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Capítulo V

Pateador

CAPÍTULO V
Pateador
5.1.Introducción.
Es indispensable que un robot que juega fútbol tenga la capacidad de golpear
una pelota. Pare ello se necesita de un actuador que mueva una estructura
mecánico similar a una pierna para que pueda patear la pelota.
Los actuadores son dispositivos que llevan a cabo algunas actividades físicas
generando una fuerza a partir delíquidos, energía eléctrica u otros medios. Los
actuadores brindan una salida para un elemento de control. Para decidir qué tipo de
actuador se necesita utilizar, se debe conocer la acción que se desea realizar y la
velocidad a la que se realizará. Existen tres tipos de sistema de actuadores:
•

Neumáticos

•

Hidráulicos

•

Eléctricos

Para esta aplicación es más conveniente utilizarun servomotor, que es un
actuador eléctrico porque se encuentra disponible en el laboratorio, es fácil de
alimentar, y de controlar.

5.2. El Servomotor

Son un tipo especial de motor de corriente continua, que se caracterizan por
su capacidad para posicionarse de forma inmediata en cualquier lugar dentro de su
intervalo de operación. Para lograr esto, el servomotor espera un tren depulsos
para poder realizar el movimiento deseado.

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El eje del servo es capaz de llegar alrededor de los 180º. Normalmente, en
algunos llega a los 210º pero esto varía según el fabricante. Un servomotor se
utiliza por lo general para controlar un movimiento angular de entre 0º y 180º.
En la práctica, losservomotores se utilizan para posicionar elementos de
control como son palancas, pequeños ascensores y timones, también se usan en
radio control y sobre todo en robots.
Funcionamiento
Uno de los sistemas más empleados para el control de servos, es la
modulación por ancho de pulso, PWM (Pulse Width Modulation). Este sistema
consiste en generar una onda cuadrada en la que se varía el tiempo queel pulso
permanece en nivel alto, manteniendo por lo general el mismo período, con el
objetivo de modificar la posición del servo según se desee.
El sistema de control de un servo se limita a indicar en que posición se debe
situar, esto se lleva a cabo mediante una serie de pulsos tal que la duración del
pulso indique el ángulo de giro del motor.

5.3.Implementación del sistema de pateo.Un sistema neumático parece una opción buena por que puede proporcionar
un movimiento con fuerza y velocidad, sin embargo es un problema el que
requiera de un tanque de aire, por cuestiones de espacio, además de que el control
no es sencillo. Por otro lado un solenoide también tiene buenas características de
fuerza y velocidad, con la desventaja de que requiere mucha potencia para seractivado y son más difíciles de adquirir. El servomotor tiene la ventaja de que se
alimenta y controla con energía eléctrica, genera la fuerza necesaria para mover al
pateador, pero no con suficiente velocidad. Pero es seleccionado por que es el más

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fácil de conseguir y de controlar. El problema de lavelocidad se soluciona
haciendo que el pateador recorra una distancia mayor.
El servomotor que se seleccionó es el HS-422 de HITEC que se muestra en la
figura 5.1.

Figura 5.1 Servomotor utilizado para el pateador.
El manual que se puede ver en el apéndice C, dice que el servomotor HS-422
tiene un sistema de control de ancho de pulso 1500us neutral. Eso significa que se
requiere un ancho de pulsode 1.5ms para situar al servomotor en su posición
media, es decir a 90º. Tomando en cuenta esto y otras aplicaciones encontradas en
Internet [11], se considera apropiado que la señal de PWM de control tenga un
periodo de 11ms. Además se hicieron pruebas con un generador de funciones para
obtener el PWM y variar el ancho de pulso, y un osciloscopio para observar la
señal, con el objetivo...