DOCUMENTACION ELÉCTRICA

Fuente switcheada 12V. Esta fuente de alimentación se encargará de proveer la energía para los motores que componen el sistema placa ventilador. Se escogió una fuente del tipo Switcheada, debido a su eficiencia energética y por su alta potencia de salida. Además de esto, cuenta con protecciones contra sobre corriente y sobre carga que permiten preservar los demás elementos de la planta.

Protecciones: Corto circuito, sobrecarga, sobre-voltaje, sobre-temperatura Voltaje de salida: 12V

Corriente de salida: 10ª Potencia: 120W

Dimensiones: 20cm x 10cm x 4.4cm

La corriente a máximo torque para los dos motores que compondrán el sistema es de 4 A, lo cual suma 8 A, por tanto se escogió la inmediatamente próxima disponible en el mercado con el fin de garantizar un flujo eléctrico constante hacia los motores sin ningún percance.

Ilustración 28. Fuente switcheada 12V

Fuente: Didácticas Electrónicas. Fuente switcheada 12V [en línea]. 2008 [Consultado 25 de Julio de 2016]. Disponible en internet:

http://www.didacticaselectronicas.com/index.php/fuentes-adaptadores/fuentes- fijas/12v/fuente-suicheada-12v-10a-120w-detail

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Fuente parte lógica 5V. Alimentación para los dispositivos que utilizan niveles lógicos de voltaje para su funcionamiento como el sistema de desarrollo con microcontrolador y el driver de los motores. Se utilizaron fuentes separadas de voltaje debido a que las fuentes de alimentación multitensión disponibles en el mercado son más costosas y además no poseen la potencia de salida que tienen las fuentes de alimentación de un solo valor de tensión.

Voltaje de entrada: 110VAC/0.5ª - 220VAC/0.25A

Potencia: 25W

Frecuencia: 47~63 Hz

Protección contra cortocircuito, sobrecarga

Dimensiones: 8.4x5.8x3.2cm

LED indicador de encendido

Refrigeración por circulación de aire

La potencia que exige el circuito lógico es de aproximadamente 1 W frente a loa 25 w que es capaz de entregar la fuente (hay un 96% de potencia que puede ser utilizada). Esta fue seleccionada con el fin de otorgar un diseño modular en el cual los estudiantes pudieran utilizar motores de menor potencia y no fuera necesario la adición de nuevos circuitos de alimentación externos.

75 Ilustración 29. Fuente Parte Lógica 5V

Fuente: Didácticas Electrónicas. Fuente 5V [en línea]. 2010 [Consultado 25 de Julio de 2016]. Disponible en internet:

http://www.didacticaselectronicas.com/index.php/fuentes-adaptadores/fuentes- fijas/5v/fuente-suichada-5v-5a-25w-detail

Motor reductor DC. Motor reductor de 12 V de escobillas, equipado con una caja reductora con relación 18.75:1 y un encoder que provee 64 cuentas por revolución. Ideal para aplicaciones donde se necesita un movimiento preciso y fluido gracias a su capacidad de torque elevada. Este motor reductor será utilizado para la traslación de la placa móvil donde se encuentra el sistema hélice-motor. La elección de un motorreductor para esta parte del sistema, se debe a la necesidad de un movimiento de la hélice de forma suave y fluida. Esto no podría ser logrado fácilmente por un motor normal debido a que harías movimientos rápidos y bruscos del sistema de traslación que soporta el bastidor de la hélice.

En la sección de prototipado (Ver tabla de contenido) se analizó desde el punto de vista mecánico la dinámica del carro. Este análisis arrojo los valores máximos que debe poseer el motor para realizar la traslación del carro.

El torque deseado es de 3.95 Kg*cm, se escogió este motor reductor con esa relación debido a su torque a potencia máxima (5 Kg*cm), el cual está por encima de lo que se requiere brindando así un factor de seguridad extra para el sistema de traslación de la planta.

76 Ilustración 30. Motor reductor DC

Fuente: Didácticas Electrónicas. Motor reductor con encoder [en línea]. 2010 [Consultado 25 de Julio de 2016]. Disponible en internet:

http://www.didacticaselectronicas.com/index.php/elementos-

electromecanicos/motores-y-solenoides-1/motores-dc-1/motorreductor-con- encoder-500rpm-detail

Motor dc. Motor de 12V, 11000rpm, Stall torque: 0.3Kg-cm. Integra un encoder de 64 conteos por revolución. Puede funcionar como reemplazo de motores dañados en motor reductores 37D mm de Pololu.

Diámetro: 34.5mm (1.36in)

Longitud: 44mm (1.7in) aprox.

Consumo de corriente: 300mA sin carga

Este motor es el encargado de mover la hélice que provee el flujo de aire hacia la placa metálica. Se escogió un motor que incluye encoder, debido a que de este debe retornar una señal (Velocidad de la hélice) que permita el control del sistema placa-ventilador. Es necesario que este elemento pueda trabajar a altas revoluciones con el fin de proveer un flujo de aire constante hacia la placa metálica.

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Con el fin de generar un flujo de aire constante y que pueda obtener velocidades elevadas, la hélice debe girar a altas revoluciones (8000 rpm en adelante). Por esto fue seleccionado este motor, debido a que puede alcanzar velocidades de hasta 11000 rpm y se ajusta adecuadamente al presupuesto del proyecto.

Ilustración 31. Motor DC sin caja reductora

Fuente: Didácticas Electrónicas. Motor con encoder [en línea]. 2010 [Consultado 25 de Julio de 2016]. Disponible en internet:

http://www.didacticaselectronicas.com/index.php/elementos-

electromecanicos/motores-y-solenoides-1/motores-dc-1/motor-con-encoder-64- cpr-detail

Driver dual para motor dc. El módulo L298N es el complemento ideal para proyectos de robótica y Router CNC. Permite controlar hasta 2 motores de corriente continua o un motor paso a paso bipolar. También permite controlar un motor paso a paso unipolar configurado como bipolar de forma muy sencilla y eficaz.

El módulo permite controlar el sentido de giro y velocidad mediante señales TTL que se pueden obtener de microcontroladores y tarjetas de desarrollo como Arduino, Raspberry Pi y lauchpads de Texas Instruments. Este driver se encarga de manejar la corriente y voltaje que llegan a los dos motores de la planta. Esto se hace mediante la modulación PWM que proviene del sistema de control (Microcontrolador).

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Este módulo soporta cargas de hasta 7A por canal, lo cual está por encima de la corriente a torque máximo (5A) de cada uno de los motores. Se escogió así, para evitar daños en estos dispositivos que no permitan un correcto funcionamiento debido a su gran importancia en el sistema de transmisión de potencia eléctrica.

Ilustración 32. Controlador Dual

Fuente: Didácticas Electrónicas. Controlador Dual [en línea]. 2010 [Consultado 25 de Julio de 2016]. Disponible en internet:

http://www.didacticaselectronicas.com/index.php/robotica/controladores- 1/controlador-dual-2a-detail

Modulo bluetooth hc-06. El modulo Bluetooth HC-06 utiliza el protocolo UART RS 232 serial. Es ideal para aplicaciones inalámbricas, fácil de implementar con PC, microcontrolador o módulos Arduino. El sistema Bluetooth es adicionado al sistema con el fin de poder comunicarse con aplicaciones externas basadas en sistemas Android.

79 Ilustración 33. Modulo bluetooth hc-06

Fuente: Didácticas Electrónicas. Modulo bluetooth hc-06 [en línea]. 2010 [Consultado 25 de Julio de 2016]. Disponible en internet:

http://www.didacticaselectronicas.com/index.php/comunicaciones/modulo- bluetooth-hc06-detail

Arduino mega adk rev 3. Explicado con más detalle en la sección 7.3

Fuente: Didácticas Electrónicas. Arduino Mega ADK [en línea]. 2010 [Consultado 25 de Julio de 2016]. Disponible en internet:

http://www.didacticaselectronicas.com/index.php/sistemas-de- desarrollo/arduino/tarjetas-arduino/arduino-mega-adk-rev-3-detail

80 13.2 ESQUEMA MECANICO Y ENSAMBLE

81 Ilustración 35. Parte 2 planta placa ventilador

82 Ilustración 36. Partes planta placa ventilador

83 Ilustración 37. Parte planta placa ventilador

84 Ilustración 38 Partes 5 planta placa ventilador

85 Ilustración 39 Partes 6 planta placa ventilador

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Tabla 15. Elementos de la planta placa ventilador

# Elemento Nombre del elemento

1 Motor Hélice

2 Motor Desplazamiento

3 Soporte izquierdo motor

4 Soporte derecho placa motor

5 Tornillos soporte placa (derecha)

6 Tornillos soporte placa (izquierda)

7 Cables de conexión para potencia y

control (Motor hélice)

8 Cables de conexión para potencia y

control (Motor Traslación)

9 Carro soporte del motor hélice

10 Eje del motor

11 Piñón de transmisión

12 Placa soporte de motor traslación

13 Tornillos de sujeción entre placa soporte y motor traslación

14 Estructura del carro

15 Tornillos de sujeción entre placa soporte y estructura del carro

16 Riel dentado de traslación

17 Rieles de soporte del motor

18 Placa

19 Soporte derecho placa

20 Soporte izquierdo placa

21 Sensor posición angular

22 Soporte sensor posición angular

23 Tornillo del soporte del sensor

24 Tornillos de la placa

25 Eje placa

26 Contrapeso

27 Acople sensor angular

28 Rodamientos

29 Hélice

30 Láminas de seguridad

31 Eje roscado contrapeso

32 Tornillos ejes soporte carro

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Ensamble del motor hélice. Para desensamblar la estructura que soporta al motor de la hélice es necesario seguir los siguientes pasos:

 Desconectar los terminales del motor que se conectan a los cables de conexión (7) que vienen del sistema de potencia.

 Retirar los tornillos que soportan la placa al carro (9) tanto por la parte izquierda como la derecha. (5 y6 respectivamente).

 Retirar del carro (9) la placa que soporta el motor (12).

 Retirar la hélice (29) que está sobre el eje del motor (1) mediante sujeción.

 Retirar el motor (1) del agujero en la placa de soporte. Este está posicionado mediante presión sobre las paredes de la carcasa del motor.

Ensamble de la estructura del sistema de traslación. Desconectar los terminales del motor que se conectan a los cables de conexión (8) que vienen del sistema de potencia.

 Retirar el carro (9) de los rieles de soporte (17) y el piñón de transmisión (11) del riel dentado (16).

 Retirar tornillos entre placa y estructura del carro (15).

 Retirar motor (2) junto con placa de soporte.

 Retirar tornillos entre motor y placa de soporte (13).

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Ensamble de la placa sensor. Para desensamblar la placa y el sensor es necesario seguir los siguientes pasos:

 Retire las láminas de seguridad (30) de los extremos aplicando una palanca con un destornillador de pala.

 Retire el acople del sensor (27) y el eje aplicando presión sobre el prisionero.

 Retire los tornillos del soporte del sensor (23); afloje el sensor girando la tuerca de su eje y extraiga el sensor (21) con su soporte (22).

 Retire la pesa (26) girándola como indica la figura.

 Extraiga el eje roscado (31) halándolo hacia arriba.

 Retire los tornillos (24 y extraiga la placa (18).

 Por ultimo extraiga el eje (25) hacia el lado que muestra la figura.

Ensamble de los ejes de traslación y cremallera. Para desensamblar los ejes de traslación y la cremallera es necesario seguir los siguientes pasos:

 Retires los tornillos (34) que unen la base (33) con los soportes del eje hasta que se libere el eje (17); proceda de la misma manera para el resto de soportes y el eje del otro lado.

 Retire los tornillos que adhieren la cremallera (16) a la base (33) y extraiga los topes junto con la cremallera.

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