Subido por Jose Roberto Jaramillo Padron

Proyecto Omicron_Reporte TSU

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Universidad Tecnológica
De San Luis Potosí
Proyecto OMICRON
Reporte de la materia de integradora
Mecatrónica Área Automatización
Integrantes:
Armendáriz Hernández Asael Aarón
Gómez Ramírez Paul Alexander
Hernández Pineda Antonio Adrián
Jaramillo Padron Jose Roberto
Tutor Académico: Ing. Erasmo Velázquez Leyva
Soledad de Graciano Sánchez, San Luis Potosí, Febrero 2022
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2022
Carta de liberación.
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Dedicatorias y Agradecimiento
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2022
Contenido
1.
INTRODUCCIÓN .............................................................................................................. 6
2.
DATOS GENERALES DE LA EMPRESA .................................................................... 7
2.1
Antecedentes de la empresa. .................................................................................. 9
2.2
Corazón ideológico. ................................................................................................. 11
2.3
Descripción del área donde realizó estadía......................................................... 12
3.
INFORMACIÓN GENERAL DEL PROYECTO .......................................................... 13
4.
MARCO CONCEPTUAL ................................................................................................ 15
5.
4.1
Generalidades. ......................................................................................................... 15
4.2
Conceptos ................................................................................................................. 15
DESARROLLO DE PROYECTO.................................................................................. 17
5.1
Cronograma .............................................................................................................. 14
5.2
Desarrollo ............................................................................................................ 15-18
6.
PRESENTACIÓN Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS.............................................. 19
7.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ............................................................. 20
8.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................................ 21
9.
ANEXOS .......................................................................................................................... 22
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1. INTRODUCCIÓN
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2. DATOS GENERALES DE LA EMPRESA
Nombre de la Empresa:
Universidad Tecnológica de San Luis Potosí
Razón social:
Universidad Tecnológica de San Luis Potosí
Domicilio:
Av. de las Américas No. 100, 78430 Rancho Nuevo, S.L.P.
Teléfono:
+524448348300
Correo electrónico:
[email protected]
Departamento donde se realizó la estadía:
División electromecánica
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OMICRON
2.1
2022
Antecedentes de la empresa.
La Universidad Tecnológica de San Luis Potosí fue fundada el 18 de septiembre de
1997 ofertando cuatro programas educativos de nivel Técnico Superior Universitario
para los jóvenes egresados de bachillerato.
Desde los primeros años se consolidó como una institución comprometida con la
Calidad, reconocida como la primera Universidad en obtener la certificación en la Norma
ISO 9001 y galardonada en seis ocasiones con el Premio Estatal de Calidad.
Actualmente ofrece trece programas educativos de nivel TSU y seis a nivel Licenciatura
de los cuales han egresado más de 8000 profesionales de nivel TSU y más de 2000
profesionales de Nivel Licenciatura.
Cuenta con 104 miembros del personal administrativo y 195 docentes que trabajan de
manera conjunta para satisfacer la creciente demanda de educación superior de calidad
de los jóvenes potosinos que la ubican como la Universidad práctica dónde se aprende
haciendo.
Destaca como una institución de Excelencia Académica por sus programas de buena
calidad y por la impartición del Sistema Dual Alemán en cuatro programas educativos,
en colaboración con empresas multinacionales como BOSCH, BMW, Dräxlmaier, Valeo,
Cummins, TI Automotive, Maxion Wheels y Plastic Omnium.
Es miembro activo del Clúster Automotriz y del Clúster Logístico en San Luis Potosí, así
como de las cámaras empresariales.
Se encarga de la gestión de las Estadías del 100% de su alumnado gracias a los 850
convenios de Estadía firmados con empresas potosinas.
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La Universidad Tecnológica de San Luis Potosí se enorgullece de la pertinencia de su
carrera demostrada en los resultados del seguimiento de egresados anual realizado a
las últimas cinco generaciones de TSU y nivel Licenciatura en los que se localizó al 82%
del total de egresados de los cuales el 88% se encuentra trabajando y el 95% de ellos lo
hace en su área de competencia.
Cuenta con un Centro de Innovación Tecnológica que forma parte del proyecto de
Gobierno Digital para atender la demanda de servicios tecnológicos de las
dependencias de gobierno y la ciudadanía en general en el que participan los
estudiantes de la Universidad.
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2.2
2022
Corazón ideológico.
Misión.
Se realiza un robot automatizado para superar los diferentes obstáculos que se
presentaran en el concurso de robótica, el robot automatizado esta creado
básicamente para superar un banco de agua, posteriormente supera un terreno
fangoso, enseguida un terreno de características rugosos y por ultimo un obstáculo
de inclinación.
Visión.
La finalidad del robot automatizado será comercializarlo para un público mayor a 8
años ya que el robot es de uso didáctico y de aprendizaje para el usuario.
Valores.
Se compromete a ofrecer un producto de calidad con la verificación de los controles
de calidad de los fabricantes para la confiabilidad de nuestros usuarios, con
materiales de calidad y sobre todo garantía para abastecer la seguridad de quien
obtenga nuestro gran Robot automatizado.
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2.3
Descripción del área donde realizó estadía.
En la universidad tecnológica de san Luis potosí, con referencia al edificio N de
división electromecánica para la elaboración de la documentación previa a nuestro
proyecto Robot Automatizado.
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OMICRON
3. INFORMACIÓN GENERAL DEL PROYECTO
Nombre del proyecto:
OMICRON
Objetivo: ¿para qué?
El objetivo de este proyecto es participar en el concurso de robótica de la universidad
para de esta manera se logre un resultado positivo en esta competición.
Justificación:
La robótica es una tecnología multidisciplinar, ya que hace uso de los recursos que le
proporcionan otras ciencias, ya que, en el proceso de diseño y construcción de un robot,
intervienen muchos campos pertenecientes a otras ramas de la ciencia (mecánica,
electrónica, informática, matemáticas).
La finalidad del proyecto es aplicar los conocimientos adquiridos como lo son:
electrónica digital, electrónica digital, programación en C, microcontroladores e
integración de sistemas, todo esto para desarrollar las habilidades de integración de
conocimiento de distintas áreas en un proyecto.
Alcances:
El alcance principal de este proyecto es desarrollar de una manera completa el robot,
así mismo se debe cumplir en las fechas estipuladas para que este objetivo se cumpla
se tiene una agenda con la cual se deberá retroalimentar el desarrollo con la misma.
Delimitación:
La delimitación principal a la que se enfrenta la realización de este proyecto es el
distanciamiento social ya que debido a la situación de pandemia es imposible
retroalimentar el desempeño
con el tutor, de la misma manera es complicado la
colaboración de los integrantes de un equipo, otra delimitación que podría impedir la
realización del proyecto sería no realizar una actividad en la fecha establecida ya que se
podrían complicar por ejemplo que tome más de lo estipulado elaborar el programa ya
que al tener que comprobar en cada modificación que se haga suelen aparecer errores
los cuales extienden el proyecto.
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2022
OMICRON
4. MARCO CONCEPTUAL
4.1 Generalidades.
Arduino: El Arduino ayudara a la programación y el correcto funcionamiento del carrito
con la integración de cada componente utilizado.
Motor eléctrico: Ayuda a el movimiento de coche
Servomotor: Se utiliza para darle cambio de dirección al coche con ayuda de los
sensores ultrasónicos, y también, nos ayuda a mantenerlo en un solo sentido
Sensores ultrasónicos: Con ayuda de los sensores se podrá identificar la posición del
coche. El cual mandara señal a los motores para que puedan realizar el giro del motor
hacia un camino libre de obstáculos.
Potenciómetro: El potenciómetro ayuda a reducir o aumentar manualmente la
velocidad del coche sin intervención de un control.
Baterías alcalinas: Estas ayudaran a poder alimentar el circuito y a los motores para
que puedan funcionar de la mejor manera.
Chasis de un carro de juguete: Servirá como base para la implementación de todos
los componentes anteriormente mencionados.
Cables: Se utilizarán cables Dupont hembra-macho, macho-macho para poder conectar
los componentes.
4.2 Conceptos
Arduino uno: Es una placa de microcontrolador de código abierto basado en el
microchip ATmega328P y desarrollado por Arduino.cc. La placa está equipada con
conjuntos de pines de E/S digitales y analógicas que pueden conectarse a varias placas
de expansión y otros circuitos.
Servomotor SG90: Es un dispositivo similar a un motor de corriente continua que tiene
la capacidad de ubicarse en cualquier posición dentro de su rango de operación, y
mantenerse estable en dicha posición.
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Motor eléctrico L298N: Es una máquina que tiene la capacidad de transformar o
convertir la energía eléctrica en mecánica. Esto lo realiza gracias a la acción de los
campos magnéticos generados por sus bobinas.
Sensores ultrasónicos: Los transductores ultrasónicos y los sensores ultrasónicos son
dispositivos que generan o detectan energía ultrasónica. Se pueden dividir en tres
amplias categorías: transmisores, receptores y transceptores
Potenciómetro: Es uno de los dos usos que posee la resistencia o resistor variable
mecánica. El usuario al manipularlo, obtiene entre el terminal central y uno de los
extremos una fracción de la diferencia de potencial total, se comporta como un divisor
de tensión o voltaje.
Baterías alcalinas: Utilizan hidróxido de potasio KOH como electrolito, en lugar de
cloruro (cloruro de amonio o cloruro de zinc) de las pilas salinas (o pilas de zinccarbono) que ofrecen el mismo voltaje nominal y el mismo tamaño físico.
Chasis de carrito de juguete: Se reutilizará un carrito viejo de juguete
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DESARROLLO DE PROYECTO
5.1 Plan de trabajo
Proyecto a realizar: Se debate sobre cuál será el proyecto realizar.
Recolección de información: Se recolecta información de utilidad para tener una
ideaclara sobre el diseño del proyecto.
Planteamiento del proyecto: Se analiza la información y se trazan las primeras
directrices sobre su elaboración como por ejemplo nombre del proyecto y modelo.
Realización de una vista terminada del robot: Se elabora una simulación en
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Proteus para tener una idea clara y concisa sobre lo que convendría elaborar en
físico.
Material que se va a utilizar: Se elabora la lista del material a utilizar.
Cálculos de energía: Se elaboran los cálculos del consumo total que se tendrá para
elegir la alimentación adecuada.
Elaboración de presupuesto: Se elabora el presupuesto consultando en distintas
tiendas de electrónica.
Realización del programa: Se elabora el código del robot en IDE de arduino.
Ensamble de componentes externos: Se fijan los componentes externos como los
sensores y servos.
Conexión de componentes electrónicos: Se realiza la conexión mediante
soldadurade estaño.
Ajustes y pruebas: Se realizan la comunicación arduino y componentes para
evaluar su desempeño.
Elaboración de respaldo de programa: Se respalda el programa en OneDrive para
hacer un manual para futuras referencias.
Participación
en
concurso:
Se
compite
en
el
concurso
de
robótica.
Retroalimentación: Se buscan los puntos de mejora para futuras referencias, así
como
mejorar
el
programa.
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2022
18.1 Cronograma
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INTEGRANTES
ANTONIO ADRIAN HERNANDEZ PINEDA
PAUL ALEXANDER GOMEZ RAMIREZ
ASAEL ARON ARMENDARIZ HERNANDEZ
JOSE ROBERTO JARAMILLO PADRON
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18.2 Desarrollo
Proyecto a realizar (Semana 1)
Elaboración de un carrito autónomo el cual superará una serie de obstáculos en el
concurso de robótica que se llevará a cabo en la universidad Tecnológica de San
Luis Potosí.
Recolección de información (Semana 2)
Se entiende por vehículo autónomo o no tripulado todo aquel capaz de moverse sin
la acción directa del ser humano. En la carrera espacial se encuentran diferentes
vehículos de este tipo. Uno de los más conocidos es el Curiosity Rover. Pero
también hay otros como el Pathfinder. En el sector agrícola podemos ver los
avances en el proyecto RHEA (Robot Fleets for Highly Effective Agriculture and
Forestry Management) impulsado por la Unión Europea. Incluso en el sector
doméstico se encuentran robots como el iRobot o el Neato. Pero quizás, los que
más destacan son los coches autónomos o no tripulados. Empresas como Google,
Tesla, Apple y todas las compañías automovilísticas, están invirtiendo mucho dinero
para sacar sus prototipos adelante.
Pero todos tienen algo en común. Deben de reconocer el entorno en el que se
mueven y los posibles obstáculos para esquivarlos. Las técnicas, hardware y
algoritmos que utilicen dependerá del tipo de vehículo y condiciones en las que se
mueva. Pueden utilizar tecnologías como cámaras donde se apliquen técnicas de
visión artificial, lasers LIDAR (Light Detection and Ranging), ultrasonidos, escáneres
3D o el geoposicionamiento. Todo para conseguir moverse por sí solos.
como su nombre lo indica, los sensores
ultrasónicos miden la distancia mediante el
uso de ondas ultrasónicas. El cabezal emite
una onda ultrasónica y recibe la onda
reflejada que retorna desde el objeto. Los
sensores ultrasónicos miden la distancia al objeto contando el tiempo entre la
emisión y la recepción.
OMICRON
2022
Para el cálculo de la distancia, se tiene que convertir la velocidad del sonido que es
de 340 m/sg a una unidad equivalente como ser cm/µsg, debido a que el sensor
ultrasónico trabaja en unidades de microsegundos (1sg=1000000µsg).
La relación para el cálculo de la distancia se obtiene de la fórmula de cinemática:
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En donde: d=distancia; t=tiempo; v=velocidad
Despejando distancia se obtendra:
Si la velocidad del sonido equivale a 1m/29μmsg, se tiene:
Considerando que el tiempo que mide el sensor es de emisión y recepción, se divide
entre dos, para obtener la distancia entre el sensor y el objeto, resultando la relación
de la siguiente manera:
Algunos datos técnicos:
-Alimentación de 5 volts.
-Interfaz de cuatro hilos (vcc, trigger, echo, GND).
-Rango de medición: 2 cm a 400cm.
-Corriente de alimentación: 1.5mA.
-Voltaje de alimentación: 5V
-Frecuencia de pulso: 40Khz.
-Apertura del pulso ultrasónico: 15°.
-Señal de disparo: 10us.
Planteamiento del Proyecto (Semana 3)
Se pretende realizar un carrito autónomo para aplicar conocimientos obtenidos
durante el transcurso de la carrera, sin embargo, al realizar este proyecto se
requiere adquirir conocimientos en la realización del mismo tales como cálculos de
consumo de energía, programación avanzada en arduino, diseño de circuitos en
softwares de simulación, además de interconectar la aplicación de programación
Visual Basic y el carrito autónomo.
Realización de una vista terminada del robot (Semana 4)
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Material a utilizar (Semana 5)
Cantidad
Componente
1
Arduino uno
1
Driver L293D
1
Sensor ultrasónico HC-SR04
1
Servo Motor FG90
4
Ruedas 66 mm
4
Moto Reductores 3v a 6v
1
Porta batería
1
Chasis de acrílico
10
Tornillos milimétricos
1
Paquete de jumpers
1
Soporte para el sensor ultrasónico
2
Baterías de Litio 6000 mA
Cálculos de energía (Semana 6)
17
Componente
Consumo
Arduino Uno
46 mA
Driver L293D
600 mA
Sensor Ultrasónico
15 mA
Servo motor
550 mA
Motor x4
600 mA
TOTALES
1211 mA
𝑇=
𝐹𝑢𝑒𝑛𝑡𝑒
3200 𝑚𝐴
=
= 2.666 ≈ 2 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑓𝑢𝑛𝑐𝑖𝑜𝑛𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜
𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜
1211 𝑚𝐴
Elaboración de presupuesto (Semana 7)
Cantidad
Precio
Componente
1
$520.00 mxn
Arduino uno
1
$90.00 mxn
Driver L293D
1
$59.00 mxn
Sensor ultrasónico HC-SR04
1
$72.00 mxn
Servo Motor FG90
4
$400.00 mxn
Ruedas 66 mm
4
$100.00 mxn
Moto Reductores 3v a 6v
1
$50.00 mxn
Porta batería
1
$100.00 mxn
Chasis de acrílico
10
$20.00 mxn
Tornillos milimétricos
1
$95.00 mxn
Paquete de jumpers
1
$20.00 mxn
Soporte
para
el
ultrasónico
2
$200.00 mxn
Baterías de Litio 6000 Ma
sensor
2022
OMICRON
Total
$1726.00 mxn
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19.
PRESENTACIÓN Y DISCUSIÓN DE
RESULTADOS
8.1 Resultados generales.
8.2 Resultados particulares
20.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Conclusión.
Recomendaciones.
21.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
22.
ANEXOS
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