ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL
FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA
CLASIFICADOR DE PRODUCTOS MEDIANTE VISIÓN ARTIFICIAL
PROYECTO DE CONTROL CON MICROPROCESADORES
Dávalos Romero Daniel Alejandro
Espinoza Diego
Lema Danny
LLumiquinga Patricio
Millán Javier
Quito, Junio 2010
PRESENTACIÓN
La necesidad de aumentar la eficiencia, en el transporte de productos, y su
distribución, hizo necesaria la creación de un sistema automático como la banda
transportadora.
Es muy aplicada en las industrias, sobretodo, en las que sus productos necesitan
ensamblarse, como por ejemplo, la automovilística.
Desde la aparición de las cámaras digitales, empezó el uso de la visión artificial, el
cual, en la actualidad tiene muchas aplicaciones.
Desde usos industriales para identificar objetos o fallas en los productos, hasta para
tomar fotos de las placas de automóviles que comenten alguna infracción.
CAPITULO 1.
INTRODUCCIÓN
1.1. ESTUDIO DE BANDAS TRANSPORTADORAS
QUE ES UNA BANDA TRANSPORTADORA
Una banda transportadora es un sistema de transporte continuo formado
básicamente por una banda continua que se mueve entre dos tambores o rodillos
que son accionados mediante un motor eléctrico.
Mediante la fricción de uno de los tambores la banda es movida, y a su vez este
tambor es accionado por un motor, el otro tambor gira libremente, sin ningún tipo de
accionamiento, y su función es servir de retorno a la banda. Además entre tambor y
tambor existen rodillos para evitar que la banda por su peso pierda firmeza.
Las primeras cintas transportadoras que se conocieron fueron empleadas para el
transporte de carbón y materiales de la industria minera. El transporte de material
mediante cintas transportadoras, data de aproximadamente el año 1795. La mayoría
de estas tempranas instalaciones se realizaban sobre terrenos relativamente plano,
así como en cortas distancias.
APLICACIONES
Las bandas transportadoras se utilizan principalmente para transportar materiales
granulados, agrícolas e industriales, tales como cereales, carbón, minerales,
etcétera, aunque también se pueden usar para transportar personas en recintos
cerrados (por ejemplo, en grandes hospitales y ciudades sanitarias).
Existe una amplia variedad de bandas transportadoras, y se diferencian por su
modo de funcionamiento, medio y dirección de transporte, incluyendo
transportadores de tornillo, los sistemas de suelo móvil, que usan planchas
oscilantes para mover la carga, y transportadores de rodillos, que usan una serie de
rodillos móviles para transportar cajas o palés.
En la industria las bandas transportadoras son utilizadas como componentes en la
distribución y almacenaje automatizados. Combinados con equipos informatizados
de manejo de PLCs , permiten una distribución minorista, mayorista y manufacturera
más eficiente, permitiendo ahorrar mano de obra y transportar rápidamente grandes
volúmenes en los procesos, lo que ahorra costes a las empresas que envía o reciben
grandes cantidades, reduciendo además el espacio de almacenaje necesario.
VENTAJAS
Las ventajas que tiene la cinta transportadora son:
Permiten el transporte de materiales a gran distancia
Se adaptan al terreno
Tienen una gran capacidad de transporte
Permiten transportar un variedad grande de materiales
Es posible la carga y la descarga en cualquier punto del trazado
Se puede desplazar
No altera el producto transportado
1.2. MANEJO DE MANDOS NEUMÁTICOS
ELECTROVÁLVULAS
Una electroválvula es un dispositivo diseñado para controlar el flujo de un fluido a
través de un conducto como puede ser una tubería. Una electroválvula tiene dos
partes fundamentales: el solenoide y la válvula. El solenoide convierte energía
eléctrica en energía mecánica para actuar la válvula.
Existen varios tipos de electroválvulas. En algunas electroválvulas el solenoide actúa
directamente sobre la válvula proporcionando toda la energía necesaria para su
movimiento. Es normal que la válvula se mantenga cerrada por la acción de un
muelle y que el solenoide la abra venciendo la fuerza del muelle. Esto quiere decir
que el solenoide debe estar activado y consumiendo energía mientras la válvula
deba estar abierta.
También es posible obtener electroválvulas biestables que usan un solenoide para
abrir la válvula y otro para cerrar o bien un solo solenoide que abre con un impulso y
cierra con el siguiente.
Las electroválvulas pueden ser cerradas en reposo o normalmente cerradas lo cual
quiere decir que cuando falla la alimentación eléctrica quedan cerradas o bien
pueden ser del tipo abiertas en reposo o normalmente abiertas que quedan abiertas
cuando no hay alimentación.
A- Entrada
B- Diafragma
C- Cámara de presión
D- Conducto de vaciado de presión
E- Solenoide
F- Salida
MANDO DE ELECTROVÁLVULAS
ELECTROVÁLVULAS DESACTIVADAS.
ACTIVACIÓN DE SALIDA DEL VÁSTAGO.
ACCIONAMIENTO DE ENTRADA DEL VÁSTAGO.
1.3. CONTROL DE MOTORES PASO A PASO
Los motores paso a paso se caracterizan porque en ellos podemos regular su
velocidad y la dirección de giro dependiendo de la aplicación que le demos, como
en los convencionales pero con la diferencia de que los podemos dejar en una
posición fija y se puede hacer un giro del número de grados o de vueltas que
deseemos. Estos tipos de motores son utilizados en aplicaciones de precisión.
El estator está hecho con varias bobinas y el rotor consta de un imán permanente
con un número de polos que depende del ángulo de cada paso. El número de pasos
por vuelta de estos motores suele ser de 200, 96, 48 o 24. El giro del motor se hace
conectando secuencialmente las bobinas y atrayendo hacia ellas al rotor.
FUNCIONAMIENTO CON DOS BOBINAS
Los motores paso a paso bipolares generalmente vienen en presentaciones de
cinco y seis cables dos bobinas necesitan alimentación de potencia de polaridad
positiva y negativa. El flujo en el estator de un motor de este tipo, figura 1, se invierte
cuando se invierte, también, la corriente por el embobinado. El circuito de potencia
que alimenta las bobinas debe estar compuesto por un puente de interruptores que
permiten aplicar las dos polaridades. En el caso expuesto se utiliza un puente
compuesto por cuatro transistores. La misma figura también indica la secuencia que
debe aplicar el controlador electrónico para tener tres tipos de operación del motor:
operación normal de 4 pasos, operación en 8 pasos y operación de 4 pasos en forma
continua.
PASO TERMINALES
A B C D
1 +V -V +V -V
2 +V -V -V +V
3 -V +V -V +V
4 -V +V +V -V
FUNCIONAMIENTO CON 4 BOBINAS
Esta clase de motores tiene dos bobinas en cada uno de los estatores. El flujo se
invierte por medio de la energización de una de las bobinas con una fuente de una
sola polaridad. EL circuito que maneja este tipo de motor paso a paso es más simple
y utiliza menos transistores o interruptores.
1.4. COMUNICACIÓN SERIAL ENTRE AL ATMEGA 16 Y UNA PC
MEDIANTE LABVIEW
La comunicación serial entre el microcontrolador y el labVIEW se da mediante los
módulos USART y VISA respectivamente. En el microcontrolador, se configura el
modulo USART para tener una comunicación serial asincrónica de 9600 bauds, sin
paridad, con 8 bits de datos y un bit de parada. Esto se lo hace, mediante la
configuración del los registros UCSRA, USCRB, USCRC, UBRRL y UBRRH.
En labVIEW, deben configurar de igual manera la comunicación serial, y elegir el
puerto al cual está conectado el microcontrolador. Esto se hace mediante el toolkit
VISA:
1.5. PRINCIPIOS DE VISION ARTIFICIAL
Visión por Computadora
Se puede definir como la ciencia y la tecnología de las máquinas que pueden
“ver”.
Estudia y describe los sistemas de visión artificial que se implementan en SW
y HW.
La interacción y el intercambio entre la visión biológica y la visión por
computadora han sido muy fructíferos para los dos campos.
La visión por computadora está relacionada con la teoría y tecnología para
desarrollar sistemas artificiales que contienen información de imágenes.
Los datos de imágenes, pueden tomar diferentes formas:
Secuencias de video,
Vistas de múltiples cámaras, o
Datos multi-dimensionales de un scanner médico.
VC como Disciplina Tecnológica
Aplica la teoría y modelos a la construcción de sistemas de visión artificial
para:
Control de procesos (robots industriales o vehículos autónomos).
Detección de eventos (vigilancia visual)
Organización de información (Indexación de bases de datos de imágenes y
secuencias de imágenes),
Modelación de objetos o entornos (Inspección industrial, análisis de imágenes
médicas o modelación topográfica),
Interacción (Como dispositivo de entrada para interacción humano-
computador).
Subdominios de la Visión por Computadora
Reconstrucción de escenas
Detección de Eventos
Localización
Reconocimiento de Objetos
Aprendizaje
Indexado
Ego-motiony
Restauración de imágenes.
La visión industrial o visión artificial aplicada a la industrial abarca la informática, la
óptica, la ingeniería mecánica y la automatización industrial. A diferencia de la visión
artificial académica, que se centra principalmente en máquinas basadas en el
procesamiento de imágenes, las aplicaciones de visión artificial industrial integran
sistemas de captura de imágenes digitales, dispositivos de entrada/salida y redes de
ordenador para el control de equipos destinados a la fabricación tales como brazos
robóticos. Los sistemas de visión artificial se destinan a realizar inspecciones
visuales que requieren alta velocidad, gran aumento, funcionamiento las 24 horas
del día o la respetabilidad de las medidas.
El objetivo de un sistema de inspección por visión artificial suele ser comprobar la
conformidad de una pieza con ciertos requisitos, tales como las dimensiones,
números de serie, la presencia de componentes, etc.
Aplicaciones de la visión por computador
Con el incremento de potencia de los microprocesadores, las aplicaciones que
pueden resolverse con éxito utilizando sistemas de visión estan creciendo
rápidamente. Una aplicación puede exigir una o más funciones de procesamiento de
imágenes, que cuando se combinan crean una solución. La gama de detección es
muy amplia e incluye:
Forma o apariencia. Control de la conformidad.
Detección de defectos. Elementos discretos.
Detección de defectos. Tejidos o laminados.
Control por colores.
Medidas unidimensionales o bidimensionales.
Luz estructurada y otras técnicas de triangulación.
Técnicas tridimensionales.
Reconocimiento de caracteres.
Reconocimiento de piezas o componentes del producto.
Guiado predeterminado.
Guiado continúo.
Componentes de un sistema de visión artificial
Un moderno sistema de visión industrial consta de:
Un sistema de iluminación.
Una buena iluminación es especialmente importante para la toma de
imágenes de los productos en una línea rápida de producción, aunque
algunas aplicaciones pueden utilizar la luz ambiente.
La lente de la cámara.
La correcta selección de lentes es importante para alcanzar una solución
óptima.
Una o más cámaras para adquirir las imágenes.
Las cámaras pueden ser analógicas, pero el precio de las cámaras digitales
está disminuyendo, de modo que estas se están usando más a menudo.
Un dispositivo de interfaz para transferir las imágenes al ordenador.
Un procesador de imagen, ordenador o cámara inteligente.
Una opción es utilizar cámaras inteligentes que integran el procesamiento de
imágenes dentro de la propia cámara, evitando la necesidad de transferir
imágenes a un ordenador externo. La velocidad de proceso de estas cámaras
es inferior a la de un ordenador y existen aplicaciones en las que estas no son
adecuadas.
Una interfaz para notificar el resultado del análisis a un operador.
Se puede notificar de este resultado mediante una señal electrónica que opera
un mecanismo de rechazo.
La imagen de entrada -una matriz bidimensional de niveles energéticos (por ejemplo,
luz)- se divide en elementos de imagen, conocidos como píxeles. Estos forman filas y
columnas que abarcan toda la zona de la imagen y representan los niveles de gris en
una imagen monocromática o la codificación de color en una imagen en color. Un
píxel no puede ser subdividido en regiones de menor nivel de gris o color. Este
proceso es un tipo de digitalización espacial. Para cada píxel, la información del nivel
de energía también debe ser digitalizada, es decir, los niveles analógicos (variable
continua) producidos por la cámara deben ser representados por un número finito de
pasos. En muchas aplicaciones es suficiente digitalizar una imagen monocroma con
8 bits por píxel, lo que equivale a 256 pasos, para representar el nivel de gris de cada
píxel. En aplicaciones más exigentes puede ser necesario digitalizar a 14 bits (o
16384 niveles). Las imágenes en color son más complejas y pueden ser
representados en diferentes formatos. La imágenes en color normalmente contienen
tres veces más información que una imagen monocromática.
Algunos sistemas de visión no utilizan una cámara matricial, en su lugar se usa una
cámara lineal que produce una sola línea o fila de píxeles. La imagen bidimensional
se genera a medida que el objeto pasa bajo la cámara lineal, aprovechando su
movimiento, normalmente generado por una cinta transportadora. Uniendo las
distintas filas de píxeles obtenidas a diferentes intervalos de paso, se obtiene una
imagen bidimensional.
Aplicaciones de la visión artificial en la industria
Aplicaciones de visión artificial
Alimentación
Control de calidad del cierre de latas.
Versatilidad en la línea de producción
Fabricación de salchichas
Automoción
Control de calidad de piezas
Guiado de robots
Ruedas
Electrónica
Identificación de componentes
Montaje de interruptores
Control de calidad final
Inspección de píxeles en pantallas LCD
Industria farmacéutica
Dosificación de medicamentos personalizada
Guiado de robots y trazabilidad
Control de envasado de blíster.
Control de presencia
Justificación de la inversión en visión artificial
Hay muchas justificaciones para la utilización de la visión artificial:
Costes de los materiales
En la mayoría de las aplicaciones, evitar la producción de piezas defectuosas
mediante el uso de un sistema de visión industrial tendrá un período de amortización
muy corto. Para evitar que se fabriquen piezas defectuosas, el sistema de inspección
automática, ya sea muestreando el 100% en la línea de producción o bien usado
fuera de línea tomando muestras, debe formar parte del control estadístico de
procesos (SPC) del sistema productivo. Esto significa que el sistema indica cuando
un parámetro de control deriva hacia el límite de tolerancia, o es simplemente
demasiado errático. El sistema de visión puede tomar medidas correctivas antes de
que el límite sea superado.
Costes de la mano de obra
La reducción de la mano de obra es también un importante ahorro de costes, ya que
muchas de las tareas realizadas por la visión industrial pueden sustituir a personas
directamente. Además, deben ser considerados los ahorros en selección de
personal, prestaciones sociales y los aumentos salariales anuales.
Costes de la calidad
La creciente conciencia del costo de la calidad a través de las normas IS09001,
significa que el uso de la visión artificial puede ofrecer un estándar más objetivo,
fiable y consistente en la inspección de productos.
El ahorro en la optimización del uso de materiales, seguimiento de la calidad de los
proveedores y garantía de calidad de los productos acabados pueden llevar a
ahorros tanto tangibles como intangibles. El costo de los trabajos de reparación en
garantía se puede reducir y además se mejora la confianza de los clientes
consiguiendo pedidos recurrentes y una mayor cuota de mercado.
CAPITULO 2.
DISEÑO DE HARDWARE
2.1 DISEÑO DE BANDA TRANSPORTADORA
MATERIALES
- Trozos cuadrados de madera de nogal ( 4 cm x 4cm).
- 2 Latas de conservas
- 2 pedazos de lija
- 1 tornillo sin fin de 1m x 12mm de diámetro
- 5 tornillos con tuercas
- 1 sistemas de piñones
- 8 Tuercas
- 10 Rodelas
- Un pedazo de tela de 250 x 9 cm
PLANOS ESTRUCTURA DE MADERA
DIMENSIONES
Largo 116cm
Ancho 23,5 cm
Alto 20 cm
PLANOS DE LA BANDA Y RODILLOS
DIMENSIONES BANDA
Largo total de la banda 250cm
Ancho 9cm
DIMENSIONES RODILLO
Largo 11.5cm
Diámetro 8.5cm
CONSTRUCCIÓN
La estructura fue realizada mediante trozos largos de madera, en la cual se
realizo cortes con destajes para su correspondiente armado, la unión de las
maderas realizo mediante tornillos de dos pulgadas.
Los tambores o rodillos se realizaron mediante latas recicladas de conservas
a las cuales se las forro con pedazos de lija fina (360) para darle agarre a la
tela.
El sistema de piñones contiene un ruliman interior para darle un mejor
movimiento, su fijación a la latas se realizo mediante silicona fría.
Para los ejes de los rodillos utilizamos un tornillo sin fin y se lo fijo mediante
tuercas y rodelas, el centrado de los rodillos se realizo mediante rodelas y
tuercas.
2.2 DISEÑO DE LOS BLOQUES DE RECEPCIÓN DE OBJETOS
LISTA DE MATERIALES
1 Pliego de cartón
6 Barras de silicona
DIMENSIONES
Largo 52 cm
Ancho 21.5 cm
Alto 10cm
CONSTRUCCIÓN
Se corto las tiras de cartón de acuerdo a las dimensiones del diseño y se
procedio a unirlas mediante silicona caliente.
2.3 DISEÑO DE CIRCUITOS DE CONTROL Y ACONDICIONADOR
DE SENSORES
CIRCUITO DE CONTROL
MATERIALES
- 4 TIP 122
- 4 resistencias de 330Ω
- 4 diodos 4007
FUNCIONAMIENTO
Las terminales del micro van conectadas a las resistencias las mismas que
están conectadas a la base del TIP.
El micro enviará una secuencia de pulso los mismos que al ser uno lógico
permitirán conmutar al TIP y polarizar la correspondiente bobina del motor a
pasos.
ACONDICIONADOR DE SENSORES
MATERIALES
1 sensores infrarrojos
2 resistencias de 330Ω
2 resistencias de 10kΩ
1 diodo led
1 transistor NPN 3904
FUNCIONAMIENTO
El emisor debe estar polarizado y la corriente que le llega limitada mediante
una resistencia de 330Ω.
Al encontrarse el emisor a la misma altura del receptor este incide
directamente sus ondas infrarrojas sobre el receptor, cuando sucede esto el
receptor actúa como un interruptor cerrado permitiendo la conmutación del
transistor, teniendo para la terminal del micro un cero lógico.
Cuando se interrumpe el haz infrarrojo el receptor actúa como interruptor
abierto provocando que el transistor no conduzca, cambiando el estado lógico
que le llega a la terminal del micro.
El flanco de subida que se genera activa una interrupción en el programa del
micro con lo cual se activa el funcionamiento del motor.
CAPITULO 3.
DISEÑO DEL SOFTWARE
3.1. Diseño del software para el microcontrolador ATMEGA 16
El paquete computacional que nos ayudará a la creación del software para controlar
el movimiento de la banda, mediante el motor a pasos, y llevar la cuenta de los
objetos clasificados, será BASCOM AVR 1.11.9.8.
Como el lenguaje de este compilador es BASIC, nos permite crear programas más
complejos con mayor facilidad.
Es por esto que para nuestro proyecto, se trato de cubrir todos los casos posibles,
que se pueden presentar cuando nuestro modulo este funcionando.
El microcontrolador estará conectado al computador mediante comunicación serial
asincrónica, y el usuario podrá ver el estado del sistema, a través de una interfaz
gráfica creada en labVIEW.
Como condición de seguridad, vamos a hacer que los contadores se borren solo si el
usuario da una orden desde el computador. Esto se hace debido a que estos
contadores están respaldados en la memoria EEPROM del microcontrolador, y este
proceso de borrado no puede caer en un lazo infinito, porque esto arruinaría a la
memoria.
Además, otra consideración que se tomó, para el control de los mandos neumáticos,
es que, la bobina de encendido no puede accionarse al mismo tiempo que la de
apagado, debido a que el pistón se inmovilizaría.
Aquí se presenta el diagrama de flujo de nuestro programa de control.
Inicio
Hay objeto
Borrar contadores
Encerar todo
Si
No
SiNo
Enciender banda
Objeto reconocido
Objeto basura
No
No
Enviar datos
Apagar banda
Incrementar contador de elementos
basura
Enviar datos
Inicio
Ajustar número de
pasos
Si
Apagar pistones
Apagar banda
Activar el respectivo
pistón
Incrementar los
contadores
Enviar datos
Inicio
Como pueden ver, al inicio de la ejecución del programa, se apagan los mandos,
debido a que no se sabe en qué estado se encuentran al iniciar el proceso. Otro
aspecto importante es que los contadores pueden encerarse solo si el sistema no ha
detectado algún objeto en la banda.
Al momento de detectar un objeto, la banda se enciende y se queda en un lazo
infinito, y la única manera de la que puede salir es, si es que ha recibido el dato del
computador dando a entender al microcontrolador, cual objeto se reconoció, o si
ocurre la detección de un objeto al final de la banda. En este caso, quiere decir que
el computador no reconoció el objeto que paso por la cámara, y por tanto es un
elemento “basura”. Se actualiza los contadores y se envía al computador.
Si el computador si reconoció el objeto que pasó por la cámara, envía un dato al
microcontrolador, y dependiendo de este, se ajusta el número de pasos que debe dar
la banda, para situar al objeto en frente del pistón correspondiente.
Se detiene la banda, se activa el pistón y se lo desactiva, se actualiza los contadores
y se los envía al computador. Y de nuevo se regresa al inicio del programa.
3.2. Diseño del software para la interfaz en LabVIEW:
Se implementaron dos programas (VI) en total para este proyecto, a continuación su
descripción:
VI Grabación de patrones:
Este VI es el encargado de grabar los respectivos patrones de las figuras a clasificar.
Para lo cual se utilizó el módulo de Vision and Motion de LabVIEW.
Las imágenes son guardadas en el disco duro de la computadora, para luego ser
utilizadas por el VI principal.
VI Principal:
Este VI es el encargado de realizar varios controles, como se muestra en el diagrama
de flujo mostrado.
También se muestra el correspondiente panel frontal, donde se visualizan los
patrones, la imagen en tiempo real, los contadores para cada patrón clasificado y
para casos basura, junto con el comando para resetear los mismos.
4. ENSAMBLADO Y PRUEBAS
Se procede al ensamblado tanto de la banda como de los circuitos de control y
fuerza:
El ensamblado de la banda se encuentra explicado en el diseño de la misma, al
momento de las pruebas el principal inconveniente que surgió fue el descentramiento
de la misma, es decir tendía a irse a uno u otro lado por lo cual sacaba de foco a los
objetos y la cámara no los reconocía, para solucionar este inconveniente se recurrió
a enderezar la estructura lo mejor que se pudo.
El circuito de control de lo realiza en un protoboard para de cierta manera tener
facilidad de cambio en caso de que algo hubiera fallado. Como se pudo observar el
circuito de control cuenta con varias etapas, el microcontrolador en sí que realiza el
procesamiento de los datos, los transistores de potencia los cuales permiten mover el
motor a pasos, y los relés de 5v aislados del microcontrolador por medio de 4
transistores de señal como se muestra en la foto.
Al momento del ensamblaje se tuvieron ciertos problemas, sobre todo con cables que
se soltaban al momento de las pruebas.
El circuito neumático se lo realizó en el laboratorio de Control Industrial puesto que
ahí se contaba con los pistones neumáticos y las electroválvulas necesarias para
moverlos, las mangueras se las conectaron de la siguiente forma:
Su forma de funcionamiento se lo explica en capítulos anteriores, su función es la de
expulsar los objetos de la banda transportadora de tal manera que estos caen en sus
respectivos compartimientos clasificándolos.
Los sensores y la cámara son los elementos que de cierta forma más problemas nos
dieron, los primeros son sensores infrarrojos, por lo cual su tratamiento y
acondicionamiento es algo especial ya que el receptor no solo recibe señal del
emisor sino también de fuentes alternas de este tipo de radiación como por ejemplo
la luz solar por lo cual fue necesario el aislamiento de los mismo cubriéndolos con
algo negro de tal manera que se cree un ambiente oscuro alrededor de esto y evitar
la filtración de luz solar; la cámara por otra parte daba problemas en el
reconocimiento de la imagen, esto porque la resolución de la misma es baja y se le
estaba exigiendo que trabaje fuera de su rango por lo cual se volvía muy lenta, este
problema fue solucionado bajando por software la resolución.
Las primeras pruebas realizadas con comunicación serial fueron exitosas, sin
embargo a medida que se aumentaban sistemas de potencia con sus respectivas
fuentes esta comenzaba a fallar, esto debido a los picos que se pueden estar dando
en la activación de los sistemas, para de cierta forma solucionar esto se recurrió al
uso de filtros tanto de voltaje como corriente, sin embargo otra cosa que se pudo
haber implementado es el crear una carcasa para realizar la comunicación esto
porque es posible que a más de estos picos en las líneas de alimentación se pudo
haber tenido interferencia electromagnética (ruido) debido a la instalación misma del
laboratorio.
Finalmente una de las últimas pruebas que se hizo es ya con el sistema en
movimiento cosa que hizo notar las diferentes fallas señaladas anteriormente, pero
sobre todo se tuvo que calibrar la cantidad de pasos que debía dar el motor para así
lograr que se posicionen el pistón con el objeto, proceso que en sí resultaba largo
porque dependía no solo de los pasos sino también de la posición de la cámara y
del punto en el cual se manda el dato. Sin embargo luego de varios intentos se pudo
calibrar estos parámetros logrando así clasificar el primer objeto
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
- Del proyecto que se realizó se pudieron observar claramente los problemas
que se generan por no tomar en cuenta las advertencias que se hacen para
interconectar un sistema de potencia con uno de control (por ejemplo filtros),
por lo cual se tuvieron varios problemas con el control de la banda
transportadora, ya que al activar las electrovalvulas a pesar de que se
activaban con reles entraba ruido tanto en la comunicación serial como en el
propio micorcontrolador, logrando así que se ejecuten acciones “basura”, una
de ellas era el reseteo continuo del micro. Para resolver de cierta forma esto
se coloco una inductancia en serie a la fuente de potencia, y un capacitor en
paralelo a la misma, logrando asi filtrar de cierta manera los picos tanto de
voltaje como de corriente que se generaban y que dañaban ek control
- La adquisición de datos por medio de la cámara depende en gran parte de la
resolución y calidad de la misma ya que para obtener un patrón claro la
cámara debe tomar una foto lo más detallada posible para así en la
comparación cometer la menor cantidad de errores, sin embargo esto es
relativo al proceso que se esta realizando por ejemplo, en una industria donde
se hagan productos en serie estos deben ser iguales por lo tanto en este caso
el patrón debe ser lo más definido posible porque no se puede permitir un
producto defectuoso, por otra parte si la forma que se tiene no es de suma
importancia se puede bajar la resolución de la cámara, caso contrario todos
los productos saldrán defectuosos. Esto último se pudo comprobar en el
proyecto ya que se tenía un patrón de “círculos” y para esto se escogió el
mejor de todos, sin embargo en la comparación con los demás estos eran
rechazados ya que muchos de ellos tenían bordes irregulares
- Se pudo comprobar que la conexión que tiene la mecánica con los diferentes
sistemas microprocesados es muy estrecha, ya que se puede implementar un
excelente software, pero si no se tienen medios mecánicos para ponerlo en
marcha la aplicación no sería de utilidad. Esto se comprobó en el ensamblaje
de la banda transportadora ya que fue realizada por el grupo y los problemas
que se presentaron fueron varios, por ejemplo: estructura inestable, mal
centrado de la banda, ejes flojos, vibración. Estos problemas, al ser un
modelo, no son de gran significado pero en proyectos a escala real esto
podría hacer colapsar un sistema.
- Es necesario el uso de todas las protecciones que se han visto en los
diferentes sistemas: control y potencia. Por ejemplo en el control es necesario
aislarlo contra una posible interferencia electromagnética o contra los picos de
corriente o voltaje que se generan debido a la conmutación de ciertos
elementos (relés o transistores), por lo cual el uso de filtros y protecciones
contra cortocircuitos (fusibles) se hacen presentes
- En caso de hacer de esto una aplicación práctica se deben tomar ciertos
aspectos en consideración: primero se debería cambiar el software que se
está usando para la comunicación y reconocimiento de imágenes ya que el
software actual, LABVIEW, constituye una licencia demasiado costosa para
muchas empresas del país por lo cual haría del sistema poco accesible,
segundo el sistema mecánico debe ser calibrado precisamente puesto que
una falla en la banda, o en la posición de las electroválvulas ocasionaría un
mal funcionamiento del sistema en general y tercero para que el sistema sea
fiable se requiere que sea totalmente automático y que funcione a tiempo real
por lo cual la implementación de sistemas adicionales es necesaria
- Se recomienda el aislamiento de los diferentes sensores del medio externo a
fin de que no se filtren señales que alteren el funcionamiento del sistema, por
ejemplo dentro del proyecto se pudo observar un mal funcionamiento de los
sensores infrarrojos lo cual es debido a la luz solar que llegaba al receptor,
confundiendo al sensor, para solucionar esto se colocaron pantallas de color
negro a fin de evitar la luz solar.
ANEXOS
PRESUPUESTO FINAL DEL PROYECTO.
ARTICULO Y ELEMENTOS PRECIO
MADERA $ 10
LIJA $ 1,20
10 TORNILLOS CON TUERCA $ 2
TELA TRATADA $ 2
TORNILLO SIN FIN 1m X 1/8" $ 4
8 TUERCAS $ 1,50
10 RODELAS $ 1
MAX232 $ 3,50
ATMEGA16 $ 6,50
8 RELES $ 5,44
4 TIP 122 $ 2,80
CRISTAL $ 0,30
10 TRANSISTORES 2N3904 $ 2,50
RESISTENCIAS $ 0,50
CONDENSADORES $ 1
2 SENSORES INFRARROJOS $ 2,20
12 LEDS $ 1,20
1 PLIEGO CARTULINA BLANCA $ 0,20
1 PLIEGO CARTULINA NEGRA $ 0,20
1 PLIEGO DE CARTON $ 0,30
6 BARRAS DE SILICONA $ 1,08
SILICONA FRIA $ 10
1 MOTOR A PASOS Y PINONES $ 12
CAMARA WEB $ 12
TOTAL $ 83
NOTA: El costo por integrante fue de aproximadamente $ 16,60.
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