LABORATORIO Nº5
(Armado de proyecto Pastillero en protoboard y/o simulación)
- DESCRIPCIÓN:
En este laboratorio se continuará con el curso virtual en Coursera realizando el 2do y último proyecto: Pastillero Inteligente. En este proyecto se agregan nuevas rutinas y funciones integradas dentro de Arduino, como el manejo de tiempo, manejo de Interrupciones, manejo del LCD, de un motor de un buzzer.
- OBJETIVOS:
- Realizar la codificación necesaria para rutinas de un pastillero inteligente.
- Reconocer sentencias y comandos para realizar el código para las rutinas.
- Comprobar el funcionamiento de cada rutinas y evidenciarlo en un video explicativo.
- MARCO TEÓRICO:
BUZZER¿Que es un buzzer?
Un zumbador o mejor conocido como buzzer (en ingles) es un pequeño transductor capaz de convertir la energía eléctrica en sonido. Para hacerlos funcionar solo basta conectar el positivo con el + y la tierra o negativo con el – de una batería o cualquier fuente de corriente directa.
¿Como funciona un buzzer?
El funcionamiento se basa en el efecto piezoeléctrico de los materiales, Este efecto funciona de tal manera que cuando aplicamos un voltaje el volumen del material cambia ligeramente. Los zumbadores están construidos con dos pequeñas placas una metálica y una cerámica, las cuales aprovechan este efecto pero solo generan un click ya que los materiales cambiaron de forma pero no regresan a su estado natural hasta que se les quita el voltaje.
Para que se pueda emitir un sonido continuo las placas necesitan vibrar constantemente, para eso se instala un oscilador que hace que los materiales cambien de estado una y otra vez, y así puedan cambiar miles de veces para poder alcanzar un audio perceptible.
MOTORREDUCTOR
Los reductores ó motorreductores son apropiados para el accionamiento de toda clase de máquinas y aparatos que necesitan reducir su velocidad en una manera segura y eficiente. Las transmisiones de fuerza por correa, cadena o trenes de engranajes que aún se usan para la reducción de velocidad presentan una regularidad perfecta tanto en la velocidad como en la potencia transmitida, mayor eficiencia en la transmisión de la potencia suministrada por el motor. Este motor reductor es ideal, para usar en los proyectos donde requieres girar una polea, un elevador o para las llantas de tu robot.
ESPECIFICACIONES TÉCNICAS:
Rango voltaje de operación: 3 V - 6 V
Corriente sin carga (3 V): 150 mA
Corriente sin carga (6 V): 200 mA
Velocidad sin carga (3 V): 90 RPM + / - 10 %
Velocidad sin carga (6 V): 200 RPM + / - 10 %
Números de ejes: 2
Material: Plástico
Color: Amarillo
Dimensiones: 7 cm X 3.7 cm X 2.2 cm
Modelo: DC3V-6V
LCD 16X2
¿Que es un LCD?
El LCD(Liquid Crystal Dysplay) o pantalla de cristal líquido es un dispositivo empleado para la visualización de contenidos o información de una forma gráfica, mediante caracteres, símbolos o pequeños dibujos dependiendo del modelo. Está gobernado por un microcontrolador el cual dirige todo su funcionamiento.
En este caso vamos a emplear un LCD de 16x2, esto quiere decir que dispone de 2 filas de 16 caracteres cada una. Los píxeles de cada símbolo o carácter, varían en función de cada modelo.
¿Como es su conexionado?
En la siguiente imagen de Proteus se puede observar la estructura de sus pines.
Lo podemos dividir en los Pines de alimentación, pines de control y los pines del bus de datos bidireccional. Por lo general podemos encontrar ademas en su estructura los pines de Anodo de led backlight y cátodo de led backlight.
Pines de alimentación:
Vss: Gnd
Vdd: +5 voltios
Vee: corresponde al pin de contraste, lo regularemos con un potenciómetro de 10K conectado a Vdd.
Pines de control:
RS: Corresponde al pin de selección de registro de control de datos (0) o registro de datos(1). Es decir el pin RS funciona paralelamente a los pines del bus de datos. Cuando RS es 0 el dato presente en el bus pertenece a un registro de control/instrucción. y cuando RS es 1 el dato presente en el bus de datos pertenece a un registro de datos o un carácter.
RW: Corresponde al pin de Escritura(0) o de Lectura(1). Nos permite escribir un dato en la pantalla o leer un dato desde la pantalla.
E: Corresponde al pin Enable o de habilitación. Si E(0) esto quiere decir que el LCD no esta activado para recibir datos, pero si E(1) se encuentra activo y podemos escribir o leer desde el LCD.
Pines de Bus de datos:
El Bus de datos bidireccional comprende desde los pines D0 a D7. Para realizar la comunicación con el LCD podemos hacerlo utilizando los 8 bits del bus de datos(D0 a D7) o empleando los 4 bits mas significativos del bus de datos(D4 a D7). En este caso vamos a explicar la comunicación con el bus de 4 bits.
L293D: (PUENTE H)
El L293D es un driver de 4 canales capaz de proporcionar una corriente de salida de hasta 600mA por canal y puede soportar picos de hasta 1.2 A. Cada canal es controlado por señales TTL y cada pareja de canales dispone de una señal de habilitación para conectar o desconecta las salidas de los mismos.Tiene la disponibilidad de poder utilizar dos tensiones diferentes, una para el propio circuito integrado y otra para la alimentación del motor, cosa que nos facilita, al poder tomar la alimentación del Circuito Integrado (C.I.) del pin +5v de Arduino y utilizar una batería auxiliar para la alimentación del motor o motores.
- PROCEDIMIENTO:
Para el pastillero necesitaremos una caja en donde se encontrara el carrusel de las pastillas que caerán en un tiempo determinado y preseleccionados.
- EVIDENCIAS:
En el siguiente vídeo podremos ver la programación de las rutinas solicitadas:
- Alarma del pastillero
- Motor e interruptor de lamina del pastillero
- LCD (reloj) del pastillero
- OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES:
- Observaciones:
- Se deben verificar las conexiones de los componentes, ya que algunos componentes tienen una polaridad especifica y en caso se conectasen al revés, dicho componente podría quemarse.
- Se debe verificar la gráfica correspondiente del integrado L293D, ya que si no se llegan a conectar las terminales de tierra, el CI, podría sobre calentarse o hasta quemarse.
- Se deben identificar los pines del LCD 16 X 2, ya que en el caso de conectar mal los terminales positivos o negativos, el LCD puede quemarse ya que posee dos tipos de alimentación.
- Se deben revisar la codificación antes de subir el programa, ya que en comandos como el PWM, si se le coloca un control de ancho de pulso exagerado, el motor puede sobre calentarse, o si se declarasen mal las variables a utilizar, el pastillero puede sufrir fallos.
- Se debe utilizar un simulador (TINKERCAD), para pre visualizar el comportamiento de las rutinas con las programaciones aplicadas, para poder verificar el funcionamiento correcto o corregir errores de conexión o errores de programación.
- Conclusiones:
- Se realizó la programación de rutinas de un pastillero inteligente en arduino.
- Se programaron rutinas utilizando comandos, sentencias de tiempo y circuitos integrados para el control de LCD reloj y un motor CC.
- Se identificaron comandos y variables para realizar la correcta programación de las rutinas alarma, motor y LCD.
- Se reconocieron componentes con transductores de fuerza, sonido e iluminación como el motor CC, el buzzer y los leds.
