Desarrollos Tecnolgicos Aplicados a la Industria y a la Sociedad

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Desarrollos Tecnológicos Aplicados a la Industria
y a la Sociedad

• Pontificia Universidad Católica Argentina

Ing. Ricardo
Vecchio Ing.
Elvio Panza

• Primera Jornada de Investigación Fac. de Cs.
  Fisicomatemáticas e Ingeniería

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LEVITADOR MAGNÉTICO
Emisores infrarrojos
electroimán
Receptores infrarrojos
Elemento Levitando
Escala de referencia
Despeje de 8 mm aprox.

• Primera Jornada de Investigación Fac. de Cs.
  Fisicomatemáticas e Ingeniería

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CONTROLADOR LEVITADOR
Alimentación bobina
Fuente alimentación control
Conector Display
microcontrolador
Ajustes PID

• Primera Jornada de Investigación Fac. de Cs.
  Fisicomatemáticas e Ingeniería

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Objetivo del Experimento

• Modelizar la planta a compensar.
• Obtener el compensador discreto que hace que el
  sistema sea estable.
• Implementación del compensador con un
  microcontrolador.
• Verificación de los resultados obtenidos
  experimentalmente con lo calculado teóricamente.

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Diagrama en bloques del problema
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Características Principales

• Experimento de Control Digital Discreto.
• Se implementa Controlador P-D discreto.
• Microcontrolador PIC18F452-40
• Electroimán excitado c/señal PWM 40KHZ.

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Características Principales

• Display Digital 320 x 240 puntos.
• Posibilidad de ajustar KP KI KD y Ts.
• Barrera sensora infrarroja multiled.
• Módulo de potencia PWM ajustable.

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VIDEO LEVITADOR
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FUTURAS PRUEBAS

• Probar distintos algoritmos de control
  implementados con redes neurales.
• Probar distintos algoritmos de control
  implementados con Fuzzy Logic.
• Comparar desempeños de los distintos algoritmos.

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SEGUIDOR DE LÍNEA
Líneas de sensores infrarrojos CNY70
Batería Ni-Cd
Rueda loca
microcontrolador
Stepper motors
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Línea de sensores infrarroja
Rueda loca
Líneas de sensores con CNY70
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Objetivo del Experimento

• Modelizar la planta a compensar.
• Obtener el compensador que hace que el sistema
  sea estable.
• Implementación del compensador con un
  microcontrolador.
• Verificación de los resultados obtenidos
  experimentalmente con lo calculado teóricamente.

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Características Principales

• Experimento de Control Digital Discreto.
• Controlador P-I discreto.
• Microcontrolador PIC18F452-40
• Control de motores paso a paso.

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Características Principales

• Línea de sensores infrarrojos con sensores
  infrarrojos CNY70.
• Leds indicadores de evolución del algoritmo de
  control.

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VIDEO SEGUIDOR
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FUTURAS PRUEBAS

• Algoritmos de control implementados con redes
  neurales.
• Algoritmos de control implementados con Fuzzy
  Logic.
• Comparar desempeños de los distintos algoritmos.

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BARCO CONTROLADO A DISTANCIA
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Objetivo del Experimento

• Realizar un bote radio controlado que permita
  realizar experimentos.
• En una segunda fase, logar que el bote se dirija
  de forma autónoma a puntos previamente
  programados mediante un receptor GPS.
• Transmitir a la costa información de a bordo
  (temperatura, estado baterías, etc.)

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Objetivo del Experimento

• Permitir, por ejemplo, tomar muestras de lagos
  para estudios de contaminación.
• Relevar perfil de profundidades.
• Transmitir imágenes a la costa.
• Seguir un rumbo predeterminado tomando la
  información de la posición del modulo GPS.

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Características Principales

• Motor Brushless de alto rendimiento
• Baterías de Litio-Polímero.
• Control multiprocesador, PIC18 / rabbit 4000.

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Características Principales

• Autonomía deseada 2 KM
• Supervisión permanente del estado de batería para
  permitir la recuperación del bote.
• Sensores internos de inundación y temperatura de
  batería y motor.

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Diagrama en Bloques
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Motor 540 S y Reducción
Alimentación trifásica
reducción
Motor brushless trifasico
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Características del MotorUHT Magnet Hight Power
Brushless Motor

• Apto 4-8 celdas LI-PO
• 35.8mm dia x  51mm long
• 225 grams eje 3,17mm
• Rodamientos para 50.000 rpm
• 4.436 rpm/volt.
• Potencia máxima aproximada 500 watts

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Control de Velocidad Motor 540 S
Señal de control
Speed control
Salida trifásica motor
Refrigeración por agua
Entrada de CC
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Características Speed Controller JETI MASTER 0
Navy

• Apto 2-5 celdas Li-PO.
• Corriente máxima CC 70 Amper
• Refrigeración por agua.
• Interfaz directa receptor FUTABA.

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Árbol de Hélice
Hélices varias
Accesorios de ajuste
Árbol de hélice
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Baterías Litio-Polímetro
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Características Baterías Litio-Polímero

• 2250 mAh 11.1 volts
• 12C-15C en descarga continua. 20C en
  cortocircuito
• Packs de 3 celdas.

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Radio Futaba
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Características Transmisor FUTABA

• 7 canales.
• Alcance aproximado 1,5 km
• Modulación FM
• Autonomía Baterías Ni-Cd. Mínimo 2 horas en uso
  permanente

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Receptor Futaba
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Características Receptor FUTABA

• 7 canales.
• Modulación FM
• Alimentación 6 volt máximo
• Consumo aprox. 20 mA sin servos.

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Servos Futaba
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Rabbit 4000
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GRAFICADOR DE CURVAS DE DISPOSITIVOS
Alimentación
DAC 0808
Display LCD 320 x 240
microcontrolador
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Dispositivo bajo prueba
Dispositivo bajo prueba
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Funcionamiento

• Se relevaron las curvas de un transistor BC337.
• Para ello se genera un barrido de la tensión
  colector-emisor y se mide y plotea la corriente
  de colector, manteniendo la corriente de base
  como parámetro.
• Utilizando la rutina plot_at implementada en el
  driver desarrollado se grafica la curva del
  dispositivo.

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Curvas del Transistor BC337
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FUTURAS PRUEBAS

• Se calcularán con el graficador en forma
  automática distintos parámetros de modelo Híbrido
  PI del transistor.
• Implementar el graficador utilizando el
  procesador Rabbit 4000.
• Mediante la interfaz ethernet del módulo rabbit
  visualizar en la PC las curvas relevadas.

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PROYECTOS REALIZADOS POR LOS ALUMNOS
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TETRIS
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Objetivo del Desarrollo

• Realizar una emulación del clásico juego TETRIS.
• Realizar una interfaz óptica que permita jugarlo
  a través del vidrio del laboratorio.
• Escribir la memoria Flash del procesador para
  mantener el historial del juego.

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Diagrama en bloques
Fuente de Alimentación
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Característica del Software

• Líneas (del código principal) 1200
• Lenguaje de programación C
• Memoria Flash Usada (incluye las imágenes) 23,4
  KB (73,2 ) de un total de 32 KB
• Memoria RAM 809 Bytes (52,7) de un total de
  1024 Bytes
• Tiempo Empleado en programación y hardware
  Plaqueta 70 Horas

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Hardware del TETRIS
Display
microcontrolador
comando
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Diseñador del TETRIS
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Video del Tetris
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FUTURAS PRUEBAS

• Terminar de desarrollar la interfaz óptica y
  ubicarlo en la vidriera del laboratorio del
  subsuelo.
• Agregarle algún sonido al cumplir eventos
  determinados del juego.
• Implementación en rabbit.

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SIMON
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Esquema del desarrollo
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Características principales

• Microcontrolador 16F628A
• Software realizado en assembler.
• Comando del juego mediante sensores ópticos
  infrarrojos.

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Otros Proyectos actualmente en curso

• Control de la temperatura de un horno
• Control Posición Péndulo invertido
• Robot bi-rueda para pruebas de algoritmos PID /
  fuzzy-logic / redes neurales.
• Control vuelo dispositivo bi-turbina.