1. SISTEMA EDUCACIONAL PARA
EL DESARROLLO DE
APLICACIONES MECATRÓNICAS
Autor: Martínez Marrodán, David
Tutor: Zalama Casanova, Eduardo
INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL
EN ELECTRÓNICA
Valladolid , Julio de 2010
3. Índice
Objetivos.
Elección microcontrolador.
Documentación y búsqueda.
Elección hardware.
Desarrollo hardware. ¿Cómo Programar interfaz?
Desarrollo software.
Resultados obtenidos.
Aplicación mecatrónica.
Sistema educacional para el desarrollo de aplicaciones mecatrónicas
4. Documentación y búsqueda
Diferentes criterios
Potencia. E/S específicas. Coste. Conocimiento previo.
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5. Documentación y búsqueda
¡Herramientas de desarrollo gratuitas!
Compilador C Mplab C30
Programador dsPIC Bootloader
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6. Documentación y búsqueda
Conocimiento previo
Poca potencia.
Familia PIC 16 Poca memoria.
Escasas E/S dedicadas
“Fundación Cartif”.
dsPIC30F6011A Cumple especificaciones.
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7. Documentación y búsqueda
Las principales características del dsPIC30F6011A son:
Núcleo RISC y motor DSP. Trabajando hasta 30 MHz
Bus de datos de 16 bits y bus de direcciones de 24 bits
Memoria de programa de 132 Kinstrucciones
Memoria de datos de 6 Kposiciones de 16 bits.
52 entradas/salidas.
5 temporizadores.
8 patillas con capacidad PWM
8 patillas detectoras de cambio de estado lógico
16 patillas con conversor A/D de 12 bits.
Bus USART e I2C
Otros periféricos no empleados: SPI, CAN…
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8. Índice
Objetivos.
Elección microcontrolador.
Documentación y búsqueda.
Elección hardware.
Desarrollo hardware. ¿Cómo Programar interfaz?
Desarrollo software.
Resultados obtenidos.
Aplicación mecatrónica.
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9. Documentación y búsqueda
Muestra representativa
Servomotor Paso a paso Motor DC Pantalla LCD
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10. Índice
Objetivos.
Elección microcontrolador.
Documentación y búsqueda.
Elección hardware.
Desarrollo hardware. ¿Cómo Programar interfaz?
Desarrollo software.
Aplicación mecatrónica.
Resultados obtenidos.
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11. Documentación y búsqueda
Visual Basic .NET
Rápida curva de aprendizaje.
Mucha información.
Compilador gratuito.
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12. Índice
Objetivos.
Documentación y búsqueda. Desarrollo de placas.
Desarrollo hardware. Diseño del banco de pruebas
Desarrollo software. Montaje.
Aplicación mecatrónica.
Resultados obtenidos.
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13. Desarrollo hardware
Software Diseño de
Circuitos de potencia.
Kicad
Placa microcontroladora.
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14. Desarrollo hardware
Circuitos de potencia
potencia potencia
Circuito de potencia.
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15. Desarrollo hardware
Circuitos de potencia
Motores DC Puentes H
Paso a paso unipolares Amplificación directa
con MOSFET.
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16. Desarrollo hardware
Placa microcontroladora
Conectores.
Adaptar señal comunicaciones.
MAX232.
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17. Índice
Objetivos.
Documentación y búsqueda. Desarrollo de placas.
Desarrollo hardware. Diseño del banco de pruebas
Desarrollo software. Montaje.
Aplicación mecatrónica.
Resultados obtenidos.
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18. Desarrollo hardware
Distribución
Sectorial.
Fuente y dsPIC centrados.
Ahorro cableado.
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19. Índice
Objetivos.
Documentación y búsqueda. Desarrollo de placas.
Desarrollo hardware. Diseño del banco de pruebas
Desarrollo software. Montaje.
Aplicación mecatrónica.
Resultados obtenidos.
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21. Índice
Objetivos.
Documentación y búsqueda.
Desarrollo hardware.
Librerías
Desarrollo software.
Interfaz
Aplicación mecatrónica.
Resultados obtenidos.
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22. Desarrollo software
Problemas
¿Qué placa se va emplear?
¿Qué dispositivos se van a conectar?
¿Dónde se van a conectar?
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23. Desarrollo software
Soluciones
Definir equivalencias entre
microcontrolador y placa.
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24. Desarrollo software
Soluciones
Control patillas: libres/ocupadas, entrada/salida,
funciones asociadas.
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25. Desarrollo software
Soluciones
Filosofía de trabajo en dos etapas:
Configuración Acción
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26. Desarrollo software
Configuración patillas
Entrada o salida digital.
Entrada input capture.
Entrada conversor A/D.
Salida PWM.
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27. Desarrollo software
Acción patillas
Leer estado entrada digital.
Establecer salida digital.
Leer valor entrada analógica.
Establecer valor PWM.
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28. Desarrollo software
Configuración motores
Hasta 5 servomotores.
Hasta 4 motores paso a paso.
Hasta 6 motores DC de entre los cuales:
Hasta 4 con realimentación mediante potenciómetro.
Hasta 4 con realimentación mediante codificador.
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29. Desarrollo software
Acción motores
Servomotores en posición o velocidad.
Paso a paso bidireccional.
Motor DC giro en función de potencia
Control de posición entre 0 y 100 con potenciómetro.
Control posición o velocidad mediante codificador.
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30. Desarrollo software
Otras acciones
Comunicaciones RS232 e I2C.
2 temporizadores configurables.
Gobierno pantalla LCD.
Regulador PI.
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31. Desarrollo software
Regulador PI
PI con anti windup mediante back calculation, se
satura al llegar al 100 %.
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32. Desarrollo software
Regulador PI
Empleado en motores.
Aplicable a cualquier proceso pasando:
Kp,Ti,Ts, valor actual, consigna, error integral
acumulado.
Respuesta entre -100 y 100.
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33. Índice
Objetivos.
Documentación y búsqueda.
Desarrollo hardware.
Librerías
Desarrollo software.
Interfaz
Aplicación mecatrónica.
Resultados obtenidos.
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34. Desarrollo software
Objetivos
Comunicación sencilla con el dsPIC.
Ajuste intuitivo.
Gráfica de respuesta del lazo cerrado.
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38. Aplicación mecatrónica
Examinador de placas
Comprobar soldadura componentes.
Ordenador.
Servomotores para posicionar.
Codificadores incrementales.
Webcam.
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40. Resultados obtenidos
Sistema educacional
Muestra y estudio de diferentes motores.
Estudio del microcontrolador dsPIC.
Prácticas de regulación y ajuste del PI.
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41. Resultados obtenidos
Aplicaciones mecatrónicas
Rápido desarrollo de aplicaciones.
Funciones sencillas y flexibles.
Programar sin conocer el dsPIC
Bajo coste.
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