Para descargar el reporte------Reporte final proyecto ondas guiadas
INSTITUTO
POLITECNICO NACIONAL
ESCUELA
SUPERIOR DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA
ZACATENCO
INGENIERIA
EN COMUNICACIONES Y ELECTRONICA
MATERIA:
ONDAS
GUIADAS
Profesor:
BRITO
RODRÍGUEZ ROLANDO
ANTEPROYECTO
Realizado
por:
Cervera
Vargas Irvin Edgar
Maya
Méndez Leobardo Jesús
Ramírez
Nicolás Dante
Grupo:
4CM8
Fecha
de entrega:
18-NOVIEMBRE-2016
Objetivo
Controlar
un dispositivo motorizado a través de una radiofrecuencia de 433 MHz.
Marco Teórico
En
este artículo trataremos el desarrollo de un proyecto de radio control
sencillo. Utilizaremos los populares circuitos codificadores y decodificadores
HT12E y HT12D de Holtek y un par de
módulos de radiofrecuencia de 433 Mhz. El sistema de control remoto nos permite
controlar hasta 4 salidas digitales que podemos conectar a cualquier carga
utilizando los circuitos de interfaz apropiados. Los módulos de RF utilizan un
esquema de modulación OOK (ASK). Esto quiere decir que la señal portadora es
encendida y apagada para representar los “unos” y “ceros” lógicos en el flujo
de datos. Se trata de un sistema que puede aplicarse en multitud de situaciones
y que por su simplicidad es indicado para ser construido por cualquier persona
que pueda utilizar un protoboard y tenga el conocimiento para leer el diagrama
del circuito.
En
la foto de portada vemos un Kit de módulos RF de 433 Mhz, que funcionan como el
corazón de este proyecto.
El
proyecto de radio control y su funcionamiento
El
par de módulos modelo RFL-001 funcionan como un enlace de datos simplex, es
decir, solamente transmiten información en un solo sentido. Aún así resultan
extremadamente útiles en aplicaciones sencillas que no requieren una
comunicación bidireccional. Los módulos se conectan fácilmente a cualquier
microcontrolador y/o circuitos codificadores y decodificadores, permitiéndonos
tener un enlace de RF funcional en muy poco tiempo.
En
la foto se muestra la fotografía de los módulos de radio. El módulo más pequeño
es el transmisor, mientras que el dispositivo de forma más alargada es el
receptor.
La
ventaja de utilizar este tipo de módulos es que todo (o la mayor parte) del
diseño de radiofrecuencia ya fue realizado y hay pocas formas de cometer
errores. Todos los componentes externos al módulo de RF son estándar y se
consiguen con relativa facilidad.
Lista
de Materiales
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2 Protoboards
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2 Fuentes de alimentación de 5 volts
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4 Botones “Pushbutton”
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1 Kit Transmisor/Receptor ASK 433 Mhz o 315 Mhz
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1 Circuito Integrado HT12E
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1 Circuito Integrado HT12D
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4 Capacitores cerámicos de 100 nF
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4 Resistencias de 330 Ohms 1/4W
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4 Resistencias de 10 KOhms 1/4W
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1 Resistencia 1 MOhm 1/4W
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1 Resistencia 47 KOhms 1/4W
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4 Diodos Led
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Todos
los materiales para armar un circuito de este tipo pueden ser adquiridos en nuestra
tienda virtual.
Circuito Transmisor con encoder HT12E
A
continuación se muestra el diagrama esquemático para el transmisor con el
módulo de RF y el HT-12E. El módulo de RF transmisor acepta una señal digital
que se “montará” sobre una portadora de 433 Mhz, cambiando la amplitud de la
señal portadora según el valor lógico de la señal a transmitir (datos). Podemos
imaginarnos esto como una especie de código morse en el que la información
binaria se transmite mediante la ausencia o presencia de señal portadora. El
circuito HT12E genera un flujo de datos serial que contiene la información de
estado de las 4 entradas digitales y la información de direccionamiento
(ajustada mediante el DIP switch en el esquematico).
El
circuito transmisor requiere una fuente de alimentación que preferentemente
debe ser de 5V (hasta 12V). El DIP switch conectado a las lineas de dirección,
puede o no estar presente, ya que todas las entradas de dirección en el HT12E
tienen resistencias Pull-Up. La resistencia conectada entre los pines OSC1 y
OSC2 determina la velocidad de transmisión de datos y debe coincidir con la
velocidad de datos en el receptor para que la información pueda ser
interpretada de manera correcta.
Circuito Receptor con decoder HT12D
El
módulo receptor presentará en el pin de salida una señal digital muy similar a
la que entró en el módulo transmisor. Es
responsabilidad del circuito que recibe esta señal digital verificar la
integridad de la transmisión y decidir que se debe hacer. El circuito HT12D
esta encargado de esta tarea. El circuito lee los datos seriales y cambia el
estado de sus salidas según el patrón recibido. El resultado de dicha operación
se muestra en 4 leds. Un quinto del muestra cuando el HT12D recibe una señal
valida.
Construcción y puesta en Marcha
Para
la construcción del sistema de control remoto, podemos utilizar un par de
protoboards en los que insertaremos los componentes del transmisor y del
receptor. Para la antena, podemos utilizar un simple pedazo de alambre de unos
17 centímetros de longitud (1/4 de la longitud de onda a 433 Mhz). Para
distancias cortas (un metro tal vez) no es necesario utilizar una antena, de
hecho nosotros no la usamos en la etapa de pruebas.
Para
alimentar los circuitos con 5 volts, nosotros utilizaremos una fuente para
protoboard en conjunto con un adaptador de corriente común. Se puede utilizar
cualquier otra fuente que sea capaz de proporcionarnos 5 volts de manera
estable.
Una
vez que armemos los circuitos de acuerdo a los diagramas, recomendamos revisar
una ultima vez la orientación de los circuitos, capacitores y todos los
dispositivos que tienen polaridad.
El
circuito NO requiere ningún ajuste por parte del usuario, ya que los módulos
vienen sintonizados de fábrica. Para probar el circuito, podemos
simplemente aplicar energía y presionar
los botones en el protoboard en el que armamos el transmisor, deberíamos ver
como encienden los leds correspondientes en el receptor.
Funcionamiento del Vehículo a Control
Remoto
El
sistema para hacer funcionar un modelo RC se compone básicamente de un transmisor
de radio, un receptor y servomecanismos. El transmisor usualmente tiene forma
de caja y se alimenta por baterías.
Al
accionar los botones del transmisor se envía una señal de radio al receptor
colocado dentro del vehículo, al recibir estas señales el receptor las
descodifica transformando esta en impulsos eléctricos y hace funcionar los
servomecanismos que van conectados al vehículo.
Los
servomecanismos son las partes mecánicas que ejecutan los movimientos del
volante y permiten acelerar o frenar el modelo. El receptor también es
alimentado por una batería.
Los
coches controlados por radio utilizan una antena monopolo. Una antena monopolo
imita una antena dipolo mediante el uso de las propiedades reflectantes de un
plano de tierra, en este caso la propia Tierra. Para la máxima eficiencia de la
antena necesita ser diseñada para resonar a la frecuencia portadora deseada.
Para lograr esto, la longitud de la antena tiene que ser igual a 1/4 de la
longitud de onda de las ondas de radio que se comunican. La longitud de onda se
puede calcular usando:
Longitud de onda = velocidad de la luz / Frecuencia
El
circuito receptor situado en el Carrito incluye puentes H para manejar dos motores (el de
propulsión y el de dirección).
Diagrama de Tiempos
Vehículo de radio control
Fecha de inicio: 4 de Octubre
Fecha de entrega: 14 de noviembre
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Fechas
|
4-9
|
10-15
|
16-21
|
22-27
|
28-31
|
3-8
|
8-14
|
15-18
|
Consulta
de información.
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Planeamiento
del proyecto.
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Comparación
de costos de los materiales.
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Adquisición
de materiales.
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Ajustes
a los diagramas del circuito.
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Ensamblaje
de los circuitos.
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Identificación
y corrección de errores.
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Adaptación
del circuito en protoboard a una tablilla.
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Hacer
conexiones de la tablilla al vehículo.
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Búsqueda
y corrección de errores.
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Entrega
del proyecto.
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Costos de materiales
Tabla
de Costos
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2 Protoboards
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$46(2)= $92
|
2 Fuentes de alimentación de 5 volts
|
$30(2)=
$60
|
4 Botones “Pushbutton”
|
$7(4)=
$28
|
1 Kit Transmisor/Receptor ASK 433 Mhz o 315 Mhz
|
$35
|
1 Circuito Integrado HT12E
|
$30
|
1 Circuito Integrado HT12D
|
$35
|
4 Capacitores cerámicos de 100 nF
|
$4(4)=
$16
|
4 Resistencias de 330 Ohms 1/4W
|
$1(4)=
$4
|
4 Resistencias de 10 KOhms 1/4W
|
$1(4)=
$4
|
1 Resistencia 1 MOhm 1/4W
|
$1
|
1 Resistencia 47 KOhms 1/4W
|
$1
|
4 Diodos Led
|
$2(4)=
$8
|
1 Carcasa de automóvil a control remoto
|
$0
|
Placas para soldar
|
$50
|
Total
|
$365
|
Costos adicionales
Tabla
de Costos
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|
1 Multímetro
|
$250
|
1 Soldadura
|
$40
|
1 Pasta para soldar
|
$10
|
1 Cautín
|
$60
|
Total
|
$360
|
Debido a que ningún miembro
del equipo contaba con un multímetro funcional se tuvo que invertir en uno, al
igual que en un cautín, soldadura y pasta para soldar.
Costo total del proyecto: $675
Referencias
L.
Schlling Donald, 1989, Electronic Circuits (3ra. ed.), Singapore,
Mc Graw Hill.
L.
Floyd Thomas, 2007, Principios de Circuitos Eléctricos (8a. ed.), México,
Pearson.
Serrano
Gustavo, control Remoto inalámbrico [en línea], s/l, Universidad Cristóbal
Colón, 10 de enero del 2010, Dirección URL: http://ucctelecom.blogspot.mx/
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