La Página de Daniel Stolfi
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INTRODUCCIÓN

Este desarrollo consiste en la implementación de un controlador capaz de mantener un péndulo en su posición vertical restringiendo su movimiento a sólo 1 grado de libertad: el ángulo de inclinación. El modelo físico se ha construido mediante una antigua impresora de la cual se ha aprovechado el sistema de desplazamiento del cabezal de impresión sobre el cual se montó el péndulo y el sensor que devolverá el ángulo de inclinación en forma de un voltaje proporcional.

Luego mediante desplazamientos del cabezal a lo largo del eje x el sistema se encarga de evitar la caída del péndulo corrigiendo el ángulo de inclinación del mismo mediante movimientos del cabezal de la impresora.

Péndulo Vertical
Péndulo Vertical

El sistema tiene como restricción la longitud del raíl de la impresora y la velocidad máxima que puede alcanzar el motor paso a paso que controla la posición del cabezal, sólo siendo capaz de mantener la verticalidad del péndulo para desviaciones muy pequeñas del ángulo theeta.

El estado inicial del sistema se corresponde con el péndulo en posición vertical para lo cual debe calibrarse el sensor para que el controlador interprete esta posición de forma correcta, luego se iniciará el funcionamiento del sistema y se lo dejará actuar de forma que compense las posibles alteraciones del equilibrio inicial.

Se dispone también de dos sensores de fin de carrera para delimitar la longitud del raíl y evitar las posibles colisiones del carro con los extremos. Por último se ha implementado el volcado de los datos telemétricos correspondientes a la posición del carro, el ángulo de inclinación del péndulo y la acción del controlador para realizar las trazas del comportamiento del sistema.

Esquema del Péndulo Vertical
Esquema del Péndulo Vertical

DESARROLLO

El desarrollo comprende tanto el diseño y montaje de la electrónica y del software del controlador. Para ello este artículo se ha dividido en el diseño y montaje del circuito de potencia para manejar el motor paso a paso, la implementación del controlador mediante un microcontrolador PIC18F4520 de Microchip, la comunicación con el PC a través del puerto serie RS232 por dónde será transmitida la telemetría del sistema en tiempo real, las conclusiones y un resumen de toda la documentación del proyecto.

Esquema del Controlador Desarrollado
Esquema del Controlador Desarrollado

 

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