electrónica análoga

1. UNIVERSIDAD DE LOS LLANOS
INGENIERIA ELECTRONICA
ELECTRONICA ANALOGA II
PROYECTO FINAL DE SEMESTRE
Franklin Jancovick varón huertas
Jaime Nicolás rodríguez
Jesús camilo Villamil
varon995_2011@hotmail.com
RESUMEN: El proyecto que se lleva cabo está
orientado a cumplir con uno de los objetivos
principales de la materia electrónica análoga II,
en la cual se pretende llevar al estudiante al
mejor nivel de comprensión y conocimiento en
el gran mundo funcional y aplicable de los
sistemas análogos. El proyecto que se
desarrolla se plantea como un barco radio
controlado, un sistema análogo que cuenta
con un sistema de control de desplazamiento,
y un punto de mando a distancia inalámbrico.
MARCO TEORICO
Frecuencia: Frecuencia es una magnitud que
mide el número de repeticiones por unidad de
tiempo de cualquier fenómeno o suceso
periódico.
Para calcular la frecuencia de un suceso, se
contabilizan un número de ocurrencias de este
teniendo en cuenta un intervalo temporal, luego
estas repeticiones se dividen por el tiempo
transcurrido. Según el Sistema Internacional (SI),
la frecuencia se mide en hercios (Hz), en honor a
Heinrich Rudolf Hertz. Un hercio es la frecuencia
de un suceso o fenómeno repetido una vez por
segundo. Así, un fenómeno con una frecuencia
de dos hercios se repite dos veces por segundo.
Esta unidad se llamó originariamente «ciclo por
segundo» (cps). Otras unidades para indicar la
frecuencia son revoluciones por minuto (rpm).
Radiocontrol: Radiocontrol (RC) es la técnica
que permite el gobierno de un objeto a distancia
y de manera inalámbrica mediante una emisora
de control remoto.
En el radiocontrol entran en juego tres técnicas
fundamentales: la electrónica que se encarga de
transformar los comandos dados en ondas de
radio en el transmisor y a la inversa en el
receptor, la electricidad, encargada de
proporcionar la energía necesaria a los
dispositivos tanto el comando (o transmisor)
como el receptor y la mecánica encargada de
mover los accionadores (o servos) que dan las
señales eléctricas demoduladas o decodificadas
en movimiento mecánico.
Existen todo tipo de vehículos de modelismo
dirigidos por radiocontrol, siendo los más
populares los coches, los aviones, los barcos, los
helicópteros y los submarinos.
1 INTRODUCCIÓN
En la materia electrónica análoga II el
estudiante es instruido para desarrollar
capacidades de manipulación, empleo y
modificación de elementos electrónicos
análogos. Este con una serie de prácticas y
fundamentaciones teóricas reconoce
características, funcionalidades, versiones entre
otras cosas; este principio de funcionamiento
análogo que compete a la materia impulsa el
diseño de un barco con desplazamiento
comandado a distancia, por radiocontrol.
2 PROCEDIMIENTO
2.1 INICIO MATERIALES Y
HERRRAMIENTAS
-madera
-Protoboard
-multímetro
-cartón paja
-módulos RF
-baterías 9v
-cable para conexión
-bisturí
-HT12E
-HT12D
-regulador 5v
2.2 PLANTEAMIENTO
En el inicio del diseño se analiza lo que se
quiere desarrollar, con sus características
modos de funcionamiento, con sus mecanismos
respectivos y las posibles justificación teóricas,
así mismo como sus posibles problemáticas.
2.3 MODELO DE LA ESTRUCTURA
La estructura (barco) así como la del punto
de mando (control) se definen a continuación
según la garantía de mejores resultados en los
modelos.

2. Barco:
Para el diseño de esta estructura es necesario
un material que cumpla con las cualidades
necesarias para mantenerse en la superficie del
agua y que este a su vez no sea demasiado
denso buscando reducir al máximo el esfuerzo
de los motores propulsores y por consiguiente
el consumo de energía. Dadas las anteriores
especificaciones el diseño del barco se basa en
madera y cartón paja que presenta un
índice de densidad baja y además de eso los
costos para su adquisición no son
significativos.
El modelo preliminar del diseño se muestra en
simulación a continuación:
FIGURA-1
El modelo de la figura-1 es el diseño que se
implementa con las siguientes especificaciones
de propulsión:
-dos motores en la parte posterior de la nave
encargados de propulsión del desplazamiento,
estos a su vez giran de modo centrifugo.
- para las direcciones se incorporan al diseño
dos motores, uno en la parte lateral derecha, y
otro en la parte lateral izquierda, con sus
respectivas aspas de propulsión.
DESCRIPCION DE LA PROPULSION
Los motores encargados son dos motores
tipo motorreductores, cada uno en las partes
limitantes de la sección posterior y l sección
lateral, estos motores poseen cada uno, una
aspa hecha de lata, tipo ventilador de 4 aspas,
como las siguientes con algunas modificaciones
que fortalecen la propulsión:
FIGURA-2
El diseño se visualiza a continuación:
FIGURA-3
Las aspas se diseñan se metal con la
intención de obtener la mejor fortaleza en
ellas y por consiguiente resultados eficientes.
La dirección del barco como se describió
anteriormente está dada por dos motores más,
uno a cada parte lateral del barco. Estos
motores son al igual que los motores de
propulsión principales de tipo motorreductores,
y están equipados cada uno respectivamente
con una aspa metálica de tipo remo con cuatro
aspas como la siguiente :
FIGURA-4

3. La i9ncorporacion al diseño de dichas aspas se
visualiza a continuación, con algunas diferencias
buscando mayor eficiencia:
FIGURA-5
Sépase que los motores encargados de la
dirección están en funcionamiento inverso, es
decir mientras uno impulsa la otra repulsa, esto
se justifica por la búsqueda de un giro en
menor tiempo.
La tabla que respecta al funcionamiento de los
motores es la siguiente:
DIRECCI
ON
RESULT
ADO
PROPULS
ION
RESULT
ADO
M1 M2 M3 M4
0 0 x 0 0 X
0 1 izquierda 0 1 ADELAN
TE
1 0 derecha 1 0 ATRÁS
1 1 x 1 1 X
Tabla-1
PUNTO DE MANDO
Para el punto de mando (control), se define una
estructura muy clásica; dado que el diseño y
construcción del proyecto se lleva cabo de
modo individual y sin presencia de
herramientas industriales la producción de un
diseño y la cercanía a la estética se dificulta
considerablemente. A pesar de ello los diseños
se realizan del modo más presentable posible, el
punto de control se diseña dentro de una caja
plástica, posteriormente cubierta con pintura
negra , el diseño presenta la siguiente
estructura:
FIGURA-6
2.4 FUNCIONALIDAD ELECTRONICA DE LA
ESTRUCTURA
TRANSMISION DE DATOS POR RADIO
FRECUENCIA
El modo como se pretende hacer el control a
distancia es por radiofrecuencia, un sistema
compuesto por dos 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.
FIGURA-7
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.
Se definieron estos módulos de
radiofrecuencia debido a que la estructura
funcional debe ser en lo mayor posible
análogo, pues se pueden encontrar en el
mercado electrónico de tipo digital, con muchas

4. más funcionalidades y quizás menos módulos
adicionales, pero dado que el proyecto , su
diseño se pretende llevar a cabo de modo
análogo, el módulo de radiofrecuencia descrito
es óptimo para el proyecto a fin.
(A)-TRANSMISOR-EMISOR:
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 circuitoHT12E 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).
FIGURA-8
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
OSC2determina 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.
Implementación del circuito emisor:
FIGURA-9
(B)-RECEPTOR
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 led muestra cuando el HT12D
recibe una señal valida.
FIGURA-10
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.

5. Circuito Receptor con HT12D armado en un
protoboard. Se han conectado 4 leds para
visualizar los datos recibidos.
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.
La implementación del circuito receptor es el
siguiente:
FIGURA-11
2.5 MOVIMIENTO DE LOS MOTORES
El control del movimiento de los motores se
realiza con la ayuda de un integrado l293DNE
de Texas instruments, este es bastante
reconocido para el control de dicho
funcionamiento. Este circuito integrado cuenta
con un diseño interno que posibilita la opción
de determinar el sentido se giro se un motor
dc. Este integrado posee salidas para dos
motores dc, así mismo como sus respectivas
entradas para el control de los mismos.
FIGURA-12
El funcionamiento del integrado se rige por la
siguiente tabla:
TABLA-2
Diagrama lógico:
FIGURA-13
En las siguientes tablas se especificara los
parámetros de funcionamiento del integrado
L293DNE:
FIGURA-14

6. FIGURA-15
2.6 INCORPORACION DE LOS BLOQUES AL
PROYECTO
CONTROL (EMISOR):
FIGURA-16
La estructura interna del control, compete los
modos de orden, en este caso pulsadores, que
generan el 1 lógico y que se transmite hasta el
codificador, como se sabe este tiene la
capacidad de procesar un máximo de 4 bits;
recibe, codifica y lo transmite al emisor , este a
su vez y por un proceso de configuración
interna de inductancia, transistores, resistores y
otros componentes realiza la transmisión de
los datos por medio de radiofrecuencia, la
implementación es la siguiente:
FIGURA-17
FIGURA-18
Esta implementación se realiza según las
especificaciones de los modelos anteriores,
como la figura-8.
RECEPTOR:
FIGURA-19
Esta implementación corresponde al circuito de
recepción RF, en este panel de la
implementación, la señal que se recibe por el
modulo RF, se transmite por el pin DATA, del
mismo al integrado decodificador, este lee la
información desempaqueta y establece cuál de
los bits de transmisión son unos y cuales ceros,
cabe recalcar que esta implementación se
realiza en una placa de prueba mini, a razón de
reducir al máximo el peso a bordo.
Las conexiones se realizan según se especifica
en la figura-9. Sépase que para la entrada del
voltaje especificado para el funcionamiento ideal
del circuito receptor se hizo uso de una batería
9v y un regular de voltaje a 5V, como el que se
muestra a continuación:

7. FIGURA-20
El funcionamiento de este es significativamente
elemental pero resulta fundamental para el
funcionamiento del módulo receptor:
1-presenta un voltaje de entrada (mayor a 5v).
2-conexión GND
3- Voltaje de salida (5v constantes).
De esta sección de recepción y decodificación
se pasa al resultado en el movimiento de los
motores, con el siguiente circuito:
FIGURA-21
La vinculación entre el modulo receptor y el
integrado L293DNE, se visualiza a
continuación:
FIGURA-22
2.7 ALIMENTACION
En lo que respecta al circuito emisor, la
alimentación se realiza con una batería de 9v,
incorporada en el control y en conexión como
respecta.
Para el circuito receptor, la polarización del
ciruito se da como especifica su funcionamiento
ideal, con 5V estables , esta polarización es
independiente de la alimentación del circuito
L293DNE, pues para la alimentación de este
se cuenta con cuatro baterías 9v sumadas en
paralelo a razón de aumentar la intensidad.
Sépase que el circuito receptor ubicado en el
barco comparte para todo un GND común,
pues esto involucra el funcionamiento de la
implementación, y la conexión común +VCC no
se da debido a que el circuito receptor en
presencia de tensiones mayores a 5V , tiende
a estado de corte-saturación, y en el peor de los
casos con una entrada muy mayor a 5v, a
fundirse. La sección de alimentación para los
motores se visualiza a continuación:
FIGURA-23
IMPLEMENTACION FUNCIONAL COMPLETA
(BLOQUE RECEPTOR):

8. FIGURA-24
Finalmente el proyecto funcional se visualiza a
continuación:
FIGURA-25
FIGURA-26
2 CONCLUSIONES
-los modulos análogos cuentan con multiples
aplicaciones que nos reducen el uso de
módulos extras necesarios cuanto se
involucran sistemas digitales.
-los módulos RF, brindan una posibilidad de
empleo muy eficiente y de gran utilidad, sin la
necesidad de conexiones con red, con lo cual
se reduce al complejidad y el sistema es mas
cómodo a la solución de problemas y
manipulación en general.
3 BIBLIOGRAFIA
Monografías.com
-Dispositivos electrónicos-Thomas L.Floyd
-Electrónica:
teoría de circuitos
y dispositivos
electrónicos
ROBERT L. BOYLESTAD
LOUIS NASHELSKY