Motorola MG45 Manuel d'utilisateur

Memoria “DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN ROBOT HUMANOIDE” PFC presentado para optar al título de Ingeniería Técnica Industrial especialidad en El

Marc Bonell - 8 - ABSTRACT In this project is designed and built both the control circuit and the mechanical part of a humanoid robot. The peculi

Marc Bonell - 98 - También sería interesante la posibilidad de añadir una cámara para poder dotar al robot y, mediante el procesado de las

Diseño y construcción de un robot Humanoide - 99 -

Marc Bonell - 100 - CAPÍTULO 9: BIBLIOGRAFÍA Y WEBGRAFÍA Eduardo García Breijo. „Compilador C CCS y simulador Proteus para Microcontrolad

Diseño y construcción de un robot Humanoide - 101 - http://www.heli-system.com/hitec/252-servo-hitec-hs-645mg-ultra-torque.html http://www.microc

AGRADECIMIENTOS Especial agradecimiento a mi familia y mi pareja por tener tanta paciencia en los momentos de frustración y haberme apoyado en

CAPÍTULO 1: INTRODUCCIÓN Hoy en día, el avance de la robótica se ha convertido en un gran aporte al desarrollo de la sociedad en c

Marc Bonell - 12 -

Diseño y construcción de un robot Humanoide - 13 - CAPÍTULO 2: ROBÓTICA MÓVIL El avance de la robótica se ha convertido en un gran aporte al desar

Marc Bonell - 14 - A continuación, se presenta una breve explicación de las características de los sistemas de desplazamiento más comune

Diseño y construcción de un robot Humanoide - 15 - Direccionamiento Diferencial Este tipo de sistema se caracteriza por la diferencia d

Marc Bonell - 16 - Pistas de Deslizamiento Se trata de robots tipo oruga en los que tanto la impulsión como el direccionamiento son

Diseño y construcción de un robot Humanoide - 17 - Fig. 6. Locomoción a patas. 2.1.3 Configuraciones articuladas Las configuraciones articula

Marc Bonell - 18 - 2.1.4.1 Evolución histórica La evolución de los robots humanoides se analiza desde el año 1986, haciendo un especial énfasis

Diseño y construcción de un robot Humanoide - 19 - Fig. 9. Marcha lenta y marcha rápida. 2.1.4.1.2 Desarrollo del desplazamiento rápido (1987-1

Marc Bonell - 20 - Experimental Model 2 En la figura 11 se ilustra el prototipo E1. Experimenta Model 2, para éste, Honda desarrolló el primer mov

Diseño y construcción de un robot Humanoide - 21 - Experimental Model 4 En la figura 13 se ilustra el prototipo E4-Experimental Model 4

Marc Bonell - 22 - Fig. 15. E6. 2.1.4.1.4 Investigación sobre robots humanoides totalmente independientes (1993-1997) En esta serie se

Diseño y construcción de un robot Humanoide - 23 - Prototype Model 2 En la figura 17 se muestra al robot P2-Prototype Model 2. Honda sorprendió co

Marc Bonell - 24 - 2.1.4.1.5 ASIMO (Advanced Step in Innovation MOvile) A continuación se presenta la evolución del robot de Honda ASIMO

Diseño y construcción de un robot Humanoide - 25 - ASIMO (2005) En la figura 21 se muestra al prototipo ASIMO del año 2005, dándole habilidades pr

Marc Bonell - 26 - Fig. 22. Asimo 2007. Por todas estas razones es obvio decir que ASIMO no es un juguete, está desarrollado para

Diseño y construcción de un robot Humanoide - 27 - CAPÍTULO 3: COMPONENTES UTILIZADOS 3.1 Microcontrolador Fig. 27: Pic 18F2550 Como elemento de

ÍNDICE Resumen ... 7 Resum ...

Marc Bonell - 28 - Tabla 1. Características de PIC18F2550. La programación del pic se realiza in circuit, por lo que no es necesario extraerlo d

Diseño y construcción de un robot Humanoide - 29 - El módulo oscilador del PIC18F2550 viene dado de la siguiente manera: Fig. 29: Diagrama oscil

Marc Bonell - 30 - En nuestro caso, necesitamos la configuración que nos ofrezca la máxima velocidad posible a causa del algoritmo

Diseño y construcción de un robot Humanoide - 31 - Con XTPLL le indicamos al compilador que usaremos un cristal en conjunto con el PLL para genera

Marc Bonell - 32 - engancharse a dicha frecuencia. En nuestro caso utilizaremos un cristal de 4Mhz por lo que el factor de división necesario va a

Diseño y construcción de un robot Humanoide - 33 - 3.1.2 Funcionamiento del convertidor A/D del PIC Los microcontroladores PIC pueden incorporar

Marc Bonell - 34 - digital que iguale la tensión entregada por el conversor D/A y la tensión de entrada. Durante la fase de muestreo

Diseño y construcción de un robot Humanoide - 35 - Puede seguir funcionando cuando el PIC está en modo sleep ya que dispone de un oscilador RC int

Marc Bonell - 36 - interrupción por timer. De esa forma aseguramos que cada 20 ms se entre en esa interrupción y se actúe en consecuencia. La

Diseño y construcción de un robot Humanoide - 37 - diferencia y que el servomotor es capaz de moverse alrededor de 180º obtenemos que:

Marc Bonell - 2 - CAPÍTULO 4: Circuito y estructura implementados ...53 4.1 Diseño del circuito de control ..

Marc Bonell - 38 - hacerse transportable a otros microcontroladores de una manera fácil.!Esto quiere decir que el Ensamblador no con

Diseño y construcción de un robot Humanoide - 39 - Aunque el desarrollo de programas para microcontroladores es posible realizarlo totalmente en E

Marc Bonell - 40 - aunque existe una versión Lite gratis para las tres plataformas que puedes conseguir tras registrarte. Otro inconven

Diseño y construcción de un robot Humanoide - 41 - Fig. 36: PICKIT2 Programer. De cara a programar se ha seguido el esquema del fabric

Marc Bonell - 42 - El regulador escogido es el LM2940 i a continuación podemos ver sus características: Podemos observar a partir de

Diseño y construcción de un robot Humanoide - 43 - controlan de la misma manera. El servomotor internamente realiza un control de posición en lazo

Marc Bonell - 44 - mismo. Gracias a este sistema, el uso de servomotores facilita el circuito de control al no necesitar drivers de po

Diseño y construcción de un robot Humanoide - 45 - Tabla 2. Comparativa de servomotores. 3.3.2 Servomotor HITEC HS 645-MG. Fig. 40: Servomoto

Marc Bonell - 46 - Weight ounces: 1.94 Weight grams: 55 A más a más, según pruebas realizadas se puede afirmar que su consumo medio es de apr

Diseño y construcción de un robot Humanoide - 47 - Para posicionar el servo hay que aplicar una señal periódica, de 50Hz (20ms de periodo). La anc

Diseño y construcción de un robot Humanoide - 3 -

Marc Bonell - 48 - El sensor ultrasónico PING)) tiene tres terminales el pin GND es la referencia o tierra, el pin 5V es la alimentación del sen

Diseño y construcción de un robot Humanoide - 49 - Fig. 44. Funcionamiento sensor PING. Para empezar a trabajar con el sensor ultrasónic

Marc Bonell - 50 - Fig. 45. Detección sensor PING. 3.5 Acelerómetro Un acelerómetro es un instrumento de medida que proporciona lect

Diseño y construcción de un robot Humanoide - 51 - Fig. 46. Acelerómetro. 3.6 Batería Se trata de dispositivo que almacena energía eléc

Marc Bonell - 52 -

Diseño y construcción de un robot Humanoide - 53 - CAPÍTULO 4: CIRCUITO Y ESTRUCTURA IMPLEMENTADOS 4.1 Diseño del circuito de control Par

Marc Bonell - 54 - Fig. 48: Esquema del circuito de control. En él se pueden ver claramente distintas partes 4.1.1 Regulador Fig. 49: Esquema de

Diseño y construcción de un robot Humanoide - 55 - alimentación a una tensión en la que el microcontrolador pueda trabajar bien. Esta

Marc Bonell - 56 - - RA5, pin de propósito no especificado por si hace falta para cualquier cosa o comprobación del correcto funcionamiento del p

Diseño y construcción de un robot Humanoide - 57 - 4.1.3 Conexión ICSP Fig. 51: Esquema del microcontrolador con la conexión ICSP. Para poder p

Marc Bonell - 4 - ÍNDICE DE LA MEMORIA ECONÓMICA CAPÍTULO 1: Costes del prototipo ...

Marc Bonell - 58 - Por una parte, los conectores de los servomotores tienen VDD (tensión directa de alimentación) en la conexión central y tanto m

Diseño y construcción de un robot Humanoide - 59 - utilizados y las pistas superiores. Por otro lado tenemos la cara inferior que se muestra en

Marc Bonell - 60 - Fig. 55: Circuito impreso (Cara superior). Fig. 56: Circuito impreso (Cara inferior).

Diseño y construcción de un robot Humanoide - 61 - 4.3 Estructura del robot 4.3.1 Piezas Para conseguir la parte mecánica del robot, lo que se hac

Marc Bonell - 62 - Fig. 58: Robot bípedo. En nuestro caso y a partir de piezas de esta casa lo que se hará es construir unas piernas con 5 grado

Diseño y construcción de un robot Humanoide - 63 - Fig. 61: Pieza BT-01. Como se puede observar, estas piezas están expresamente pensa

Marc Bonell - 64 - Fig. 62: Acotaciones piezas ASB-04 y ASB-09. 4.3.2 Montaje El resultado de juntar estas piezas de forma que se creen pierna

Diseño y construcción de un robot Humanoide - 65 - Fig. 63: Proceso de montaje.

Marc Bonell - 66 - Fig. 64: Proceso de montaje.

Diseño y construcción de un robot Humanoide - 67 - Fig. 65: Proceso de montaje. Finalmente, debemos conectar los servomotores y los dem

Diseño y construcción de un robot Humanoide - 5 - ÍNDICE ANEXOS CAPÍTULO 1: Datos técnicos ...

Marc Bonell - 68 - Fig. 66: Conexionado a la placa de control. Fig. 67: Finalizado.

Diseño y construcción de un robot Humanoide - 69 - Fig. 68: Finalizado.

Marc Bonell - 70 -

Diseño y construcción de un robot Humanoide - 71 - CAPÍTULO 5: PROGRAMA DESARROLLADO 5.1 Control de servos Aunque existen soluciones interesant

Marc Bonell - 72 - Fig. 69: Distribución de pulsos. Usando este sistema, la cosa se complica cuantos más servos se quieran controlar.

Diseño y construcción de un robot Humanoide - 73 - durante 2,4 ms, estuviese pendiente de x servos. Siendo en paralelo, no sería demasiado

Marc Bonell - 74 - Al entrar en la rutina de control de los servos utilizar el tiempo común a todos ellos para poner a nivel alto todos los

Diseño y construcción de un robot Humanoide - 75 - Este algoritmo realiza el ordenamiento de una lista a de n valores, en este caso de n

Marc Bonell - 76 - j tomara los valores de 0 hasta 3: Cuando j vale 0, se comparan , el 55 y el 86, dado que 55 < 86 no se perm

Diseño y construcción de un robot Humanoide - 77 - En este caso la burbuja ha ascendido menos que en los casos anteriores, y la lista

Marc Bonell - 78 - 5.2.3 Ordenamiento por inserción El ordenamiento por inserción (insertion sort en inglés) es una manera muy natural de

Diseño y construcción de un robot Humanoide - 79 - En el siguiente ejemplo, 32 debe ser insertado entre 26 y 47, y por lo tanto 47, 59 y 96 deben

Marc Bonell - 80 - finito de casilleros. Cada casillero sólo puede contener los elementos que cumplan unas determinadas condiciones.

Diseño y construcción de un robot Humanoide - 81 - utilizar la técnica que más convenga, según cómo queramos ordenar los datos. La función orde

Marc Bonell - 82 - temps=500; //variable de tiempo for (i=0;i<numservos;i++){ // Servo correspondiente

Diseño y construcción de un robot Humanoide - 83 - #int_TIMER1 high void TIMER1_isr(void){ if (t1==1){ set_timer1(65466);

Marc Bonell - 84 -

Diseño y construcción de un robot Humanoide - 85 - CAPÍTULO 6: SIMULACIONES 6.1 Convertidor A/D A continuación podemos ver una simulación en

Marc Bonell - 86 - A continuación vemos el resultado de tener el potenciómetro al 80%: Fig. 74. Esquema de prueba del convertidor A/D. A continu

Diseño y construcción de un robot Humanoide - 87 - 6.2 Funcionamiento PWM A continuación podemos ver la simulación en Proteus. Fig. 76. Simulaci

RESUMEN En este proyecto se diseña y construye tanto el circuito de control como la parte mecánica de un robot humanoide. La peculiaridad de este es

Marc Bonell - 88 - Fig. 77. Simulación del PWM Como se puede observar, en este caso el potenciómetro se encuentra al 50%, verificable mediante l

Diseño y construcción de un robot Humanoide - 89 - Podemos observar a la figura siguiente que estando el potenciómetro al 100%, por tanto, al

Marc Bonell - 90 - Fig. 81. Simulación servomotor. 6.3 Funcionamiento de la rutina de control de servomotores. Para poder comprobar q

Diseño y construcción de un robot Humanoide - 91 - Fig. 81. Simulación servomotor. Canal A seguimiento de rutina. Canal C seguimiento de contador

Marc Bonell - 92 - Fig. 83. Simulación servomotor. Osciloscopio superior: Canal A seguimiento de rutina. Canal C seguimiento de contador timer1.

Diseño y construcción de un robot Humanoide - 93 - en que empieza a ordenar (Canal A asciende) y cuando ya ha ordenado todo (canal A

Marc Bonell - 94 - En este caso se ha aplicado un pulso de 1500us al primer servo. Se puede comprobar en el osciloscopio inferior. S

Diseño y construcción de un robot Humanoide - 95 - CAPÍTULO 7: PLANIFICACIÓN A continuación se muestra como se ha estructurado el trabajo

Marc Bonell - 96 -

Diseño y construcción de un robot Humanoide - 97 - CAPÍTULO 8: CONCLUSIONES Y POSIBLES MEJORAS El presente proyecto ha llevado a la puesta en prác