PDF superior Diseño , Construcción y Control de un robot móvil tipo uniciclo utilizando FPGA´s

Diseño ,  Construcción y Control de un robot móvil tipo uniciclo utilizando FPGA´s

Diseño , Construcción y Control de un robot móvil tipo uniciclo utilizando FPGA´s

· Se debe poner énfasis en tener niveles de alimentación de voltaje adecuados e independientes en las etapas de control y de potencia del sistema, si se descuida esto se producen errores en la toma de datos de los encoders, en la velocidad de los motores, en la transferencia de datos hacia la computadora vía bluetooth, en el comportamiento de la FPGA e inclusive mal funcionamiento o destrucción de los elementos empleados en el robot, por ende el sistema no funcionará adecuadamente y el objetivo principal que es el seguimiento de trayectorias no se llevará a cabo. Como un dato en el presente trabajo los niveles de voltaje empleados para el funcionamiento de los componentes varían desde 3,3V utilizados por los encoders, 5V para la FPGA y la antena XBEE y 6V para la alimentación de los motores.
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Diseño construcción y control de un insecto robot

Diseño construcción y control de un insecto robot

Evaluando todo lo anterior, se propone un dise˜ no basado en una computadora que realiza las funciones del cerebro, un conjunto de tres microcontroladores que conforman los ganglios electr´ onicos del insecto robot y un cuarto microcontrolador que tiene las funciones de leer y codificar las se˜ nales de los sensores. Las cinco unidades se comunican entre s´ı con un sistema serial as´ıncrono de ocho bits. La computadora se comunica con los ganglios usando una sola linea (la misma para los tres ganglios), usa esta linea para mandar la posici´ on de cada actuador y los ganglios calculan y generan las se˜ nales de PWM necesarias para que el actuador se posicione donde la computadora especific´ o. Por otra parte, el microcontrolador cuatro y una interfaz serial constituyen una red de interneuronas, el microcontrolador 4 recibe las se˜ nales de los diferentes sensores y las manda a la interface serial y esta al cerebro de forma codificada por otra linea. Todo lo descrito anteriormente se puede observar en la figura 6.4, donde, en la parte derecha se muestra el diagrama a bloques del sistema electr´ onico del insecto robot comparado con la parte izquierda en donde se muestra la anatom´ıa de la cabeza y t´ orax de un insecto real. En las secciones posteriores se describe detalladamente el dise˜ no de cada una de las unidades electr´ onicas para el sistema de control del insecto robot.
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Diseño y construcción de un robot móvil con movimientos controlados inalámbricamente mediante software

Diseño y construcción de un robot móvil con movimientos controlados inalámbricamente mediante software

Para ejecutar el control de los motores de la plataforma es necesario generar una secuencia determinada de pulsos que deben ser capaces de entregar la corriente necesaria para que las bobinas del motor se exciten. Debido a que el microcontrolador no es capaz de producir la corriente suficiente para excitar las bobinas de los servomotores, se utilizan los drivers contenidos en el integrado L298 como se muestra en la Figura 3.20. Esta corriente es demasiado pobre para alimentar a los servomotores directamente, por ello se hace necesaria la utilización de drivers de control.
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Diseño y construcción de un robot prototipo de un robot tipo delta

Diseño y construcción de un robot prototipo de un robot tipo delta

Un robot paralelo es aquel en que sus mecanismos funcionan mediante cadenas cinemáticas cerradas en paralelo. El mecanismo se compone de un elemento base y un elemento móvil conectado a la base mediante tres brazos de control Figura 1 . Sus características principales son: ligereza, rapidez, alta aceleración, mayor relación carga/peso, alta precisión, exactitud de posición y baja inercia móvil. Algunas de sus aplicaciones industriales son: manipulación de piezas, empaque de piezas, procesos de ensamble, máquinas de fresado, simulación de movimiento, entre otros. Igualmente presenta varias desventajas como: poseer un espacio de trabajo limitado, una cinemática más compleja es decir la definición de las posiciones singulares y la construcción del modelo dinámico son más complicados que para otros casos. La mayoría de las veces esto se resuelve de manera particular para cada configuración de robot, ya que no existen ecuaciones generales aplicables a todos ellos. [3]
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Desarrollo de un sistema de control de un robot móvil

Desarrollo de un sistema de control de un robot móvil

No obstante, a lo largo de este camino se han utilizado tecnologías diferentes: o David Verdejo Garrido, en 2011, desarrolló su proyecto “Diseño y construcción de un robot didáctico controlado mediante plataforma Player Stage”. Utilizó una Raspberry 1 para el control de alto nivel, lo cual se vió que no era suficiente. Además, utilizó dos “puentes H” para el control de los motores y una placa “GPMRC” (General Purpose Mobile Robot Controller), modelo “GPRMC6LC” diseñada en el centro tecnológico CARTIF, que ocupaba mucho espacio en el interior del robot. Para el control del resto de sensores también precisaba de otras placas, todas ellas diseñadas en CARTIF.
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Diseño y construcción de un robot móvil controlado con técnicas de lógica difusa implementadas en un FPGA

Diseño y construcción de un robot móvil controlado con técnicas de lógica difusa implementadas en un FPGA

La propuesta de diseño del FLC descrita a lo largo del capítulo muestra una metodología clara y sintetizada de las etapas a desarrollar para ser aplicado al control de velocidad de rotación de los motores de CD del robot móvil. Esto no quiere decir que esta metodología es aplicable solo a motores de CD, de manera análoga podría ser aplicada a otros procesos donde se requiera un control de variables físicas tales como la temperatura, humedad, iluminación, entre otras. La característica principal del diseño de un FLC es que consiste en el desarrollo de un control automático por medio de expresiones lingüísticas, es decir, emplea el lenguaje natural que un humano utiliza, para la descripción de la configuración del FLC. El rendimiento y resultados de diseño de un FLC dependerá en gran medida de qué tan familiarizado se encuentre el diseñador con el proceso y esto se logra mediante observaciones pacientes, cuidadosas mediciones y un razonamiento intuitivo del funcionamiento del proceso que se pretende controlar (que en este caso fueron los motores de CD), en otras palabras, el diseño del FLC variará dependiendo de persona que lo diseñe y en este trabajo se presentan los resultados de diseño en base al conocimiento y experiencia obtenida a lo largo de dos años trabajando y analizando estos motores de CD.
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Diseño de un sistema de control de posición de un robot móvil omnidireccional

Diseño de un sistema de control de posición de un robot móvil omnidireccional

El Posicionamiento y modelado son problemas fundamentales en la navegación de robots móviles. El presente trabajo describe la construcción de un robot móvil omnidireccional de tres ruedas con tres grados de libertad. La configuración elegida mecánicamente es simple, y proporciona la capacidad al móvil de desplazarse en cualquier dirección sin necesidad de realizar una rotación previa, característica muy útil en espacios reducidos.

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Diseño y construcción de un robot móvil autónomo experimental basado en inteligencia artificial

Diseño y construcción de un robot móvil autónomo experimental basado en inteligencia artificial

SOFTBOT se diseñó según los algoritmos utilizados en las topologías de redes neuronales, mientras que IABOT se diseñó con sistemas sensoriales de sonar, infrarrojo y contacto como señales de entrada a las redes neuronales, sistemas de control de movimiento del robot como respuesta a la salida de las decisiones tomadas producto del entrenamiento de la red. La interfaz de comunicación entre IABOT y SOFTBOT se realiza con transmisión y recepción alámbrica por puerto serie y alimentación desde baterías recargables. Por otra parte la explicación detallada del hardware que conforma IABOT permite adaptar una etapa o parte de ella, para el desarrollo de nuevos robots de menor tamaño y mayor eficiencia diseñados para aplicaciones más específicas que impliquen una tarea especializada utilizando el mismo software con las redes neuronales debidamente configuradas y entrenadas. El problema que se presenta con la aplicación desarrollada consiste en la utilización de los dispositivos computacionales convencionales que ejecutan instrucciones en forma serial para la simulación de un procesamiento en paralelo. Esto implica mayor demora en el entrenamiento de las redes y posterior procesamiento de las señales y variables a controlar pero con los resultados propuestos.
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Diseño y construcción de un robot móvil esférico con visión en tiempo real

Diseño y construcción de un robot móvil esférico con visión en tiempo real

Son dispositivos con un eje para control en posición y velocidad dentro de un rango determinado, este control se realiza mediante una señal variable PWM que maneja el ancho de pulso para determinar la posición del eje. Es utilizado en aplicaciones como prototipos a escala de robots, autos, palancas, aviones, etc. Están constituidos por un motor de corriente continua, un circuito de control, un potenciómetro de resistencia variable y una caja reductora conectada al eje central del motor, en conjunto todos estos componentes permiten sensar la posición y determinar el ángulo de giro para ubicarse dentro del rango de operación que generalmente está entre 0° y 180° 23 .
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Diseño y construcción de un robot paralelo comandado por cables espacial

Diseño y construcción de un robot paralelo comandado por cables espacial

Como se observa en la Fig. 2.11, Tecnalia y CNRS-LIRMM han desarrollado el prototipo CoGi- Ro, un robot paralelo de grandes dimensiones y 6 grados de libertad accionado por 8 cables servo- controlados. A diferencia de otros robots de cables con mayor número de cables que de grados de libertad, su configuración es tipo grúa; es decir, todos los puntos de salida de los cables están locali- zados sobre el volumen de trabajo y la gravedad se utiliza para mantener los cables tensionados. La configuración de los cables Se ha optimizado para conseguir un amplio ratio volumen de trabajo vs espacio ocupado por el prototipo (ratio del 83 %). Las dimensiones de la estructura de CoGiRo son 15,24 m x 11,24 m x 5,93 m (longitud x anchura x altura). La estructura es reticular de aluminio; los 8 servo cabestrantes están fijos al suelo y los cables están guiados mediante poleas a la parte superior de la estructura. La máxima longitud de cable es de 30 m. Los actuadores son servo-controlados, trifásicos, de la casa B&R. El controlador donde están implementados los algoritmos de control es industrial y es de B&R. La carga máxima que se puede manipular son 500 kg. La repetitividad en el posicionamiento de la plataforma móvil es inferior a 1mm.
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Control del Módulo Pendubot utilizando una FPGA

Control del Módulo Pendubot utilizando una FPGA

Las FPGA’s tienen la ventaja de ser reprogramables (lo que aumenta una enorme flexibilidad al flujo de diseño), los circuitos se “ejecutan” más rápido que en otros dispositivos ya que su ejecución es en paralelo, por lo que los circuitos no necesitan competir por los mismos recursos. Cada tarea de procesos se asigna a una sección dedicada del dispositivo y puede ejecutarse de manera autónoma sin ser afectada por otros bloques de lógica. Como resultado, el rendimiento de una parte de la aplicación no se ve afectado cuando se agregan otros procesos. [12]

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Control del módulo Pendubot utilizando una FPGA

Control del módulo Pendubot utilizando una FPGA

Las FPGA’s tienen la ventaja de ser reprogramables (lo que aumenta una enorme flexibilidad al flujo de diseño), los circuitos se “ejecutan” más rápido que en otros dispositivos ya que su ejecución es en paralelo, por lo que los circuitos no necesitan competir por los mismos recursos. Cada tarea de procesos se asigna a una sección dedicada del dispositivo y puede ejecutarse de manera autónoma sin ser afectada por otros bloques de lógica. Como resultado, el rendimiento de una parte de la aplicación no se ve afectado cuando se agregan otros procesos. [12]
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Control descentralizado de formación y movimiento coordinado de robots móviles tipo uniciclo

Control descentralizado de formación y movimiento coordinado de robots móviles tipo uniciclo

En el capitulo anterior se estudiaron estrategias de control para un sólo robot móvil, sin em- bargo, es sabido que existen tareas que pueden ser realizadas mas ecientemente por un conjunto de robots, donde dependiendo de la formulacion del problema de sincronizacion controlada, puede distinguirse dos tipos de sincronización: Interna y externa [35]. En la sincronización ex- terna la sincronía es determinada por un sólo agente del conjunto, el cual es independiente del resto de los agentes, por ejemplo el método Líder-Seguidores o sistemas basados en el esquema coordinado. Mientras tanto, en la sincronización interna no se dene una jerarquía entre los agentes que conforman al conjunto. Por lo tanto, la sincronización se logra a través de las inter- acciones entre todos los agentes del sistema multi-agente. Por ejemplo, los sistemas basados en el esquema cooperativo, como los relojes de péndulo de Christian Huygens, los cuales estaban interconectados entre sí por una barra.
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Diseño e implementación de un robot móvil hexápodo (Robótica móvil)

Diseño e implementación de un robot móvil hexápodo (Robótica móvil)

del robot en posición estable incluyendo un margen de seguridad. El robot no fue concebido para soportar pesadas cargas. Las pruebas de caminado se realizaron sobre superficies planas e inclinadas hasta 30° obteniéndose un velocidad de desplazamiento de 1 cm/s aproximadamente. Se probó la omnidireccionalidad del robot en ambientes sin obstáculos y se verificó la capacidad de conservar la inclinación y la longitud del paso tanto en rotación como en desplazamiento rectilíneo.
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Implementación de un CNC con 3 grados de libertad aplicado a impresión 3D

Implementación de un CNC con 3 grados de libertad aplicado a impresión 3D

Este robot puede utilizarse como plataforma experimental para realizar pruebas con distintos algoritmos de control. Gracias a los interruptores de fin de carrera que se le adaptaron para evitar que el carro de precisión sobrepase los límites físicos de cada eje se evitará provocar daños en la estructura mecánica. Además, por tratarse de motores de transmisión directa, el sistema mecatrónico se controla mediante lazo cerrado, lo cual es de gran ventaja ya que después de varios usos el movimiento seguirá siendo igual, no habrá desgaste mecánico ni pérdida en la posición de los ejes, haciendo al robot de uso robusto.
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Diseño e implementación de un control servovisual para un robot manipulador tipo SCARA

Diseño e implementación de un control servovisual para un robot manipulador tipo SCARA

Hoy en día, el uso de la visión artificial cumple un papel importante para el desarrollo e implementación de controladores en donde el análisis, procesamiento y extracción de características permitan a los robots tener mejores respuestas ante las tareas asignas, por ejemplo, en el ensamblaje de piezas, manipulación de objetos, maquinado, medicina y realización de tareas conjuntas humano-robot [5]. 1.4.1 MÉTODOS DE CAPTACIÓN DE LAS IMÁGENES

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Modelado de un algoritmo de comunicacion usando resdes de petri para la interfaz gen 2 RFID READER

Modelado de un algoritmo de comunicacion usando resdes de petri para la interfaz gen 2 RFID READER

apareciendo las primeras aplicaciones de RFID. Las primeras patentes para dis- positivos RFID fueron solicitadas en Estados Unidos, concretamente en Enero de 1973 cuando Mario W. Cardullo se presentó con una etiqueta RFID activa que portaba una memoria reescribible. El mismo año, Charles Walton recibió la patente para un sistema RFID pasivo que abría las puertas sin necesidad de llaves. A pesar de ello, la tecnología se siguió utilizando de modo restringido y controlado. Grandes empresas como Raytheon, RCA y Fairchild empezaron a desarrollar tecnología de sistemas de identicación electrónica, y en 1978 ya se había desarrollado un transpondedor pasivo de microondas. A nales de esta década ya se había completado una buena parte de la investigación necesaria en electromagnetismo y electrónica para RFID, y la investigación en otros de los componentes necesarios, las tecnologías de la información y las comunicaciones, estaba empezando a dar sus frutos, con la aparición del PC y de ARPANET. En los años 80 aparecieron nuevas aplicaciones. Fue la década de la completa im- plementación de la tecnología RFID. Los principales intereses en Estados Unidos estuvieron orientados al transporte, al acceso de personal y, más débilmente, a la identicación de animales. En Europa sí cobró un especial interés el seguimiento de ganado con receptores de identicación por radiofrecuencia como alternativa al mercado. Más tarde también aparecieron los primeros peajes electrónicos. La primera aplicación para aduanas se realizó en 1987, en Noruega, y en 1989 en Dallas. Todos los sistemas eran propietarios, y no existía la interoperatividad. Ya en la década de los 90 se tomó conciencia de las enormes posibilidades que podía brindar la explotación de RFID y comenzaron a aparecer los primeros es- tándares. En Estados Unidos se siguió profundizando en la mejora de los peajes automáticos y la gestión de autopistas. Mientras tanto en Europa se implemen- taron aplicaciones RFID para controles de acceso, peajes y otras aplicaciones comerciales. En 1999, un consorcio de empresas fundó el Auto-ID Center en el MIT.
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Diseño, simulación e implementación de un sistema de teleoperación para un robot móvil tipo Carlike

Diseño, simulación e implementación de un sistema de teleoperación para un robot móvil tipo Carlike

MQTT es un protocolo de comunicación con arquitectura publicador/suscriptor. Se caracteriza por ser simple y ligero en el transporte de datos, diseñado para dispositivos restringidos y redes de bajo ancho de banda, de alta latencia o poco fiables. Los principios de diseño son minimizar el ancho de banda de la red y los requerimientos de recursos del dispositivo, a la vez que intenta asegurar la fiabilidad y cierto grado de seguridad en la entrega. Estos principios también se convierten en el protocolo ideal de la emergente “máquina a máquina” (M2M) o “Internet de las cosas”, mundo de dispositivos conectados, y para aplicaciones móviles donde el ancho de banda y la energía de la batería son muy importantes.
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Diseño del control de un robot móvil de National Instruments con el neurotransmisor Emotiv EPOC

Diseño del control de un robot móvil de National Instruments con el neurotransmisor Emotiv EPOC

En el primero, se describe el funcionamiento de los proyectos anteriores a partir de los cuáles surge este; ahonda en el software del neurotransmisor Emotiv EPOC: cómo funciona, los elementos que lo componen y los modos de los que dispone. El segundo capítulo trata sobre la solución propuesta para este nuevo proyecto, describe el robot de National Instruments y todos los elementos que lo componen, y explica cómo se realiza la comunicación entre el casco de Emotiv y el robot de NI. En el siguiente capítulo, “Algoritmos y métodos”, se habla en detalle sobre el funcionamiento de los programas que se han empleado en el proyecto: el entorno de LabVIEW y los códigos en lenguaje C# y C++. “Gestión del proyecto y presupuesto” trata sobre la organización del trabajo previo, las horas, el coste y el desarrollo en la Feria Robottiviikko que tuvo lugar en el museo tecnológico de Helsinki el último fin de semana de noviembre de 2015. El capítulo “Resultados, conclusiones y futuras mejoras” expone el estado del proyecto en su fase final de la feria y las conclusiones extraídas a partir de las pruebas realizadas con personas del público en dicho evento, así como una visión global del proyecto y las posibles futuras mejoras del mismo. El último capítulo enumera todas las referencias que se han utilizado para la redacción de esta memoria. Al final de esta, se incluye un apartado de Anexos.
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Diseño de filtros digitales tipo FIR, iir y adaptativos utilizando FPGA

Diseño de filtros digitales tipo FIR, iir y adaptativos utilizando FPGA

Ahora se procederá a adicionar los archivos fuente necesarios para la implementación de filtros adaptativos. Los archivos que se adicionan fueron previamente creados y adecuados para su correcto funcionamiento. El archivo de máximo nivel es llamado adc1.vhd el cual tiene defino dentro de él un componente llamado Embedded_MATLAB_Function.vhd que a su vez trae definido dentro de sí el archivo lms_embedded_pkg.vhd. El archivo adc1.vhd fue generado de una manera manual, siguiendo las instrucciones y restricciones impuestas en los datasheets de los conversores ADC y DAC que están integrados en la FPGA Spartan 3A. Los archivos Embedded_MATLAB_Function.vhd y lms_embedded_pkg.vhd.vhd fueron generados automáticamente a partir de un modelo en Simulink con la ayuda de la herramienta Simulink VHDL coder.
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