sensor de temperatura

Es necesario hacer 3 tablillas para poseer la facilidad de instalar los sensores en la parte del carrito que mas no convenga.

Diagrama del circuito en PCB wizard

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3-Imprima en acetato, planche el circuito en la tablilla de cobre, Introduscala al acido hasta que solo queden las pistas, ensamble los componentes y soldelos. Guiese por el mapa que PCB wizard le proporciona.

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4- Pruebe el circuito. Debe funcinar como el circuirto armado en protoboard. Use los motores y el ventilador para hacer estas pruebas.

5-Diseñar el vehiculo

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6- Ensamble la tablillas y la fuente de 5v con el carrito.

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7-Pruebe el carrito y aguste los valores de los potenciometros para el mayor rango de detencion de luz infrarroja y para mayor sensibilidad al cambio de temperatura.

Video del Robot Bombero

 

Conclusion

Este ensamble es realmente un proyecto mecatronico, ya que el diseño de un vehiculo y la implementacion de un sensores y un cerebro analogico (la tablilla principal) le dan las propiedades mecanicas y electronicas a este ensamble, al que se le puede llamar robot.

El robot bombero fue un proyecto bastante laborioso, pero gracias al aprendi mucho sobre los amplificadores LM324, los transistores, potenciometros,fototransitores y el sensor de temperatura(LM35). Fue un proyecto bastante entretenido y gratificante al verlo funcionando.

 
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