Proyecto-cima-informe-circuito (1).docx

Universidad Politécnica Salesiana-Sede Cuenca.

1

SALA MULTISENSORIAL: PANEL DE PICTOGRAMAS Quichimbo Plaza Pablo Andrés Roldan Livisupa Adrián Patricio

E-mail: [email protected]. [email protected] I. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO  Definición del tema del proyecto. El panel de pictogramas ayuda a los niños a mejorar sus

II. DESARROLLO

a.

habilidades visuales, auditivas y táctiles. El panel contiene 12 pictogramas intercambiables, lo que permite desarrollar las sesiones de trabajo bajo diferentes categorías como figuras,



colores y acciones (saltar, correr), permitiendo así la escalabilidad del módulo, el cual contiene estímulos auditivos y visuales.

Lista de materiales requeridos en el proyecto, características eléctricas y de empaquetado. Estructura de madera:  Altura: 60 cm  Anchura: 75 cm  Profundidad: 20 cmm

El modulo tiene una gran utilidad al momento de interactuar y ayudar en la movilidad motriz como visual, porque el niño va a interactuar con el mismo, colocando fotos de animales o frutas, y luego al momento de presionar cada pulsante, el sonido del mismo que fue programado se escuchara.

 Justificación del proyecto. El modulo será realizado con madera y luego con sus acabado proceder a colocar un color al mismo, contiene 12 pulsantes que están hechos de acrílico para poder observar el modulo led de

Figura 1 Modelación de la estructura "panel de pictogramas"



los RGB cuando este vaya intercambiando sus colores, contiene un arduino el cual será programado con el tema especificado con anterioridad y en el mismo se conectara con un módulo Xbee el cual va dar conexión el modulo madre que, además, se

Componentes para pulsantes:  Elementos de acrílico  Elementos de madera  4 Tornillo de 1” ½ Y Ø 3mm   

interactuara con una tablet y comandará al panel de pictogramas, dicho módulo Xbee dará una señal desde la Tablet

12 Turcas para tornillo 4 Tornillos de 2 y Ø 6mm 8 Turcas para tornillo

hasta el arduino para poder funcionar de la mejor manera. Además, el módulo tiene el fin de interactuar con el aprendizaje de ser humanos en etapa de tierna de inclusión. El fin del proyecto es interactuar para desarrollar varias actividades.



Componentes Electrónicos:

Arduino Mega:      

Empaquetado: Bulk Dimesiones: (101.52x53.3)mm Precio: $38.50 Ancho de bus de datos: 8 bit Alimentación: 7-12v Corriente entrada/salida: 40mA c/p

Universidad Politécnica Salesiana-Sede Cuenca.

2

Transistor 2n2222

Figura 2 Arduino Mega 2560

12 pulsantes:    

Alimentación: 12v Corriente: 2A Diámetro: 18mm Precio:$12.98

Figura 3 Pulsante 12V

2 módulos RGB:     

Régimen de potencia: 72 W Tamaño de LED: 10 mm x 5 m Dimensiones del módulo: 78 mm x 14 mm x 5 mm Voltaje de alimentación: 12 Vcc1.2 A Precio: $11.90

                    

Polaridad del transistor: NPN Colector- Voltaje del emisor VCEO Max: 50 V Colector- Voltaje del emisor VCEO Max: 50 V Emisor - Voltaje base VEBO: 6V Voltaje de saturación del colector-emisor: 1V Corriente máxima del colector DC: 800 mA Temperatura de funcionamiento mínima: - 65 C Temperatura máxima de funcionamiento: + 200 C Ganar producto de ancho de banda fT: 100 MHz Pd - Disipación de energía: 500 mW (1/2 W) Empaquetado: Bulk Precio: $0.80

Figura 4 Leds RGB Figura 6 Transistor 2N2222

XBee S2       

Frecuencia: 2.4 GHz Rango: 1200 m Sensibilidad: - 103 dBm Voltaje de alimentación operativo: 2.1 V to 3.6 V Corriente de alimentación transmitida: 40 mA Corriente de alimentación recibida: 15 mA Potencia de 2mW

Figura 5 Xbee series 2

Transistor 7808             

Voltaje de salida: 8 V Corriente de salida max: 1 A Voltaje de entrada max: 35 V Temperatura máxima de funcionamiento: + 125 C Regulación de carga: 160 mV Altura: 9.15 mm (Max) Longitud: 10.4 mm (Max) Anchura: 4,6 mm (máx.) Marca: STMicroelectronics Encapsulado TO-220 Precio: $0.45

Universidad Politécnica Salesiana-Sede Cuenca.

3

Figura 7 Regulador de Voltaje L7808cv

Resistencia  330 Ohm  ¼ Watt

Figura 10 Borneras

Molex  

Alimentación: 12Vdc Pines: 8 pin

Figura 8 Resistencia de 330 ohms

Headers 

Conexión del arduino en PCB

Figura 11 Molex "hembras"

10 mts Cable helicoidal

Figura 9 Headers

Borneras • Tensión Nominal: 300V. • Corriente Nominal: 15A. • Cable Rigido Soportado: 28-12AWG. • Cable Trenzado Soportado: 20-12AWG. • Espacio Entre Pines: 5.08MM. • Potencia de disipación: 1W-6W. • Temperatura de funcionamiento máxima: -40C ~ 125C.

Figura 12 Cinta helicoidal

b.

Simulación o pruebas preliminares del proyecto. (5 puntos)

Universidad Politécnica Salesiana-Sede Cuenca.

4

Luego conectando a la PCB 12Vdc para que luego sea regulable con un transistor 7808 y dar paso a la alimentación del arduino con un voltaje de 8Vdc que será entregado a los pulsantes y RGB que de la misma serán alimentados con 5Vdc y 12Vdc.

Figura 13 Conexión de cada pulsante

Figura 17 Alimentación de 5 V

d.

Selección de ancho de pistas adecuado a las características de diseño (literal c). (5 puntos) Mediante las necesidades del circuito este se divide en 2 partes: potencia y de consumo.

Figura 14 Conexión del Arduino a los RGB Figura 18 Tabla de parámetros a considerar para el diseño del PCB

Figura 15 Conexión del XBEE s2 al Arduino

c.

Características eléctricas del sistema propuesto.

El sistema es alimentado por una fuente regulable entre 110Vac a 12Vdc que entra al sistema con un switch para dar paso a la alimentación y de la misma forma alimentar con 12Vdc a ventilador que ayudará con la temperatura del regulador y que estará colocada con un disipador de calor.

Basándose en la Figura 18 se tiene que para el circuito de potencia se necesita una pista de de 0.8mm ya que por este va a trabajar con 12V. Mientras para el circuito de consumo que seria los componentes que van conectados al Arduino se necesita de 0.254mm a una temperatura de 20 grados C. e. Configuración en Altium de las reglas de ruteo. (5 puntos) La configuración que se necesito para el desarrollo de las líneas de cobre son las siguientes:

Figura 19 Configuración de las líneas de cobre para el circuito de potencia Figura 16 Circuito de Potencia del modulo

En la Figura 19 se observa la configuración realizada para el diseño del PCB correspondiente del circuito de potencia.

Universidad Politécnica Salesiana-Sede Cuenca.

5

Figura 23 Vista laterar del PCB "Panel de pictogramas"

Figura 20 Configuración de la regla para la pista de cobre de 0.254mm

En la figura 20 se presenta la configuración realizada para la configuración de las líneas de cobre correspondiente al circuito de consumo.

f.

Figura 24 Vista frontal del PCB "Panel de pictogramas"

Esquemático del proyecto.

Figura 21 Esquema del modulo "panel de pictogramas"

g.

PCB del proyecto. (5 puntos)

Figura 22 Vista superior del PCB "Panel de pictogramas"

Figura 25 Vista Frontal superior del PCB "Panel de pictogramas"

Universidad Politécnica Salesiana-Sede Cuenca.

6

III. CONCLUSIONES  





IV. RECOMENDACIONES Un proyecto que ayudara a los niños a mejorar sus habilidades visuales, auditivas y táctiles. La elaboración de PCB se hizo con doble capa, para poder organizar de una mejor manera las pistas a conectar con sus diferentes componentes. En el diseño se colocó unas peinetas donde se podrá colocar al arduino y poder optimizar un buen diseño electrónico, siendo capaces de organizar los componentes y dimensiones de las pistas debajo del arduino y poder optimizar el espacio de la PCB. Al instante de alimentar los leds RGB, es importante tomar en cuenta una fuente de 12v 1.5 A, puesto que al realizarlo con una fuente de menos amperaje los circuitos no pueden trabajar en el mismo momento.

Al momento de realizar este proyecto se encontraron pocas dificultades, de modo que se aplicaron las siguientes soluciones: 



El arduinodebe ser alimentado específicamente con 8Vdc o en caso contrario podría a llegar a calentarse y luego proceder a quemarse. Se colocara un fusible en la alimentación, si en caso llegase a haber problemas con la misma y no poder quemar la placa PCB.