Cómo surgió la idea:
Cómo surgió la idea:
Este proyecto surgió en 2013 como un proyecto integrador de distintos conocimientos aparentemente dispares como son la informática, la neumática y la electrónica básica.
La pregunta que surgió fue:
Embedded Files
¿QUÉ PODEMOS HACER SI TENEMOS...
UN TALLER CON ORDENADORES
ENTRENADORES DE NEUMÁTICA
UNA DOTACIÓN DE ELECTRÓNICA
Y UN LENGUAJE DE PROGRAMACIÓN?
PUES PODEMOS CONECTARLO TODO...
Y MONTAR UN CIRCUITO ELECTRONEUMÁTICO CONTROLADO POR ORDENADOR
Plan de Trabajo
Plan de Trabajo
Parte 1: Neumática
Parte 1: Neumática
La primera parte del curso consistió en estudiar los circuitos neumáticos y electroneumáticos, lo cual se hizo en distintas fases, que se reumen a continuación:
1.1 Neumática Básica. Componentes
1.1 Neumática Básica. Componentes
ESQUEMA DE BLOQUES:
PRODUCCIÓN Y TRATAMIENTO DEL AIRE:
VÁLVULAS DISTRIBUIDORAS:
VÁLVULAS DE REGULACIÓN Y CONTROL:
ACTUADORES:
1.2 Neumática Básica. Circuitos
1.2 Neumática Básica. Circuitos
CIRCUITOS BÁSICOS:
CIRCUITOS CON MANDO DIRECTO:
SIMULACIÓN DE CIRCUITOS:
fsim_puerta.mp41.3 Electroneumática
1.3 Electroneumática
Para poder controlar los cilindros neumáticos mediante el ordenador necesitamos algún elemento que transforme las señales eléctricas del ordenador en neumáticas: la electroválvulas
FUNCIONAMIENTO MONOESTABLE:
FUNCIONAMIENTO BIESTABLE:
1.4. Nuestro Circuito Neumático
1.4. Nuestro Circuito Neumático
CONDICIONES DE DISEÑO:
1. CILINDRO DE DOBLE EFECTO
a) controlado por una válvula electroneumática 4/2 monoestable
b) provisto de un reguladores de velocidad neumático en el avance y otro en el retroceso
c) dispondrá de tres sensores de posición electromecánicos, uno en posición inicial, otro intermedia y
otro en posición final
2. CILINDRO DE SIMPLE EFECTO
a) controlado por medio de una válvula electroneumática 3/2 monoestable
b) con regulación de velocidad neumático en el avance
c) con un sensor de posición final electromecánico
NUESTRO CIRCUITO NEUMÁTICO:
CONEXIONES ELÉCTRICAS:
Como las electroválvulas funcionan a 24 V y las salidas del ordenador funcionan a 5 V, es necesario fabricar un circuito "interface" que adapte ambos tipos de señal. Eso se explicará en el apartado de electrónica.
ENTRADAS:
Los senores electroneumáticos denuestro circuito se conectan direcatmente a las entradas del interface. El circuito de conexiones es el siguiente:
Los conectores E3, E2, E2 y E0 se conectarán a las entradas del interface
SALIDAS:
Las salidas S3 y S0 del interface se conectan directamente a las electroválvulas V1 y V4 que controlan los dos cilindros neumáticos
Parte 2: Electrónica
Parte 2: Electrónica
En la segunda parte del curso estudiamos los componentes electrónicos y algunos circuitos básicos. Y como práctica realizamos una tarjeta interface para adaptar los 24 Voltios de las electroválvulas a los 5 voltios del ordenador
2.1. Componentes electrónicos
2.1. Componentes electrónicos
COMPONENTES PASIVOS:
COMPONENTES ACTIVOS:
2.2. Circuitos electrónicos básicos
2.2. Circuitos electrónicos básicos
SENSOR DE ILUMINACIÓN:
FUENTE DE ALIMENTACIÓN:
2.3. Diseño y fabricación de la tarjeta interface
2.3. Diseño y fabricación de la tarjeta interface
DISEÑO DE LAS ENTRADAS:
La señal proviene de 4 sensores de posición del circuito neumático, que funcionan a 24 V (E3, E2, E1, E0). Estas señales de 24 V se reducen a 5 V para poder introducirlas en el ordenador por medio de una resistencia y un diodo Zener. Una vez reducida la tensión se conectan a las patillas 13, 12, 10 y 15 del puerto paralelo del ordenador.
DISEÑO DE LAS SALIDAS:
Utilizamos 4 relés, accionados por otros 4 transistores, conectados a las patillas de datos (2-5). Los relés accionarán las salidas S0, S1, S2 y S3 conectadas a las electroválvulas. Los Zener son de protección contra excesos de tensión.
CIRCUITO PRÁCTICO:
Resulta de representar los componentes en la posición real que tendrán en el circuito impreso.
CIRCUITO IMPRESO:
RESULTADO FINAL:
Parte 3: Programación con Winlogo
Parte 3: Programación con Winlogo
3.1. Winlogo básico
3.1. Winlogo básico
WINLOGO es un lenguaje de programación sencillo con instrucciones en español que permite controlar el movimiento de una tortuga en la ventana gráfica o dispositivos externos (bombillas, motores, etc.) conectados al puerto paralelo
PASOS PARA EL APRENDIZAJE DE WINLOGO:
Para el aprendizaje del uso de Winlogo se siguieron ocho pasos:
Programas y programación
Presentación de Winlogo: Ventanas (Gráficos, trabajo, Textos, edición), Iconos y Primitivas (las instrucciones de Winlogo)
Modo Directo: dar órdenes directas para que la tortuga haga algo
Modo procedimental: "procedimientos " son los programas realizados con Winlogo
Variables: qué son y cómo se utilizan
Introducir mensajes en el programa
Programación modular: programación por secciones o subrutinas
Diagramas de flujo
UN EJEMPLO DE PROGRAMA CON VARIABLES
EJEMPLO: dibujar en la ventana gráfica un cuadrado que tenga variables el lado, el grosor y el color, pidiendo datos por la ventana de textos
para cuadrado ;“para” le dice al ordenador que empieza un procedimiento llamado “cuadrado”
bp poncl 1 ;borra pantalla grafica y pone el color negro
es [escribe el color del lápiz (de 1 a 15)] ;saca un mensaje por la pantalla de textos
haz “color leepalabra ; crea la variable “color” y mete en ella el valor escrito en el teclado
poncl :color ; utiliza la variable “color” para poner el color del lápiz
es [escribe el grosor del lápiz (de 1 a 10)] ; saca un mensaje por la pantalla de textos
haz “grosor leepalabra ; crea la variable “grosor” y mete en ella el valor escrito en el teclado
pong :grosor ; utiliza la variable “grosor” para poner el grosor del lápiz
es [escribe el lado del cuadrado (de 10 a 100)]
haz “lado leepalabra
repite 4 [av :lado gd 90] ; dibuja un cuadrado de lado, grosor y color variables en cada ejecución
Fin ; termina el procedimiento
3.2. Señales digitales y códigos numéricos
3.2. Señales digitales y códigos numéricos
CÓDIGOS BINARIOS:
Se explica el sistema de numeración binario y su equivalente decimal
PRÁCTICAS DE PROGRAMACIÓN CON LA TARJETA DE LEDS:
Para las prácticas de programación contamos con tarjetas de 8 leds de salida y 4 conmutadores de entrada, provista de un cable paralelo
CÓDIGOS NUMÉRICOS DE LAS ENTRADAS DE NUESTRA TARJETA DE LEDS
La primitiva Leepuerto 889 lee el valor binario enviado por la posición de los conmutadores de entrada según el siguiente código:
Se puede observar que el valor que da la tarjeta es el valor binario sumado al valor 7. Esto es debido a la forma en la que se ha construido la tarjeta a partir del puerto paralelo.
Por ejemplo, leepuerto 889 lee el valor “15” cuando se activa el conmutador E0, ya que E0 = 8 (+7) =15
CÓDIGOS NUMÉRICOS DE LAS SALIDAS A NUESTRA TARJETA
La primitiva Escribepuerto 888 activa los leds de salida según su valor binario activando una tensión de 5 voltios para el nivel alto
Por ejemplo, Escribepuerto 888 37 enciende los leds D5, D2 y D0, ya que D5 = 32, D2 = 4 y D0 =1; siendo 32 + 4 + 1 = 37
CÓDIGOS NUMÉRICOS DE LAS ENTRADAS DE LA TARJETA INTERFACE DE RELÉS
Las entradas provienen de los finales de carrera del circuito neumático, Las hemos nombrado como E3, E2, E1 y E0, y están conectadas a las patillas 10,12,13 y 15 del cable paralelo según el siguiente código:
CÓDIGOS NUMÉRICOS DE LAS SALIDAS DE LA TARJETA INTERFACE DE RELÉS
Las salidas se conectan a las electroválvulas del circuito neumático. Las hemos nombrado como S3, S2, S1 y S0, y están conectadas a las patillas 10,12,13 y 15 del cable paralelo. Sus valores siguen el código binario natural.
3.3. Secuencia de movimientos y ejemplos de programación
3.3. Secuencia de movimientos y ejemplos de programación
Primer movimiento: El cilindro A1 avanza hasta la mitad y regresa 5 veces
Para avance
Haz "entrada LeePuerto 889
Si :entrada = 64 [escribepuerto 888 8]
BP PonFondo 16 GD 90
Rotula :contador Es :contador
Si :entrada = 32 [escribepuerto 888 0 haz "contador :contador + 1 espera 50]
Si :contador = 6 [Medio]
Recicla avance
Fin
Segundo movimiento: Avanzan A1 y A2 hasta el final, esperan y vuelven los dos
Para Medio
EscribePuerto 888 9
Haz "entrada LeePuerto 889
Espera 40
Si :entrada = 24 [escribepuerto 888 0 espera 500 otro]
Medio
Fin
Otros movimientos:
3º) Avanza A2 y al momento avanza A1
4º) Retrocede A1 hasta la mitad y avanza
5º) Esperan A1 y A2 un momento , luego retrocede A2 y después A1
6º) vuelve a repetir el ciclo
3.3. Programa final
3.3. Programa final
Para avance
Haz "entrada LeePuerto 889
Si :entrada = 64 [escribepuerto 888 8]
BP
PonFondo 16
GD 90
Rotula :contador
Es :contador
Si :entrada = 32 [escribepuerto 888 0 haz "contador :contador + 1 espera 50]
Si :contador = 6 [termina]
Recicla
avance
Fin
Para mesa
EscribePuerto 888 0
BT
Haz "contador 1
avance
Fin
Para otro
BT
BP GD 90 Rotula [4 E.S.O.]
PonFondo 10
EscribePuerto 888 0
Espera 100
EscribePuerto 888 1
Espera 100
EscribePuerto 888 9
Espera 100
EscribePuerto 888 1
retorno
Espera 100
EscribePuerto 888 8
Espera 100
EscribePuerto 888 0
BP SL GI 90 Av 160 BL GD 180
PonGrosor 8
Rotula [I.E.S. GRAN VIA]
PonFondo 11
Espera 2000
mesa
Fin
Para retorno
Haz "enter LeePuerto 889
Es :enter
Si :enter = 40 [escribepuerto 888 9] [retorno]
Fin
Para termina
EscribePuerto 888 9
Haz "entrada LeePuerto 889
Espera 40
Si :entrada = 24 [escribepuerto 888 0 espera 500 otro]
termina
Fin
4. Video final
4. Video final
P5.neum_wlog'2013.wmvReport abuse