Electron

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CAPÍTULO 3

ETAPA ELECTRÓNICA

En este capítulo se presenta el estudio de la conmutación en el sentido de los motores de corriente continua, así como la naturaleza de las señales que proceden de los sensores.

3.1 Introducción
La mayoría de los brazos robot en la industria presentan una arquitectura cerrada y un hardware electrónico de control con arquitectura también cerrada. Debido aesto se hace imposible acceder a controladores internos de dicho hardware. Por todo esto es importante crear arquitecturas abiertas que permitan cambiar o incorporar nuevas estrategias de control sobre los brazos robot. Para ello, en la parte I del proyecto se crea una placa electrónica de potencia y acondicionamiento de señal, que interactuará entre el brazo robot y el computador, y ahora se proponela utilización de dicha placa para llevar a cabo el control de posición de dos motores del brazo robot
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Proyecto

Control e implementación en tiempo real de un brazo robot antropomórfico en entorno Matlab/Simulink

desde el entorno Matlab/Simulink. Se propone y plantea como objetivo de este capítulo detallar los principios de funcionamiento de los diferentes elementos de dicha placa decontrol. Así se detallará los principios de funcionamiento del puente de conmutación interno del LM18200, la naturaleza de las señales de los sensores y el modo de conexión entre la placa y el computador, para el envío y recepción de señales.

3.2 Componentes de la placa electrónica de potencia y de acondicionamiento de señal.
Para llevar a cabo el control del brazo robot SCORBOT-ER III, seránecesario interactuar entre un programa de control, creado en entorno Matlab/Simulink, y el propio brazo robot. Para ello en la Parte I del proyecto se lleva a cabo el diseño de la placa que deberá interactuar. La placa se puede observar en la Figura 3.1:

Fig. 3.1 Placa electrónica de potencia y acondicionamiento de señal

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Capítulo 3

Etapa electrónica

La placa está formada pordiferentes subetapas como son: • • • • • • Estabilizador de tensión. Driver de potencia LM18200. Conector DB50. Acondicionamiento de señal para encoders. Acondicionamiento de señal para microinterruptores. Regletas de entrada y salida de señales.

El circuito integrado LM18200 posee un puente en H de control interno, el cual permite el control de la dirección de los motores de corriente continua ,en función de la señal de entrada de dirección y la señal de entrada PWM. (véase anexo I, especificación técnica del LM18200). Por ello se analizará el funcionamiento de dicho puente. En cuanto a la etapa de acondicionamiento de señal , tanto de encoders como de microinterruptores, se reflejará la naturaleza de dichas señales. Así se mostrará los niveles de tensión que los microinterruptores ylos encoders envían a través de la placa electrónica, una vez acondicionada la señal, al computador, para su posterior tratamiento en la etapa de control. En cuanto a la regleta de entradas y salidas a la placa, se mostrará una tabla con dichas entradas y salidas, y a su vez la conexión de está regleta con la tarjeta de adquisición de datos, para así lograr la comunicación correcta entre elSCORBOT_ER III y el computador, y poder realizar el control en tiempo real de la maqueta del brazo robot.

3.2.1 Puente en H en el amplificador de potencia LM18200
El LM18200 es un circuito integrado muy utilizado para el control de motores de corriente continua, tanto para el control de la velocidad, como dirección. La estructura interna de este integrado se puede observar en la Figura 3.2:

35 Proyecto

Control e implementación en tiempo real de un brazo robot antropomórfico en entorno Matlab/Simulink

Fig. 3.2 Esquemático interno del LM18200

Se puede observar en la Figura 3.2 que internamente posee una etapa amplificadora con puente en H. Este puente está formado por cuatro transistores, de manera que, controlando la señal en la base de dichos transistores, se puede controlar...
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