Final Proyecto Silla a Control Remoto
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Silla de Ruedas Motorizada a Control Remoto
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Silla de Ruedas Motorizada a Control Remoto
I DATOS PRELIMINARES
1.1. Título del Proyecto
SILLA MOTORIZADA A CONTROL REMOTO1.2. Autores
Asencio Ambrosio, Carmen ElizabethCarmona Cusquisibán, Silvia JasminneChávez Estrada, María JoséGutiérrez Cárdenas, Ana PatriciaHuamán Tello, Verónica CeciliaRodríguez Alvarez, Nancy JuliaTarrillo Díaz, Einstein Delis
1.3. Ciclo de estudiosSexto Ciclo
1.4. FacultadIngeniería
1.5. Carrera profesionalIngeniería de Sistemas
1.6. Tipo de InvestigaciónCientífica
1.7. LocalizaciónA) DepartamentoCajamarcaB) CiudadCajamarcaC) Institución donde se desarrollará el proyectoUniversidad Privada del Norte
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TABLA DE CONTENIDOS
DEDICATORIA
A Dios, por ser nuestro creador, amparo y fortaleza, cuando más lo necesitamos, y por hacer palpable su amor a través de cada uno de los que nos rodeó.
A nuestros padres, amigos y asesor, que sin esperar nada a cambio, han sido pilares en nuestro camino y así, forman parte de este logro que nos abre puertas inimaginables en nuestro desarrollo profesional.
AGRADECIMIENTORESUMENINTRODUCCIÓN
1. PLAN DE INVESTIGACION
1.1 OBJETIVOS DE LA INVESTIGACION1.1.1 GENERAL1.1.2 ESPECIFICOS
1.2 JUSTIFICACION
1.3 ALCANCE (A QUIENES ESTÁ DIRIGIDO EL PROYECTO EN FORMA GENERAL)
1.6 Duración del proyecto1.6.1 Fecha de inicio1.6.2 Fecha de Término
1.7 Recursos
1.7.1 Recursos Humanos· Responsable del proyecto· Coordinación / Asesor:Ing. César Reyes Gutiérrez· Personal de apoyo:
1.7.2 Recursos Económicos· Bienes· Servicios
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Silla de Ruedas Motorizada a Control Remoto
· Financiamiento
1.8 Organización de la investigación1.9.1 Cronograma1.9.2 Presupuesto
2 DESARROLLO Y ANALISIS DE DATOS 2.1 MARCO TEORICO
2.2 Definición de términos fundamentales
2.3 DESCRIPCIÓN DEL FUNCIONAMIENTO DE CADA UNO DE LOS COMPONENTES ELECTRÓNICOS UTILIZADOS EN LA IMPLEMENTACIÓN DEL PROYECTO (CIRCUITOS LÓGICOS).
2.4 LISTA DE COMPONENTES PARA LA IMPLEMENTACIÓN DEL CIRCUITO.
2.5 CRITERIOS DE DISEÑO UTILIZADO PARA LA IMPLEMENTACIÓN DE LA SILLA DE RUEDAS
MOTORIZADA A CONTROL REMOTO
2.6 APLICACIONES DE NUESTRO PROYECTO
2.7 VENTAJAS
2.8 FALLAS ENCONTRADAS
3. CONCLUSIONES
4. RECOMENDACIONES 5. REFERENCIAS6. Anexos
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DEDICATORIA
A Dios, por ser nuestro creador, amparo y fortaleza, cuando más lo necesitamos, y por hacer palpable su amor a través de cada uno de los que nos rodeó.
A nuestros padres, amigos y asesor, que sin esperar nada a cambio, han sido pilares en nuestro camino y así, forman parte de este logro que nos abre puertas inimaginables en nuestro desarrollo profesional.
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AGRADECIMIENTO
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RESUMEN
En este trabajo se ha abordado el diseño y construcción de un sistema de tracción
eléctrica aplicable a cualquier tipo de silla de ruedas. Los criterios básicos del diseño
han sido autonomía razonable, fiabilidad alta, comodidad de marcha, facilidad de uso y
un coste bajo del sistema, de manera que pueda ser utilizado por personas que
padezcan diferentes tipos de discapacidad con esto quiere decir que solo cumplirá
parcialmente con acciones motoras que el individuo haya perdido como el de ir de un
lugar a otro. El sistema se ha concebido para ser incorporado como equipo auxiliar
para sillas de ruedas mediante un montaje sencillo y de bajo costo.
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INTRODUCCIÓN
En este proyecto se ha realizado el diseño y la construcción de un prototipo de sistema
de propulsión eléctrica que fuera adaptable a cualquier tipo de silla de ruedas de
control manual.
El precio de las sillas de ruedas motorizadas comerciales es elevado y puesto que
existen pocas alternativas en el mercado nacional, el diseño propuesto se presenta
como una posibilidad muy interesante. Al abordar el proyecto se ha tenido en cuenta
la normativa europea y las recomendaciones nacionales, todo esto para que el
proyecto pueda cumplir con las necesidades a las que se les solicite.
Se desea que el sistema tenga una autonomía aceptable, que goce de un nivel de
seguridad correcto, con unas buenas prestaciones de marcha, para uso mixto
(interior/exterior), que tenga un montaje sencillo y un coste lo más reducido posible. El
objetivo es obtener una silla económica y con tracción eléctrica para así aumentar la
calidad de vida de los posibles usuarios de sillas manuales, personas con
discapacidades físicas permanentes o temporales, personas de edad avanzada, etc. A
partir de estas características básicas se ha abordado el desarrollo del proyecto.
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PLAN DE INVESTIGACION
2.1 OBJETIVOS DE LA INVESTIGACION
2.1.1 GENERAL
La implementación de una silla de ruedas motorizada, que sea manipulada con un control remoto.
2.1.2 ESPECIFICOS Lograr que la silla motorizada soporte un peso de
80 a 90 kg.
Lograr que la silla motoriza tenga un alcance aproximado de 15 m a campo abierto.
Facilitar a la persona discapacitada, el manejo independiente de su silla de ruedas.
2.2 JUSTIFICACION
2.3 ALCANCE (A QUIENES ESTÁ DIRIGIDO EL PROYECTO EN FORMA GENERAL)
1.6 Duración del proyecto1.6.1 Fecha de inicio1.6.2 Fecha de Término
1.7 Recursos
1.7.1 Recursos Humanos· Responsable del proyecto· Coordinación / Asesor· Personal de apoyo
1.7.2 Recursos Económicos· Bienes· Servicios
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· Financiamiento
1.8 Organización de la investigación1.9.1 Cronograma1.9.2 Presupuesto
3 DESARROLLO Y ANALISIS DE DATOS 2.1 MARCO TEORICO
2.2 DEFINICIÓN DE TÉRMINOS FUNDAMENTALES
CORRIENTE CONTINUA: La corriente continua (CC o DC) se genera a partir de un flujo
continuo de electrones (cargas negativas) siempre en el mismo sentido, el cual
es desde el polo negativo de la fuente al polo positivo. Al desplazarse en este sentido
los electrones, los huecos o ausencias de electrones (cargas positivas) lo hacen en
sentido contrario, es decir, desde el polo positivo al negativo.
Por convenio, se toma como corriente eléctrica al flujo de cargas positivas, aunque
éste es a consecuencia del flujo de electrones, por tanto el sentido de la corriente
eléctrica es del polo positivo de la fuente al polo negativo y contrario al flujo de
electrones y siempre tiene el mismo signo.
La corriente continua se caracteriza por su tensión, porque, al tener un flujo de
electrones prefijado pero continuo en el tiempo, proporciona un valor fijo de ésta (de
signo continuo), y en la gráfica V-t (tensión tiempo) se representa como una línea recta
de valor V.
Ej: Corriente de +1v
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o
SISTEMA: Un sistema es un conjunto de partes o elementos organizados y
relacionados, que interactúan entre en sí, para llegar a un mismo objetivo. Los
sistemas reciben (entrada) datos, energía o materia del ambiente y tienen como
resultado que proveen (salida) información, energía o materia.
Los sistemas tienen límites o fronteras, que los diferencian del ambiente. Ese límite
puede ser físico (el gabinete de una computadora) o conceptual. Si hay algún
intercambio entre el sistema y el ambiente a través de ese límite, el sistema es abierto,
de lo contrario el sistema seria cerrado. El ambiente es el medio externo que envuelve
física o conceptualmente a un sistema. El ambiente también puede ser una amenaza
para el sistema.
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2.3 DESCRIPCIÓN DEL FUNCIONAMIENTO DE CADA UNO DE LOS COMPONENTES ELECTRÓNICOS UTILIZADOS EN LA IMPLEMENTACIÓN DEL PROYECTO (CIRCUITOS LÓGICOS).
El sistema de tracción desarrollado en este proyecto se ha planteado como alternativa
a las sillas de ruedas con equipos eléctricos ya incorporados en fábrica.
Desde un punto de vista funcional el sistema permite al usuario escoger la dirección de
desplazamiento pudiendo seleccionar el sentido de la marcha.
El sistema se puede dividir en dos subsistemas, el de potencia y el de control.
El subsistema de potencia está formado por la batería, acoples y los motores.
LAS BATERÍAS
Son de tracción, herméticas y dimensionadas para una autonomía de marcha
razonable, su tensión de trabajo deberá adaptarse a los motores seleccionados.
La recarga de las baterías se prevé mediante cargador.
TIPO DE BATERIA, VOLTAJE
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LOS MOTORES
Son 2 motores de corriente continua 19DC/1A cada uno e imán permanente,
incorporan un codificador magnético y son del tipo utilizado habitualmente en la
industria auxiliar del automóvil.
Los cuales tendrán la tarea de movilizar la silla de ruedas así como la dirección, ya que
el movimiento de cada uno origina el sentido contrario en donde se encuentra
colocados es decir el motor de la derecha hace girar la silla a la izquierda y así mismo
el motor de izquierda hace girar la silla a la derecha.
CODIGO MOTOR: KB24,
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LOS ACOPLES
El acoplamiento de los motores se efectúa mediante engranajes; a las ruedas traseras
de la silla así como en el eje del motor que se conectan mediante una cadena.
EL MÓDULO DE MANDO
Para construir el control de mando reutilizamos un control remoto de un carrito de
juguete, tanto el control (emisor) como la placa receptora del juguete.
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En los carritos típicos de RC usan la misma modulación de señal que cualquier radio (AM/FM)
generalmente se usan 27/40 Mhz para esta transmisión, hay otros más sofisticados con
sistema FSK, que alcanzan distancias de kilómetros.
Básicamente con el control remoto se mandan "códigos" (depende del sistema de cada coche
pueden ser códigos en binario o simples tonos en cierta frecuencia) y el receptor (carrito) usa
un sistema de "filtros" para descifrar cada uno, hay un código para cada movimiento y el
circuito receptor del coche se encarga de interpretar y accionar el movimiento
correspondiente, el sistema puede ser el mismo para el control de la TV. Actualmente hasta
con un iphone se puede hacer un Radio control.
RF A NIVEL OMNIDIRECCIONAL 30° - FRECUECIA
22 MGz 15M A CAMPO ABIERTO
LOS RELAYS
Los relay, son 1A/28DC que solo trabajaremos hasta 19DC, este dispositivo electrónico
es el que permite habilitar uno o más pulsadores dependiendo de el es como va a
dirigirse la silla y el que habilita al relay para el enganche de a partir del pulso de los
motores.
COMO FUNCIONA INDIVIDUAL Y CON EL OTRO PAKETE
CODIGO:
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REGULADOR DE VOLTAJE
Un regulador de voltaje (también llamado estabilizador de voltaje o acondicionador de voltaje)
es un equipo eléctrico que acepta una tensión eléctrica de voltaje variable a la entrada, dentro
de un parámetro predeterminado y mantiene a la salida una tensión constante (regulada).
Son diversos tipos de reguladores de voltaje, los más comunes son de dos tipos: para uso
doméstico o industrial. Los primeros son utilizados en su mayoría para proteger equipo de
cómputo, video, o electrodomésticos. Los segundos protegen instalaciones eléctricas
completas, aparatos o equipo eléctrico sofisticado, fabricas, entre otros. El costo de un
regulador de voltaje estará determinado en la mayoría de los casos por su calidad y vida útil en
funcionamiento continuo.
FALTA DIBUJO
DIODOS : ESPECIFICAR: TIPO Y CUANTOS
Un diodo (del griego: dos caminos) es un dispositivo semiconductor que permite el paso de la
corriente eléctrica en una única dirección con características similares a un interruptor. De
forma simplificada, la curva característica de un diodo (I-V) consta de dos regiones: por debajo
de cierta diferencia de potencial, se comporta como un circuito abierto (no conduce), y por
encima de ella como un circuito cerrado con una resistencia eléctrica muy pequeña.
Al igual que las lámparas incandescentes, los tubos de vacío tienen un filamento (el cátodo) a
través del cual circula la corriente, calentándolo por efecto Joule. El filamento está tratado con
óxido de bario, de modo que al calentarse emite electrones al vacío circundante los cuales son
conducidos electrostáticamente hacia una placa, curvada por un muelle doble, cargada
positivamente (el ánodo), produciéndose así la conducción. Evidentemente, si el cátodo no se
calienta, no podrá ceder electrones. Por esa razón, los circuitos que utilizaban válvulas de vacío
requerían un tiempo para que las válvulas se calentaran antes de poder funcionar y las válvulas
se quemaban con mucha facilidad.
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NOMBRE
TRANSISTORES
El transistor es un dispositivo electrónico semiconductor que cumple funciones de
amplificador, oscilador, conmutador o rectificador. El término "transistor" es la contracción en
inglés de transfer resistor ("resistencia de transferencia"). Actualmente se los encuentra
prácticamente en todos los aparatos domésticos de uso diario: radios, televisores, grabadoras,
reproductores de audio y video, hornos de microondas, lavadoras, automóviles, equipos de
refrigeración, alarmas, relojes de cuarzo, computadoras, calculadoras, impresoras, lámparas
fluorescentes, equipos de rayos X, tomógrafos, ecógrafos, reproductores mp3, teléfonos
móviles, etc.
CODIGO: D313
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74LS86 compuerta lógica X-OR
2.4 Lista de componentes para la implementación del circuito
Materiales para el circuito
4 diodos de SILICIO 10 resistores de 220Kohmios A 0.5 BATIOS 4 relay 5DC /1ª CODIGO 1 reguladores de voltaje 7805 MAS DICIPADOR 4 transistores NPN D313 2 Compuertas XOR CODIGO 7486 4 leds (para pruebas e implementación) 5MM Bases de integrado 7 X LADO
Materiales para la silla
Baquelita 10 X 15 Acido percloruro de ferrita Cables UTP Cable Mellizo CALIBRE 14 2 Cadena de moto 2 catalinas 37 dientes o 38 dientes de moto 2 piñones 14 dientes o 16 dientes de moto Estuche para le control(a la voluntad del usuario) Soporte metálico para batería Batería Pernos Interruptor de contacto 2 CONTACTOS
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2.5 CRITERIOS DE DISEÑO UTILIZADO PARA LA IMPLEMENTACIÓN DE LA SILLA DE
RUEDAS MOTORIZADA A CONTROL REMOTO
Los criterios de diseño que hemos tomado en cuenta para nuestro proyecto son los
siguientes:
- Todo nuestro proyecto parte tomando como base una silla de ruedas típica, la
cual en está compuesta por una silla de plástico blanca, acoplada a su sistema
de ruedas, la cual también incluye un freno manual.
- El motor de corriente continua de 19DC/1A cada uno han sido soldados a una
barra de metal teniendo en cuenta que cada motor tenga cercanía con cada
una de las llantas de la silla de ruedas. La barra de metal ha sido soldada en la
parte inferior de la silla.
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- A la silla de ruedas también se le acoplo un sistema de engranajes el cual
conecta el motor con las ruedas a través de una cadena. Este sistema de
engranajes fue acoplado a la silla de ruedas con el objetivo de poder lograr una
mayor fuerza al momento de mover la silla con los motores.
- En la parte posterior de la silla se ha diseñado un pequeño soporte de metal el
cual va sujeto a la silla por en la parte inferior donde se sujeta con pernos y
una extensión simulando un gancho el cual va sujeto al espaldar de la silla y
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también es asegurado con pernos, esta estructura fue diseñada con el objetivo
de poder poner en la parte posterior de la silla la batería con la cual a funcionar
nuestra silla de ruedas a control remoto motorizada.
- Así sismo en esta parte, pero encima de la batería va una pequeña caja hecha
de madera en donde va el circuito realizado para el proyecto.
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2.6 APLICACIONES DE NUESTRO PROYECTO
La principal aplicación de nuestro proyecto es la utilización de la silla de ruedas
motorizada a control remoto por personas discapacitadas, ancianos y personas que
sufran de algún tipo de impedimento físico o enfermedad que afecte sus extremidades
inferiores y que esto sea un impedimento por el cual ellos no puedan realizar sus
actividades con normalidad.
Estamos convencidos de que a través de este la utilización de este proyecto podemos
contribuir de manera significativa a mejorar la calidad de vida de estas personas.
Por lo tanto nuestro proyecto puede ser utilizado o aplicado en diferentes ámbitos
como es la salud: uso en hospitales, postas; en el ámbito del la Industria y el comercio:
debido a que más adelante como un objetivo a largo plazo y con algunas mejoras
este proyecto podría ponerse en marcha a gran escala, es decir llevar la silla de ruedas
motorizada a control remoto al mercado y así empezar con su producción y
comercialización.
2.7 VENTAJAS
Fácil implementación a un bajo costo.
Facilita la utilización de la de la silla de ruedas por las personas discapacitadas
ya que su dependencia de otras personas se vería reducido notablemente,
debido a que estas tendrían el completo control de su silla, incluso, cuando no
se encuentren en sentados en ella.
Brinda comodidad, seguridad, mayor sensación de independencia y libertad, lo
que conllevaría a aumentar su autoestima y capacidades para desarrollar
ciertas actividades.
La silla de ruedas motorizada a control remoto puede llegar a convertirse en
una opción accesible por cientos e incluso miles de personas discapacitadas
que desearían tener una con ellos, y que no pueden conseguirlas debido al alto
precio de éstas.
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2.8 CONCLUSIONES
Se ha presentado el diseño y construcción de un prototipo de sistema de tracción
eléctrica aplicable a una silla de ruedas manual. El control basado en un circuito
regulable manualmente, la utilización de componentes procedentes de la industria
auxiliar de la Automoción y las soluciones de montaje adoptadas, definen un sistema
de altas prestaciones, gran fiabilidad y bajo coste.
Debido a las características anteriormente citadas el sistema diseñado se constituye en
una alternativa muy notable a los modelos comerciales.
2.9 FALLAS ENCONTRADAS
2.10 RECOMENDACIONES GENERALES
2.11 REFERENCIAS
BIBLIOGRAFÍA
[1] European Standard prEN1284. Edit CEN, Setem. 1998
[2] Poveda R., et al. Guía de selección y uso de sillas de ruedas. Edit. IMSERSO, Madrid,
1998
[3] MPLAB User’s guide. 1
[4] Introducción a la Microrobótic, Curso ELE11CM07, España, 2008
[5] MADRIDBOT 2009, Madrid 2009.
[6] ELEMENTOS INDISPENSABLES PARA EL FUNCIONAMIENTO DE UN ROBOT, Madrid,
Estela Diaz, 2009.
2.12 Anexos
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CIRCUITO IMPLEMENTADO
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SILLA TERMINADA
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