Funcionamiento

SENSOR

El CNY70 es un pequeño dispositivo con forma de cubo y cuatro patitas que aloja en su interior un diodo emisor de infrarrojos que trabaja a una longitud de onda de 950 nm. y un fototransistor (receptor) estando ambos dispuestos en paralelo y apuntando ambos en la misma dirección, la distancia entre emisor y receptor es de 2.8 mm. y están separados del frontal del encapsulado por 1 mm.

El la siguiente figura vemos la disposición interna del CNY70 mirando el encapsulado desde arriba, así pues tenemos el diodo emisor de infrarrojos a la izquierda y el fototransistor a la derecha.

El fototransistor conducirá mas, contra mas luz reflejada del emisor capte por su base. La salida de este dispositivo es analógica y viene determinada por la cantidad de luz reflejada, así pues para tener una salida digital se podría poner un disparador Trigger Schmitt y así obtener la salida digital pero esto tiene un problema, y es que no es ajustable la sensibilidad del dispositivo. Para solventar este problema se muestra el siguiente circuito basado en un amplificador operacional configurado en modo comparador, en la salida del circuito obtendremos una señal cuadrada lista para su interconexión con la entrada de cualquier µControlador.

Esquema

La sensibilidad del circuito es ajustable mediante la resistencia variable de 10k. Para comprobar y visualizar la señal de salida es posible montar un diodo led en la salida con su resistencia de polarización a masa, si así lo hacemos veremos que cuando el sensor detecta una superficie blanca o reflectante el led se ilumina ya que la salida del LM324 pasa a nivel alto y por lo tanto alimenta al led que tiene su ánodo conectado directamente.

MOTOR

Motor

El Cuircuito integrado L298 es el que se encarga del control del paso de la corriente, este tiene internamente dos puentes H, de los cuales solo utilizaremos uno. Los diodos de protección son muy necesarios porque recordemos que estamos trabajando con cargas inductivas los cuales pueden producir picos de corriente muy altos y pueden ocasionar daños al CI L298 o incluso a nuestro microcontrolador, esto sin contar algunos problemas de reset ocasionados por estos picos de corriente. Aun así los 4 diodos únicamente no son suficiente, para completar la estabilización de la alimentación del microcontrolador es necesario la puesta de 2 filtros bypass, uno para cada fuente de alimentación. Se probo con filtros cerámicos de 470nF y funcionaron excelente. Otros valores mas bajos pueden ocasionar una respuesta indeseada y permitir resets en el microcontrolador o incluso un daño permanente.

Configuración del L298

El CI L298 forma parte importante del sistema ya que permite la entrega de altas corrientes al circuito, sin embargo, la configuración de este debe ser preparada cuidadosamente. Cabe destacar que en este caso estamos trabajando con cargas inductivas, por lo que la corriente no esta en fase con el voltaje y esto genera sobreimpulsos cuando trabajamos con ondas cuadradas. Es de vital importancia la colocación de los condensadores ByPass tanto para la alimentación del microcontrolador como para la alimentación del L298, si no colocasen estos condensadores, lo mas probable es que el microcontrolador se resetearía e incluso podría causar daños al programa, o en el peor de los casos, dañar el microcontrolador. 

Esquema

Notese que en la salida del L298 se deben colocar 4 diodos como se muestra en el circuito, esto es para evitar picos de corriente que pueden dañar los transistores del L298 o dañar el microcontrolador, los 4 son necesarios.

 

Microcontrolador

 

micro

El microcontrolador es el encargado de dirigir todo el proceso. En este caso utilizamos un dsPIC30F4013 de 40 pines.
El microcontrolador necesita de una señal de reloj que en nuestro caso es proporcionada por el cristal que se muestra en la figura y que ofrece una señal de 20 Mhz. Como todo integrado necesita un condensador de desacoplo, función desempeñada por C4 y C5.
Existen algunos pines que obligatoriamente se han de conectar a una determinada patilla, como es el caso de la alimentación y la masa, entre otros.
Los otros pines se han distribuido de forma que a la hora de trazar las pistas sea lo mas comodo posible.

 

USB

 

usb

El MCP2200 es un convertidor serial de USB a UART que permite la conectividad USB en aplicaciones que tienen interfaz UART, el dispositivo reduce los componentes externos mediante la integración del USB.
El MCP2200 tiene 256 bytes de memoria integrada EEPROM y tiene 8 pines de entrada/salida, 4 pines con funciones alternativas para indicar el estado de la comunicación USB.

 

Fuente de alimentación



fuente de alimentacion

La fuente de alimentación se compone de un filtro y reguladores de tensión.

El filtro se lleva a cabo mediante los capacitores electrolíticos C15 y C16. A continuación, los reguladores LM7805 y LM7812 se encargan de regular las tensiones de salida.

La potencia depende de la tensión de entrada, en nuestro caso tenemos un LM7812, cuya tensión de salida es de 12v, con una tensión de entrada de 19v, y una carga en su salida de 1A, multiplicando la diferencia entre la tensión de entrada y la tensión de salida por la corriente que circulara por la carga nos da los vatios que va a tener que soportar el integrado:

(Vint - Vout) x Iout = (19 - 12) x 1 = 7W

En este caso se produce mucho calor y se necesita un disipador para controlar la temperatura.

 

Programador



programador

Para que este programador funcione bien necesitamos integrar este circuito, está compuesto por un conector rj-11 que realiza la conexión con el mplab con el cual hemos realizado la programación en c. luego del otro lado al micro le llega la señal por los pines 8 y 9, y por ultimo un jumper que es el que nos permite realizar el reset a la memoria del micro.

LEDs



LEDS

Hemos conectado 3 Leds al microcontrolador para que enciendan según la función deseada.

 

Zumbador



zumbador

 

Se utiliza para recibir un aviso sonoro.