Grado Universitario en Ingeniería Electrónica Industrial y Automática
2019-2020
Trabajo Fin de Grado
“Diseño e implementación de un robot omnidireccional para fines de
entretenimiento”
Jorge Ramos Pérez
Tutor
David Estévez Fernández Leganés, 18 de Febrero de 2020
Esta obra se encuentra sujeta a la licencia Creative Commons Creative Com- mons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.
“La inteligencia de un hombre no se mide por su sabiduría, sino por su creatividad.”
Albert Einstein
DEDICATORIA
La primera mención que realizo en este trabajo la quiero realizar a mis padres, sin ellos nada de esto hubiera sido posible. Gracias por hacerme cumplir mi sueño de ser ingeniero. Gracias por tener siempre vuestro apoyo en todas las decisiones que he tomado y sobretodo guiarme durante todo el camino.
En segundo lugar quiero agradecer a David, por ayudarme a encontrar algo que a am- bos nos ilusionara y guiarme en el proyecto. También me gustaría agradecer en ostensión a la Asociación de Robótica de la universidad, también conocida como ASROB. Gracias a ella he tenido a disposición materiales y conocimientos que han ayudado al correcto desarrollo de este proyecto.
Y por ultimo a todos los amigos y compañeros, que entre todos nos hemos ayudado para poder terminar con éxito el grado, pasándonos apuntes y explicándonos en lo que a cada uno se le daba mejor.
A todos y cada uno de ellos, ¡gracias!.
RESUMEN
Este Trabajo de Fin de Grado se ha diseñado un robot omnidireccional, cuya función principal es la de entretenimiento, ya que“simula” combates láser entre distintos tipos de vehículos teleoperados.
En la presenta memoria se mostrara el proceso de diseño y elección de componentes electrónicos que componen el producto final. Además de todos los procesos seguidos para su desarrollo como diseño de PCB’s e impresión 3D, con la elección de unos materiales u otros.
El vehículo sera teleoperado mediante una emisión-recepción del protocolo Flysky de 2,4 GHz. La estructura sera realizada mediante impresión 3D. Adamas el vehículo contendrá el llamado sistema First Person View (FPV) de esta manera usando una gafas con este sistema podremos ver como si fuéramos montados en el propio vehículo.
Palabras clave: Robot, Omidireccional, Teleoperado, Laser, Entretenimiento.
ÍNDICE GENERAL
1. INTRODUCCIÓN. . . 1
1.1. Motivación . . . 1
1.2. Objetivos . . . 2
1.3. Impacto en la sociedad. . . 3
1.4. Estructura de la memoria . . . 4
2. ESTADO DEL ARTE . . . 5
2.1. ¿Que es un Robot Omnidireccional. . . 5
2.2. Tipología de los Robot Omnidireccional . . . 6
2.2.1. Movimientos de los Robots omnidireccionales . . . 9
2.3. Impresión Tridimensional . . . 11
2.4. Diseño de una PCB . . . 12
2.5. Opensource . . . 13
3. CINEMÁTICA DE UN ROBOT OMNIDIRECCIONAL . . . 14
3.1. Robot de tres ruedas . . . 14
3.2. Robot de cuatro ruedas . . . 16
4. MONTAJE Y DISEÑO DE LA SOLUCIÓN . . . 17
4.1. FASE 1. Diseño de piezas . . . 17
4.2. FASE 2. Diseño y elección de electrónica . . . 20
4.3. FASE 3. Software . . . 25
4.4. FASE 4. Puesta en marcha. . . 25
5. ELECTRÓNICA . . . 26
6. CONCLUSIONES Y TRABAJO FUTURO . . . 28
6.1. Conclusiones . . . 29
6.2. Trabajo futuro . . . 30
BIBLIOGRAFíA . . . 31 APPENDICES . . . . A. PLANOS Y ESQUEMAS ELÉCTRICOS . . . . A.1. Planos de las piezas . . . .
A.2. Esquemas eléctricos . . . . B. PLANIFICACIÓN DEL TRABAJO . . . . C. PRESUPUESTO . . . . C.0.1. Recursos utilizados y coste material . . . . C.0.2. Costes de personal . . . . D. REGULACIONES VIGENTES . . . . E. FIRMWARE DEL ROBOT . . . . F. DATASHEETS. . . .
ÍNDICE DE FIGURAS
2.1 Esquema de movimiento de una rueda omnidireccional . . . 6
2.2 Omni Wheel . . . 6
2.3 Mecanum Wheel . . . 7
2.4 Omni Crawl . . . 7
2.5 Omni Ball . . . 7
2.6 Disposición Axial . . . 8
2.7 Otras disposiciones . . . 8
2.8 Mecanum Wheels Robot . . . 8
2.9 Movimiento Mecanum Wheels . . . 9
2.10 Movimiento Mecanum Wheels Detallado . . . 9
2.11 Rotación Mecanum Wheels Detallado . . . 9
2.12 Rotación Mecanum Wheels Detallado . . . 10
2.13 Deslizado Mecanum Wheels Detallado . . . 10
2.14 Deslizado Mecanum Wheels Detallado . . . 10
2.15 Metodo FDM . . . 11
2.16 Capas PCB . . . 12
2.17 Tipo de Soldadura . . . 12
3.1 Robot de tres ruedas . . . 14
3.2 Robot de cuatro ruedas . . . 16
4.1 Montaje ruedas Mecanum [5] . . . 18
4.9 Colocación de los componentes . . . 23
4.10 Colocación de la cámara FPV, servomotor y Láser . . . 24
4.11 Colocación del chasis superior . . . 24
4.12 Colocación del sensor y recepción FlySky . . . 25
6.1 Resultado final de los robots . . . 28 A.1 Frontal PCB . . . . A.2 Trasera PCB . . . . A.3 Electronica . . . .
1. INTRODUCCIÓN
En este primer capitulo, presentamos la motivación y los objetivos perseguidos, pre- sentados de forma breve, en el presente Trabajo de Fin de Grado.
Se expone también el impacto en la sociedad de la robótica y cuál es la estructura que compone esta memoria con una pequeña explicación del contenido de los capítulos de la misma.
1.1. Motivación
El proyecto comenzó a fraguarse en la propia universidad, una tarde buceando entre vídeos de distintos robots en YouTube, junto a David. De pronto, empezamos a filtrar nuestras búsquedas en robots mas “de estar por casa” y mas concretamente en combates de robots. Y así conseguimos llegar hasta la competición que la empresa DJI, famosa por la construcción de drones, organiza en Japón, Corea y EE.UU. llamada Robomaster.
Esta competición esta basada en el juego de “guerra” capturar la bandera. Consiste en dos equipos que con distintos modelos de robots omnidireccionales, ya sean aéreos o terrestres pelean en un campo de batalla modificable disparándose pelotas de corcho.
Estos robots tienen un numero finito de disparos que le pueden alcanzar.Los vehículos son de diferentes formas y tamaños y son teleoperados. En ese momento, tanto David como yo, supimos que queríamos realizar un robot siguiendo los mismos principios y de software y hardware libre, de bajo coste, ya que no encontramos ninguna información al respecto.
Además este proyecto se realiza como innovación hacia un trasporte mas eficaz del fu- turo, ya que nos facilitaría a la hora de realizar ciertos movimientos con nuestro vehículo personal tales como aparcar. En países como Japón, podemos observar zonas de estacio- namiento automáticas, que utilizando un modelo de transporte como el que esta memoria ofrece se podría optimizar el sistema y el movimiento de las plataformas. También algu- nas empresas de paquetería utilizas un sistema omnidireccional para la organización de los paquetes y hacia donde debe ser dirigidos, por eso que este trabajo se lleva a cabo a una tecnología que esta en completo desarrollo.
1.2. Objetivos
Tras varias reuniones juntos, acordamos unos objetivos a cumplir, para realizar un co- rrecto desarrollo del robot. Lo primero seria un robot funcional, manejado por comandos del puerto serie del ordenador. En ello se incluye el diseño y la implementación de una electrónica que controle los movimientos.
Posteriormente, se concluyo en implementar un sistema de “disparo” en el que poder basar el combate. Las tecnologías a valorar fueron el uso de piezoeléctricos con lanza- miento reales de objetos, o la utilización de láser con una placa a diseñar que recibiera el
“impacto”.
Finalmente se acordó en implementar una solución para que el robot fuera teleopera- do, es decir, controlado a través de una emisora. Esta emisora se valoro realizarla y que fuera única o utilizar una de 2,4 GHz.
Todos los objetivos fueron establecidos y realizado el seguimiento a través de un pro- yecto creado en la plataforma de GitHub. De esta manera se podría ver el avance realizado y cuando poder ir saltando de fase.
1.3. Impacto en la sociedad
Actualmente los Robot comienzan a adquirir un gran peso en la industria. Es por eso que una mayor parte de la sociedad se muestra reacia al uso de esta avanzada tecnología, ya que y cito textualmente “los robot nos van a quitar los puestos de trabajo”, pero, ¿es realmente cierto?
Si echamos la vista al pasado los robot llevan con nosotros una gran cantidad de tiem- po, para ser exactos desde la revolución industrial. Todos sabemos, por ejemplo, que en las cadenas de montaje y producción, los brazos articulados son robots, pero la sociedad no los ve así.
El posible impacto en la sociedad que este trabajo puede ofrecer sea mínimo, ya que la mayoría no considera a los vehículos que sean robots, poniendo el ejemplo de los brazos, si no que esta solo considera robots a lo que nosotros llamamos humanoides.
Quizá la problemática reside en la sociedad occidental ya que Japón ha sido la única potencia que tradicionalmente ha apostado decididamente por los robots de servicios. [6]
Ya que todos los años vemos como la sociedad japonesa integra este tipo de robots, y muchos otros mas.
El hecho de que este robot sea teleoperado se suma a que la sociedad no lo considere inteligente, y si encima lo consideras como objeto de entretenimiento, la sociedad solo podrá verlo como un juguete, posiblemente para niños, aunque este lleve un largo diseño a la espalda.
1.4. Estructura de la memoria
En esta sección se realiza una pequeña sinopsis de los apartados presentes en la me- moria del trabajo.
Capitulo 1. Introducción: En esta sección esta incluida la motivación del trabajo y los objetivos que persigue. Se expone también el el en la sociedad en el ámbito de la robótica.
Capitulo 2. Estado del arte: En este capitulo se expone la definición de un robot omnidireccional, tanto su tipología, como las tecnologías usadas para su desarrollo.
Capitulo 3. Cinemática de un robot Omnidireccional: En esta sección se mostraran todos los cálculos necesarios para la realización del robot.
Capitulo 4. Montaje y diseño de la solución: En este apartado se muestra los ele- mentos técnicos necesarios para conseguir el producto final, así como el proceso de en- samblado del mismo.
Capitulo 5. Conclusiones y trabajo futuro: En esta sección se realiza una conclusión y se plantea posibles mejoras futuras que el proyecto pueda tener.
2. ESTADO DEL ARTE
En esta sección se va a contextualizar el trabajo en el ámbito actual. Así como defi- niciones, tipología de las técnicas y herramientas usadas durante su diseño, y posterior implementación. para ello iremos respondiendo a las preguntas que se proponen.
2.1. ¿Que es un Robot Omnidireccional
Los robots omnidireccionales, también llamados como holonómicos, son vehículos capaces de moverse en todas las direcciones, sin necesidad de realizar un giro, tal y como realizan los vehículos terrestre convencionales. Es decir, son capaces de realizar cualquier movimiento en el plano, ya sean rotaciones o traslaciones
Para que un robot sea omnidireccional, necesita un mínimo de tres ruedas, y por ello no podemos emplear ruedas convencionales, necesitamos las denominadas ruedas omnidi- reccionales, que permiten este tipo de movimientos. Entre alternativas de ruedas tenemos las Omni Wheel, las Mecanum Wheel, las Omni Ball, y los Omni Crawl, entre otros.
Posteriormente se expondrá la diferente tipología de este tipo de robots, ya que como hemos mencionado anteriormente, existen diferentes configuraciones con las que poder realizar el producto final.
2.2. Tipología de los Robot Omnidireccional
Las ruedas omnidireccionales se comportan de una manera habitual que cualquier rueda, el decir giran en el sentido transversal del movimiento, en el , pero ellas constan de unos rodillos internos que facilitan el movimiento trasversal de la rueda, ya que estos giran libremente dentro de la propia rueda.
Fig. 2.1. Esquema de movimiento de una rueda omnidireccional
Como he mencionado anteriormente existen muchos tipos de ruedas omnidirecciona- les, tal y como se puede mostrar en las siguientes imágenes, donde a simple vista podre- mos ver las diferencias existentes entre ellas.
Fig. 2.2. Omni Wheel
Fig. 2.3. Mecanum Wheel
Fig. 2.4. Omni Crawl
Fig. 2.5. Omni Ball
Tal y como podemos observar las dos primeras contienen los rodillos mencionados anteriormente, mientras que las dos ultimas las ruedas contienen otro tipo de elementos, ya sea mecánicos o de rodadura que permiten el giro en cualquier sentido del plano.
Una vez determinada el tipo de rueda, existen distintas configuraciones por las que optar para diseñar un robot de estas cualidades. A continuación mostrare unas de las infinitas que se pueden realizar.
Como podemos observar, en la disposición axial, las ruedas necesitan estar perfecta- mente alineadas, y el chasis se puede realizar cualquier forma siempre y cuando se cumpla esta condición.
Pero como vemos en la Figura2.7 no es necesario que los ejes se crucen, pero si es necesario que guarden una simetría entre si, por ejemplo como se puede mostrar en la
Fig. 2.6. Disposición Axial
Fig. 2.7. Otras disposiciones
imagen con un chasis cuadrado. Pero en función de la disposición de las ruedas necesi- taremos un tipo de ruedas u otro. Por ejemplo si queremos la disposición de un coche convencional, estaremos obligados al uso de las denominadas Mecanum Wheels.
Fig. 2.8. Mecanum Wheels Robot
Los movimientos del robot dependen únicamente de la velocidad aplicada en los mo- tores para la rotación de las mismas ruedas.
2.2.1. Movimientos de los Robots omnidireccionales
Como se ha citado anteriormente, los movimientos del robot dependen de la velocidad de rotación de las ruedas. Así que, para mover el robot adelante o atrás simplemente hacemos girar las ruedas como en el caso de ruedas convencionales.
Fig. 2.9. Movimiento Mecanum Wheels
Si analizamos el movimiento veremos que la fuerza ejercida a 45o por cada una de las ruedas cancela los componentes laterales, y el movimiento resultante es de avance o retroceso.
Fig. 2.10. Movimiento Mecanum Wheels Detallado
Para realizar giros en torno al eje del robot, nuevamente es idéntico a emplear ruedas normales. Es decir, avanzamos las ruedas de un lado y en sentido contrario las del otro.
Fig. 2.11. Rotación Mecanum Wheels Detallado
Aquí tenemos la explicación detallada, en términos de composición de fuerzas donde vemos que no se produce ninguna cancelación de fuerzas.
Fig. 2.12. Rotación Mecanum Wheels Detallado
Finalmente, el movimiento restante, es que resulta para hacer desplazar el robot late- ralmente. Hacemos girar las ruedas de un lado hacia el interior, y las del lado contrario al exterior.
Fig. 2.13. Deslizado Mecanum Wheels Detallado
Si observamos la explicación en término de composición de fuerzas, observamos una cancelación similar a la del caso de desplazamiento longitudinal, donde se produce can- celación de fuerzas longitudinales y suma de las laterales. De esta manera los rodillos internos actúan dejado deslizar la rueda lateralmente.
2.3. Impresión Tridimensional
La impresión 3D esta a la cabeza de la denominada fabricación digital. Existen distin- tos tipos de impresión tridimensional, pero yo hablare de la mas común de todas ellas, ya que ha sido la usada para el diseño del prototipo, llamada la impresión por deposición de material fundido (FDM).
Por definición “el modelado por deposición fundida (FDM) es un proceso de fabrica- ción utilizado para el modelado de prototipos y la producción a pequeña escala” y consiste en la disposición de material, que al fundirse en el denominado bloque calefactor, sumado al movimiento definido de la maquina en los tres ejes del espacio. La boquilla al despla- zarse en el espacio deja en su camino finos hilos que van “construyendo” la pieza deseada.
Fig. 2.15. Metodo FDM
Como podemos observar, una vez el filamento va pasando sobre las capas este es depositado formando la figura espacial. Esta figura para poder llegar a ser “imprimible”
necesita previamente pasar por un programa de fileteado. Este programa transforma un archivo de malla, generado de una figura diseñada en 3D, en lineas de código gcode que son interpretadas a través de la impresora. Este código guarda la temperatura y los movimientos que la impresora ha de realizar.
2.4. Diseño de una PCB
Una PCB o Printed Circuit Board, es como bien dice su nombre una placa de circuito impreso. Esto genera una placa de menor tamaño y mayor complejidad, además de dar robustez al circuito ya que este suprime los cables por pistas de la placa.
Una PCB está formada por capas aisladas de cobre, entre ellas configuran circuitos eléctricos.
Fig. 2.16. Capas PCB
Como podemos observar, la PCB consta de tres capas principales. La primera de ellas es la Silkscreen, que contiene los grabados que queremos incluir. La segunda es la capa de cobre que contiene las pistas deseadas y la soldermask que nos facilita el posterior soldado de los componentes electrónicos. y por ultimo la capa de substrato, que generalmente es de fibra de vidrio que da la robustez de la misma.
Todas las capas de cobre pueden haber mas de una, son las llamadas multicapas, que nos ayudan a realizar circuitos impresos mas complejo, al igual que la silkscreen puede haber una superior y otra inferior.
Sobre la PCB se instalan, mediante soldadura los componentes electrónicos, estos pue-
2.5. Opensource
El proyecto ha seguido la filosofía del Hardware y software libre (Openhardware y opensource), que se define como el software que respeta la libertad de los usuarios y la comunidad. A grandes rasgos, significa que los usuarios tienen la libertad de ejecutar, copiar, distribuir, estudiar, modificar y mejorar el software. Es decir, el «software libre»
es una cuestión de libertad, no de precio. [10] Además de seguir esto, la filosofía que persigue la cultura o movimiento maker o DIY (Do it yourself), que además de todo lo anterior, promueve que las cosas las haga uno mismo.
Esta filosofía tiene cuatro pilares esenciales:
La libertad de ejecutar el programa como se desee, con cualquier propósito (libertad 0).
La libertad de estudiar cómo funciona el programa, y cambiarlo para que haga lo que usted quiera (libertad 1). El acceso al código fuente es una condición necesaria para ello.
La libertad de redistribuir copias para ayudar a otros (libertad 2).
La libertad de distribuir copias de sus versiones modificadas a terceros (libertad 3).
Esto le permite ofrecer a toda la comunidad la oportunidad de beneficiarse de las modificaciones. El acceso al código fuente es una condición necesaria para ello.
[10]
3. CINEMÁTICA DE UN ROBOT OMNIDIRECCIONAL
En este capitulo hablaremos del desarrollo matemático de los dos robots elegidos para estudio, en primer caso, tomaremos un robot con chasis triangular y disposición axial de las ruedas. En el segundo evolucionaremos a uno de chasis rectangular y colocación convencional de las ruedas.
3.1. Robot de tres ruedas
Como podremos observar en la siguiente figura, el robot necesita de una dinámica para poder realizar sus movimientos. Para ello a través de cinemática obtendremos la ve- locidad necesaria que hay que aplicarle a los motores para, posteriormente, transformarla en código de programación.
x, y , θ - representan el movimiento que se desea realizar, siendo x e y el plano y θ la rotación.
d [m] - es la distancia del extremo de la rueda al centro de masas.
v0, v1, v2, v3 [m/s] - es la velocidad lineal de las ruedas.
w0, w1, w2, w3 [rad/s] - es la velocidad angular de las ruedas.
v,vn [m/s] - es velocidad lineal del robot.
w [rad/s] - es la velocidad angular del robot.
Para determinar la posicion a la que se desea ir utilizaremos el modelo cinematico, establecido el la ecuacion 3.1.
XR =
⎡
⎢⎢
⎢⎢
⎢⎢
⎢⎢
⎢⎢
⎣ v(t) vn(t)
w(t)
⎤
⎥⎥
⎥⎥
⎥⎥
⎥⎥
⎥⎥
⎦
; X0 =
⎡
⎢⎢
⎢⎢
⎢⎢
⎢⎢
⎢⎢
⎣ vx(t) vy(t) w(t)
⎤
⎥⎥
⎥⎥
⎥⎥
⎥⎥
⎥⎥
⎦
; XR =
⎡
⎢⎢
⎢⎢
⎢⎢
⎢⎢
⎢⎢
⎣
cos (θ(t)) sin (θ(t)) 0
− sin (θ(t)) cos (θ(t)) 0
0 0 1
⎤
⎥⎥
⎥⎥
⎥⎥
⎥⎥
⎥⎥
⎦
· X0 (3.1)
Dado que las disposicion de las ruedas es conocida 120o, osea π/3 lo sutituimos en el angulo y obtenemos la siguiente ecuacion.
⎡
⎢⎢
⎢⎢
⎢⎢
⎢⎢
⎢⎢
⎣ v0(t) v1(t) v2(t)
⎤
⎥⎥
⎥⎥
⎥⎥
⎥⎥
⎥⎥
⎦
=
⎡
⎢⎢
⎢⎢
⎢⎢
⎢⎢
⎢⎢
⎣
− sin (π/3) cos (π/3) d
0 −1 d
sin ((π/3) cos (π/3) d
⎤
⎥⎥
⎥⎥
⎥⎥
⎥⎥
⎥⎥
⎦
·
⎡
⎢⎢
⎢⎢
⎢⎢
⎢⎢
⎢⎢
⎣ v(t) vn(t)
w(t)
⎤
⎥⎥
⎥⎥
⎥⎥
⎥⎥
⎥⎥
⎦
(3.2)
Reduciendo las matrices obtenemos las siguientes tres ecuaciones que definen el mo- vimiento del robot de tres ruedas.
v(t)= (√
3/3) · (v2(t) − v0(t)) (3.3)
vn(t)= (1/3) · (v2(t)+ v0(t)) − (2/3) · v1(t) (3.4)
w(t)= (1/(3 · d)) · (v0(t)+ v1(t)+ v2(t)) (3.5)
3.2. Robot de cuatro ruedas
En el caso siguiente, un robot de 4 ruedas, partimos del mismo punto, la ecuacion 3.1, solo que en el siguiente hay que añadir una velocidad mas debido a la existencia de un motor mas, tal y como se muestra en la siguiente figura.
Fig. 3.2. Robot de cuatro ruedas
⎡
⎢⎢
⎢⎢
⎢⎢
⎢⎢
⎢⎢
⎢⎢
⎢⎢
⎢⎢
⎣ v0(t) v1(t) v2(t) v3
⎤
⎥⎥
⎥⎥
⎥⎥
⎥⎥
⎥⎥
⎥⎥
⎥⎥
⎥⎥
⎦
=
⎡
⎢⎢
⎢⎢
⎢⎢
⎢⎢
⎢⎢
⎢⎢
⎢⎢
⎢⎢
⎣
0 1 d
−1 0 d
0 −1 d
1 0 d
⎤
⎥⎥
⎥⎥
⎥⎥
⎥⎥
⎥⎥
⎥⎥
⎥⎥
⎥⎥
⎦
·
⎡
⎢⎢
⎢⎢
⎢⎢
⎢⎢
⎢⎢
⎣ v(t) vn(t)
w(t)
⎤
⎥⎥
⎥⎥
⎥⎥
⎥⎥
⎥⎥
⎦
(3.6)
Reduciendo las matrices obtenemos las siguientes tres ecuaciones que definen el mo- vimiento del robot de cuatro ruedas.
v(t) = (1/2) · (v3(t) − v1(t)) (3.7)
4. MONTAJE Y DISEÑO DE LA SOLUCIÓN
En este apartado se mostraran los pasos que se ha seguido para la implementacion del prototipo de ambos robots.
4.1. FASE 1. Diseño de piezas
Para el diseño de las piezas se ha utilizado la plataforma online que ofrece la empresa AutoDesk, llamada TikerCAD. En ella se han realizado todos las piezas necesarias para el robot.
El primer conflicto que surgió fue la elección del material con el que imprimir las piezas, ya que posiblemente eso iba a afectar directamente con el resultado. En primera estancia se valoro el uso de PLA (Acido polilactico), ya que es el material mas común usado en la impresión 3D. La problemática viene a los esfuerzos que soporta la pieza, dado que los motores son lo mas pesado del sistema, el chasis podría romper mas fácilmente que con PETG (tereftalato de polietileno con glicol), ya que el segundo tiene un limite elástico mayor, y por ello un punto de rotura superior al PLA. Por ello se tomo la decisión de usar este material para todos los diseños.
Para ello se comenzó con el robot de tres ruedas, comenzando por el chasis inferior, es decir, el que sujeta las ruedas. Para ello se tomaron las medidas correspondientes del motor y se moldearon unos soportes y un chasis triangular, que formara un diamante al colocar los soportes.
Al utilizarse una ruedas del tipo omni wheel, necesitaban de un acoplamiento a los motores. Se barajaron distintas posibilidades, como el hecho de comprarlo, pero ya que la filosofía del proyecto es comprar lo menos posible, se decidieron implementar como el resto del robot, con impresión 3D. Tras varios modelos fallidos, ya que todos partían con demasiada facilidad, se llego a la solución final, que aguanta mucho mas tensión, además se implementaron unas juntas con forma toroidal que fomentan el no deslizamiento dentro del acoplamiento.
Una vez llegado a este punto, el siguiente paso era la electrónica, pero antes se tomo la decisión de implementar un segundo robot, pero esta vez de cuatro ruedas, para ello se adapto el soporte de motores a la forma deseada, que esta vez era de cuatro ruedas.
Como la disposición de las ruedas era similar a la de un coche convencional se decidió usar las denominadas mecanum wheels, pero al igual que con los acoples de la anterior versión, se buscaron modelos existentes de ruedas, ya que estas son mucho mas fáciles de encontrar.
A través de howtomechatronics.com se encontró un proyecto parecido, del cual, nos quedamos con las propias ruedas mecanum. En la siguiente figura podremos observar el despiece de la propia rueda.
Fig. 4.1. Montaje ruedas Mecanum [5]
La única contrariedad de estas ruedas es que no todos los rodillos internos van en la misma dirección, como se observa en la siguiente figura.
Fig. 4.3. Colocación de los separadores
Fig. 4.4. Colocación de los motores
Solo nos quedaría encajar los acoples de las ruedas a si mismas, y colocarlas en los motores, como podremos ver en la siguiente figura.
Fig. 4.5. Colocación de las ruedas
Posteriormente se diseñaron partes superiores para alojar la batería que alimente am- bos robots así como para colocar tanto la recepción láser y de frecuencia, así como la emisión láser y el sistema FPV de que hablaremos mas adelante.
4.2. FASE 2. Diseño y elección de electrónica
En la segunda fase hablaremos del porque de la elección de los componentes electró- nicos así como de el diseño de la electrónica que gobierna el robot.
Lo primero fue unificar, ambos robots debían ser gobernados para mayor sencillez por el mismo tipo de electrónica. A nivel de micro procesador, se plantearon distintas situacio- nes, tales que podían llevar el uso de una Raspberry Pi, o de un Arduino. Nos decantamos por el uso de la plataforma Arduino, ya que el robot no tiene la complejidad suficiente para necesitar procesos simultáneos. Además de que la gran variedad de arduino, sobre
Fig. 4.6. Sparkfun Pro Micro 5V Pinout
mas tracción, por lo que admiten mas velocidad, además al tener esta configuración se favorece la velocidad.
Una vez elegido lo anterior, se procedió al uso de unos Driver, tambien de la mar- ca Pololu, que gobernaran, segun la señal del mricroprocesador, los motores. El modelo elegido fue el Dual MC33926 Motor Driver Carrier. Con un único driver, podríamos con- trolar dos motores, en el caso del de tres ruedas, dejaría un puerto libre de los driver. En la siguiente figura se puede observar el driver.
Fig. 4.7. Dual MC33926 Motor Driver Carrier
Una vez elegidos los componentes básicos, se implemento una placa de control, me- diante soldadura de puntos. Esta placa se le añadió un reductor buck, para alimentar la linea de 5V del Pro Micro, y además de alimentar el láser, una cámara FPV, el servomo- tor, el receptor láser y el receptor Flysky, componentes que hablaremos a continuación.
Tal y como se ve en los esquemáticos adjuntos en el Anexo, se integro en una PCB, mediante el editor online EasyEDA. Posteriormente se mando a fabricar. Una vez reci- bida se implementaron los componentes y, como se muestra en las siguiente figuras se implantaron en el chasis del robot.
Fig. 4.8. Colocación de la PCB en el Chasis
También se diseño un sistema de recepción láser mediante fotodiodos. Durante el proceso se realizaron pruebas con fotoresistencia LDR, pero fueron descartadas ya que dependían demasiado de la luz ambiental. En su favor los fotodiodos BPW34, que son
Fig. 4.9. Colocación de los componentes
receptor Flysky FS-X6B. Esto se comunica con el arduino mediante la señal de iBus, que posteriormente es tratada por software.
Finalmente se añaden al diseño final, un láser que efectué los disparos controlados por software, un servomotor que controle la altitud de ese disparo, una cámara FPV por la que, con el uso de una recepción de antena analógico, podremos ver en todo momento lo que el propio robot vería si hubiera alguien operándolo.
El laser es polarizado como cualquier LED, ya que trae una resistencia interna que facilita el montaje.
El servo se controla mediante el Pro Micro y el software que se ha diseñado en función de la cinemática del robot y la cámara, alimentada a 5V, emite la señal en banda analógica, de esta manera se evita el posible retraso en la señal lo que favorece la operabilidad del robot.
Una vez realizadas todas las conexiones, como se va a mostrar en la siguiente figura, se termina de montar la parte superior del chasis, con todos los componentes bien anclados.
Fig. 4.10. Colocación de la cámara FPV, servomotor y Láser
Finalmente se coloca el sensor que se ha implementado y la receptora de 2.4GHz.
Fig. 4.12. Colocación del sensor y recepción FlySky
4.3. FASE 3. Software
Mediante la plataforma Arduino IDE se ha implementado una solución, acorde a los cálculos cinemáticos de capítulos anteriores, de esta manera ambos robots quedan dotados al 100 % de la funcionalidad buscada en los objetivos.
4.4. FASE 4. Puesta en marcha
Ambos robots deben de ser alimentados, esta la reciben a trabes de batería recargables Li-Po. Para el caso del robot de tres ruedas, esta alimentado a una batería 3S, es decir de 3 celdas de 4.7 V como máximo por celda. Mientras que el robot de cuatro ruedas, esta alimentado a 2S. Esto es debido a que al tener menos ruedas necesita mas potencia los motores para intentar asemejar las velocidades de los dos robot.
5. ELECTRÓNICA
En este apartado se expondrán los distintos componentes electrónicos, cual el la fun- ción de cada uno y la decisión de la elección de los mismos. Expandiendo así las ideas mencionadas en el capitulo de montaje
En primer lugar, la cuestión a tomas fue el protocolo de comunicación para teleoperar el robot. Existen varios métodos, pero los mas usados en el mundo del radio control son los que comprenden los protocolos FlySky y FrSky. Ambos se mueven en la frecuencia de 2.4GHz, pese a que FrSky tiene mejores rangos de operación en la distancia. Aunque por el contrario, los módulos de emisión FrSky, admiten módulos extra que aumentan el rango de distancia utilizando otras frecuencias del espectro.
Para el diseño, como se han comentado en los objetivos, la parte económica es una parte importante del proyecto, tanto las emisoras, como los receptores FrSky, son mas caros que los los FlySky, por lo que el desarrollo cayo hacia los componentes FlySky, y de ellos se eligieron los mas comúnmente usados. La emisora elegida es la Flysky FS-i6 y la receptora Flysky FS-X6B. Se eligió esta receptora ya que la dualidad que tiene en las antenas favorece la recepción de comandos en el espectro.
En cuanto al uso de los Fotodidodos BWP4, se eligieron frente a otros fotodiodos, lo primero por su facilidad de montaje en el primer prototipo de la electrónica, el cual fue realizado mediante placas de soldadura por puntos. Además este tipo de fotodiodos era mas sensible al color rojo que poseen los láser, que el resto del mercado.
En el apartado móvil, se estuvieron barajando motores con o sin encoder digital, se decidió trabajar sin encoders, por varios motivos, el primero el económico, y el segundo, dado que los motores son gobernados bajo una señal PWM, no es totalmente necesa- rio conocer la posición de los mismos, si no que con conocer su velocidad es mas que suficiente.
Tambien en los motores se decanto por los de Pololu por varios motivos, el primero es la calidad y fiabilidad de la marca, y que su gama de modelos Geared, ofrecen unas prestaciones inigualables por el resto de la competencia. Dentro de los modelos elegidos,
En el nivel de alimentación se eligieron las baterías tipo Li-Po, ya que al alimentar motores, este tipo de baraterías ofrecen un mejor servicio que las Li-Ion, Ni-Cd o deri- vadas, ya que estas son susceptibles de fallo en caso de un pico de tensión instantáneo.
Dentro de la gran variedad de Li-Po se eligió una batería de mayor capacidad, y menos celdas, en concreto dos, el mínimo de celdas admisible por el robot para el robot de cua- tro ruedas, ya que este necesita mas capacidad para alimentar el motor extra y no necesita alcanzar el máximo par de fuerza del motor, mientras que el de tres ruedas se escogió una de 3 celdas, que es el máximo admisible por ambos robots, ya que en este caso si es necesario alcanzar ese par.
El numero de celdas de una batería de los robots, viene acotado mediante sus compo- nentes, los Driver Pololu los motores admiten un máximo de baterías tipo 3S y un mínimo de 2S para garantizar su correcto funcionamiento.
En cuanto a la decisión de la cámara FPV, se busco el modelo mas pequeño que pudiera trasmitir en analógico.
Para el láser se busco mas el tamaño, y se determino el rojo, ya que es el color que mejor se capta por los fotodiodos. Se unió a un servo de 180 grados de libertad, que aunque no se use todo su rango, en caso de en un futuro implantar el sistema en drones y llevar la competición también por el aire se podría también acoplar con facilidad.
En cuanto al diseño de la placa electrónica ,se priorizo el espacio, ya que cuanto mas pequeña , mas fácil de acoplar en los robot, para ello se utilizo el Pro Micro de Saprkfun ya que esta placa ofrece una gran versatilidad en un tamaño muy reducido.ç
La placa esta gobernada por un microprocesador ATmega32U4, similar al que usa la placa Arduino Leonardo, de ahí que exista la compatibilidad de desarrollo de software con el propio entorno de Arduino.
6. CONCLUSIONES Y TRABAJO FUTURO
En este capítulo se exponen las conclusiones finales del trabajo realizado y las líneas de trabajo futuras, indicando posibles mejoras sobre las funcionalidades actuales y nuevas líneas de trabajo para ampliar la solución final
En la siguiente figura podremos observar el estado final de ambos robots, una vez ensamblados e implementados.
Fig. 6.1. Resultado final de los robots
6.1. Conclusiones
El proyecto ha conllevado un largo proceso de elección de componentes, así como de materiales necesarios para su realización. Así como unificar conocimientos de distintas áreas que se ha tratado a lo largo de la carrera, tales como ciencia de materiales, o cálculos vectoriales para llevar a cabo los movimientos. Además, claro esta de una integración robótica y completa funcionalidad, mezclada con un diseño electrónico.
Una vez concluido el trabajo, y realizado una evaluación personal, ha servido para fomentar mis conocimientos acerca de áreas aun desconocidas para mi y para ampliar los conocimientos de otras que ya tenia conocimientos previos.
En las áreas ya conocidas, tal como la impresión 3D me ha ayudado para investigar a cerca de los diferentes materiales, y ver cuales se comportar mejor realizando un tipo determinado de tareas que otro. Otro área conocida era la plataforma Arduino, que me ha servido para ampliar mi conocimiento en la programación de estas placas, mas concreta- mente la de los pro micro y sus problemáticas frente a los timers y algunas librerías.
En la materia completamente desconocida, el diseño de PCBs, me ha servido para hacer y mandar a fabricar mis primeras placas y conseguir así que mis futuros proyectos sean dotados de placas propias.
Además a todo esto, el trabajo ha ayudado a conocerme mejor personalmente, a ver que algunas ideas que pasan por mi cabeza no son tan descabelladas, además de ayudarme a simplificarlas. También en la gestión de un proyecto, me ha ayudado a aprender sobre las fases de diseño y gestión con los proveedores, adaptándome a los tiempos que requería.
Finalmente, creo que el proyecto tiene mucha mejora por delante, pero como prototipo inicial estoy muy satisfecho con ambos robots, ya que se han cumplido la mayoría de los objetivos definidos.
6.2. Trabajo futuro
Aunque para muchos este trabajo podría ser finalizado, a mi parecer estos robots tie- nen mucha mejora por delante.
Una de ellas podría ser el hecho de abaratar costes. Existen drivers y controladores mas baratos y con la misma funcionalidad que los pololu, por ejemplo los TB6612FNG, además de ser mas pequeños, los que reduciría aun mas el circuito.
Otra posible mejora, seria realizar un sistema mas robusto, con un chasis que no flecte tanto frente al actual, además de buscar un mejor diseño de la placa electrónica que deje mas accesibles los componentes, ya que para reprogramar el arduino hace falta quitarle de la misma. Además el LED que recibe el disparo, esta bastante oculto, lo ideal seria colocarlo debajo de la cámara para que esta se ilumine y podamos ver por el sistema de FPV que hemos recibido un dispar.
Además se podría realizar una mejora en el sistema de recepción láser para cubrir una mayor zona de disparo en vez sea solo la de atrás, ya sea aumentando el numero de placas, como buscando otra diana.
Otra mejora seria la creación de otras plataformas, diversificar los chasis. Es decir probar destinas configuraciones para aumentar el tipo de robots en el campo de batalla.
Además de la creación de una emisora que fuera propia del robot, en vez de utilizar una comprada.
Otra seria integrar un sistema de visión a través de un servidor con una plataforma en vivo que fuera mostrando, como en un videojuego, la vida restante del robot, así como tus compañeros de equipo.
Otra posible mejora seria la adaptación del sistema, para en vez de disparar láser fuera con un brazo y fuera utilizado como un robot de rescate, por ejemplo en un derrumbamien- to, ya que al tener esta funcionalidad de movimiento seria mucho mas fácil de controlar en terrenos sin carril definido.
Existen una infinidad de mejoras y funcionalidades, que en este tipo de robots, se pueden realizar.
BIBLIOGRAFÍA
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[2] L. LLamas, ROBOT CON OMNI WHEEL CONTROLADO POR ARDUINO,https:
/ / www . luisllamas . es / robot - con - omni - wheel - controlado - por - arduino/, 2018.
[3] Wikitronica, Robot omnidireccional, http : / / wikitronica . labc . usb . ve / index.php/Robot_omnidireccional, 2015.
[4] A. P. M. H’elder P. Oliveira Armando J. Sousa y P. J. Costa, «DYNAMICAL MO- DELS FOR OMNI-DIRECTIONAL ROBOTS WITH3 AND 4 WHEELS», 2008.
[5] Dejan, Arduino Mecanum Wheels Robot, https://howtomechatronics.com/
projects/arduino-mecanum-wheels-robot/, 2019.
[6] Á. G. González, Retos de la robótica para instalarse en la sociedad, https://
idescubre.fundaciondescubre.es/revista/retos- de- la- robotica- para-instalarse-en-la-sociedad/, 2015.
[7] L. Llamas, ROBOT CON MECANUM WHEEL CONTROLADO POR ARDUINO, https://www.luisllamas.es/robot-con-mecanum-wheel-controlado- por-arduino/, 2019.
[8] ——, TUTORIALES DE DISEÑO DE PCB. PARTES DE UNA PCB, https://
www.luisllamas.es/partes-de-una-pcb/, 2020.
[9] Wikipedia, Modelado por deposición fundida,
[10] L. M. Arteaga, ¿Qué es el software libre?,https://www.gnu.org/philosophy/
free-sw.es.html, 2001.
[11] L. Llamas, TUTORIALES DE DISEÑO DE PCB ¿QUÉ ES UNA PCB?, https:
//www.luisllamas.es/partes-de-una-pcb/, 2020.
[12] A. de informaticos del Uruguay, Qué es el RoHS y por qué es importante, http:
//www.asiap.org/AsIAP/index.php/raee/300- articulos/3004- que- es-el-rohs-y-por-que-es-important.
[13] Cuadro Nacional de Atribución de Frecuencias,https://avancedigital.gob.
es/espectro/Paginas/cnaf.aspx, 2017.
A. PLANOS Y ESQUEMAS ELÉCTRICOS
A.1. Planos de las piezas
En esta sección se mostraran todos los planos de las piezas que posteriormente se imprimieron en 3D. Empezaremos por el robot de tres ruedas, y se continuara con el de cuatro.
A.2. Esquemas eléctricos
En esta sección se mostraran todos los planos eléctricos, asi como el diseño de la PCB que se mando a fabricar.
Fig. A.1. Frontal PCB
Fig. A.2. Trasera PCB
B. PLANIFICA CIÓN DEL TRAB AJO
LaplanificacióndelproyectosemuestraapartirdelsiguientediagramadeGantt. Planificaciónydesarrollodelproyecto Enero2019Febrero2019Marzo2019Abril2019Mayo2019Junio2019Julio2019 ProgresoTotal Fase1:DiseñodePiezas Fase2:Diseñoyeleccióndeelectrónica Fase3:Software Fase4:Puestaenmarcha Fase5:DocumentaciónPlanificaciónydesarrollodelproyecto Agosto2019Septiembre2019Octubre2019Noviembre2019Diciembre2019Enero2020Febrero2020 ProgresoTotal 1:DiseñodePiezas deelectrónica Fase3:Software 4:Puestaenmarcha 5:Documentación
C. PRESUPUESTO
En este anexo se mostrara el presupuesto y el coste final del proyecto. El presupuesto inicial no fue marcado, pero si habia la coodicion de uqe fuera economicamente lo mas barato posible, con la finalidad de que su replicado sea sencillo.
C.0.1. Recursos utilizados y coste material
En esta primera parte del presupuesto se mostrara los elementos comunes de ambos robots. En el presupuesto no apareceran los programas usado, Estos no incrementan el coste del producto dado que todos son Opensource. El listado de programas usado es FreeCAD, TinkerCAD, Ultimaker Cura, Easy EDA, Arduino IDE e Inkscape.
Nombre Pieza Cantidad Precio por Unidad/Lote (e) Precio Total(e)
Fiberlogy PETG 1 22.27 22.27
Dual MC33926 Motor Driver Carrier 2 30.13 60.26
JMT 5,8G 25MW 40CH 800TVL Cámara FPV 1 14.13 14.13
Servomotor SG90 180 grados 1 3.65 3.65
MP1584EN Buck Converter 1 0.36 0.36
LED (Lote 100u.) 1 1.08 0.01
Fotodiodo BPW34 (Lote 10u.) 9 2.65 2.38
Condensador (Lote 125u.) 2 6.19 0.08
Resistencias (Lote 600u.) 2 1.96 0.006
Sparkfun Pro Micro - 5V/16MHz 1 21.66 21.66
Eachine VR005 2.7 Inch 1 27.31 27.31
Gaoneng GNB 3S 110/220C Lipo 1 13.92 13.92
FLYSKY FS-i6 1 3.06 3 4.06
Receptor Flysky X6B 1 10.05 10.05
PCB (Lote 5u.) 1 12.38 2,48
Láser 5V 5mW rojo 1 0.38 0.38
Total (I.V.A. Incluido) 213.01
A continuación se mostrara el caso para el robot de tres ruedas.
Nombre Pieza Cantidad Precio por Unidad/Lote (e) Precio Total(e)
Acumulado Proyecto 213.01
Motor DC 12V 37x57mm - 100:1 3 25.65 76.95
Ruedas Omnni Wheels 3 9.34 28.02
Total (I.V.A. Incluido) 317.98
Y por ultimo para el caso del robot de 4 ruedas.
Nombre Pieza Cantidad Precio por Unidad/Lote (e) Precio Total(e)
Acumulado Proyecto 213.01
Motor DC 12V 37x52mm - 30:1 4 26.02 104.08
Total (I.V.A. Incluido) 317.09
Como se puede observar ambos robot salen por el mismo precio prácticamente, y con un coste ajustado, al tener muchos componentes en lote cuantos mas robots se hacen, mas rentable sale el proyecto.
C.0.2. Costes de personal
Para el coste de personal se ha tenido en cuenta la media del coste de la hora trabajada de un ingeniero recién titulado.
Concepto Horas trabajadas Precio por Hora (e) Precio Total(e)
Mano de obra 400 15 6000
Total (I.V.A. Incluido) 6000
D. REGULACIONES VIGENTES
Actualmente ambos robots son prototipos, por lo que algunas de las siguientes regula- ciones no son aplicables a ellos, excepto si en algún momento se va a percibir una cuantía económica por ello.
Al ser robots teleoperados se rigen por un espectro de frecuencia. En este caso la señal circula por la banda de 2,4Ghz. Al utilizar una emisora y una receptora, se entiende que no se va a manipular y por tanto no podrías escapar de este rango. Todo esto esta reflejado en el Cuadro Nacional de Atribución de Frecuencias, que se encuentra en el documento perteneciente al ministerio de asuntos económicos y transformación digital, y lo regula la secretaria del estado de telecomunicación e infraestructura digitales del estado español.
Fue publicado en 2017 y esta vigente en la actualidad del proyecto.
También si se desea comercializar nos tendremos que acoger a la política RoHS. Esta consiste en una serie de cumplimientos que la electrónica debe cumplir. En el proyecto seria aplicable a la inserción de los componente en la PCB.
La política RoHS, consta de una directiva implantada por la Unión Europea que se encuentra en la DIRECTIVA 2011/65/UE. En el mayor de los casos, se conoce como la política libre de plomo, pero también restringe otros aspectos. En la siguiente lista podremos ver cuales son:
Plomo (Pb) :<1000 ppm De mercurio (Hg) :<100 ppm Cadmio (Cd) :<100 ppm
El cromo hexavalente: (Cr VI)<1000 ppm Los bifenilos polibromados (PBB):<1000 ppm Los éteres difenil polibromados (PBDE) :<1000 ppm
En cuanto al proyecto ser refiere, actualmente, dado que recalco es un prototipo, el robot no cumpliría con esta legislación, debido a que la inserción de componente en la PCB como cualquier unión de cables y circuito esta realizado con soldadura con plomo.
Una manera de poder cumplir la normativa seria el uso de un horno de placas, donde poder poner las placas con los componentes y este ser soldado con estaño que cumple esta normativa, aunque incrementaría el coste en una gran suma.
Pese a todo se ha intentado mantener la menor cantidad de soldaduras en el sistema, para intentar siempre esta r por debajo del limite marcado por la directiva.
En cuanto a la legislación presente en los radio controles, no existe ninguna acerca de vehículos teleoperados terrestres. Lo único encontrado acerca de ello comprometía al mundo del aeromodelismo entre los que se encuentras los drones y aviones, ya que invaden espacio aéreo.
E. FIRMWARE DEL ROBOT
Para este anexo se explicara el firmware desarrollado para el sistema, pero solo se mostrara, la conversión de las ecuaciones descritas en el diseño ya que son parte vital del funcionamiento del sistema .Se diferenciaran los casos del robot de tres ruedas y el de cuatro.
Para ambos caso la señal recibida por la emisora, sera tratada para ver la dirección deseada de los motores. Ya que la posición del mando determinara el lugar donde se desea mover el robot.
En el caso de tres ruedas, las ecuaciones quedan reducidas al la velocidad que desea- mos se mueva cada motor mediante el siguiente código. Posteriormente se trata la señal para convertirla en PWM que arduino sepa interpretar (de 0 a 255).
1 / / −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
2 / / Convert t h e movement i n (X, Y, W) t o wheels speed .
3 / / −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
4
5 v o i d v e c t o r _ m o v e m e n t ( f l o a t X , f l o a t Y , f l o a t W)
6 {
7
8 speed_A = (( −Y) + ( a r m s _ s i z e ∗ W) ) / w h e e l _ r a d i u s ; / / F r o n t a l
9 s p e e d _ B = ( ( s q r t 3 o 2 ∗ X) + ( 0 . 5 ∗ Y) + ( a r m s _ s i z e ∗ W) ) / w h e e l _ r a d i u s ; / / I z q u i e r d a
10 s p e e d _ C = (( − s q r t 3 o 2 ∗ X) + ( 0 . 5 ∗ Y) + ( a r m s _ s i z e ∗ W) ) / w h e e l _ r a d i u s ; / / Derecha
11
12 s e t _ s p e e d ( 0 , speed_A ) ;
13 s e t _ s p e e d ( 1 , s p e e d _ B ) ;
14 s e t _ s p e e d ( 2 , s p e e d _ C ) ;
15 }
Lo mismo ocurriría con el robot de 4 ruedas, solo que como se puede observar, las velocidades de las ruedas cambian, tal y como se representa en las ecuaciones anteriores.
1 / / −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
2 / / Convert t h e movement i n (X, Y, W) t o wheels speed .
3 / / −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
4
5 v e c t o r _ m o v e m e n t ( f l o a t X , f l o a t Y , f l o a t W)
6 {
7
8 speed_A = ( (Y) +( a r m s _ s i z e ∗W) ) ; \ \ F r o n t a l I zq
9 s p e e d _ B = (( −X) +( a r m s _ s i z e ∗W) ) ; \ \ F r o n t a l Derch
10 s p e e d _ C = (( −Y) +( a r m s _ s i z e ∗W) ) ; \ \ T r a s e r o Derch
11 speed_D = ( (X) +( a r m s _ s i z e ∗W) ) ; \ \ T r a s e r o Iz q
12
13 s e t _ s p e e d ( 0 , speed_A ) ;
14 s e t _ s p e e d ( 1 , s p e e d _ B ) ;
15 s e t _ s p e e d ( 2 , s p e e d _ C ) ;
16 s e t _ s p e e d ( 3 , speed_D ) ;
17 }
Como se ha explicado anteriormente, ambos robots llevan el mismo código fuente, pero marcan la diferencia las matrices de movimiento que gobiernan las velocidades, en función de la configuración elegida.
En ambos casos se introducen los valores de X, Y y W, estos representan la posición en el plano, siendo X e Y la distancia del origen y W la rotación respecto a ese origen.
F. DATASHEETS
MC33926 H-Bridge Datasheet
https://www.pololu.com/file/0J233/MC33926.pdf
Pro Micro - 5V/16MHz Graphical Datasheet
https://cdn.sparkfun.com/assets/f/d/8/0/d/ProMicro16MHzv2.pdf
FS-X6B User Manual
https://img.banggood.com/file/products/20160924022953FS-X6B%20Receiver%
20User%20Manual.pdf
Datasheet for Pololu 37D Metal Gearmotors
https://www.pololu.com/file/0J1736/pololu-37d-metal-gearmotors-rev-1-2.
BWP4 Photodiode Datasheet
https://components101.com/sites/default/files/component_datasheet/
bpw34-datasheet.pdf
