DISENO E IMPLEMENTACION DE CONVERTIDORES PARA ESTABILIZACION DE VOLTAJES EQUIPO SYSMIC ROBOTICS USM

Abstract

El trabajo desarrollado en este proyecto de memoria de titulo corresponde al diseño, construcción, y prueba experimental de dos convertidores de voltaje DC-DC empleados en la operación de un robot autónomo. El desarrollo de estos convertidores DC-DC tiene dos objetivos inmediatos: (i) ´ proveer el voltaje de alimentación de 24 ´ V necesario para el funcionamiento de toda la plataforma con un rango voltaje de entrada entre 11.1V y 21V proveniente de baterías de litio de 3 hasta 5 celdas de 3.7V nominales; y (ii) Cargar un banco de dos condensadores de 1200µF a una tensión de 220V DC encargados de suministrar la energía necesaria al sistema electro-mecánico del robots, ´ denominado pateador. El convertidor basado en la topología boost permite elevar la tensión de la batería de litio (que puede ser de voltaje nominal entre 11.1V a 21V) a 24V DC energizando la unidad de procesamiento, motores BLDC, unidad de comunicación inalámbrica, sistema de pateo y el dribbler. Como resultado esperado se diseñar e implementar a una placa de circuitos impreso (PCB) que permitirá validar el correcto funcionamiento de cada una de los componentes del robot. El convertidor basado en la topología flyback esta dimensionado para convertir el voltaje de entrada de 24V, proveniente del convertidor boost descrito en el párrafo anterior, a 220 V y energizar un banco de dos condensadores de 1200uF que forma parte del sistema de pateo o kicker del robot. Se diseña y fabrica una placa de circuito impreso (PCB) para validar la simulaciones teóricas del sistema y conseguir que el robot patee la pelota estandarizada por la competencia RoboCup. El presente documento reporta el análisis, simulaciones, criterios definidos para la selección de componentes, detalles de construcción de cada etapa de conversión de voltaje, caracterización experimental del desempeño de cada circuito en entornos controlados, y la integración de ambos diseños con el resto de componentes del robot.