05-Construccion del robot Resultados experimentales DE ROBOT 1/… · 17 LM629 que controla el...

Preview:

Citation preview

����������������

�������������������������� ����������

�������� �������������������������������� ����

����������� ���������� �������� ���

������������� ������� ���������� ���������������������� ���� �������� ������� ��������

��������������� �������� ��������� ��������������� ��������������������������� ������� � �����

��� �����������������������

������� !�"�#$%&��'�"%���()*�

!�������������������� ������������ �������� ����� ������� ���������������������� ��

������� ���� �� ���� ��� ����+����� ���� ��� ��������,� ��� � �������-�� ������ ��������� ����� ���

+�������� �.�������������� �,������ ���������������� ����������+������

���������������������� ��!�"�#$���%��%#!&"%���"!��'���(���

Resultados experimentales

�����/�

����������)���*�#����"�%�����(%����+���

���� �� �������������� �������� ���.� ��������������������������������������������������

&� ���� 0���� � ������������������������ ������ ������������1� ��������������������������

������������� ���������������������� ����� ��������� ��� ������ ��������� �,�������� �������

�������������������.�����������������

����2��-$ $%"�� �%���!��-�3*�%�!3-�%�

������������� ���������� �������������������� � ����� ������ �������� ����!��+�����+��

����� ������������������������0������������ �������������������1���������.�����������������

���������������� ����+������(����������� ����� ���������������������������������������.������

� �����������������4 ���-����������0� ��������������� � ���� �� ��� ��������� �������.�� ��+��

���0������ 0��������������������� ����������� ���������������������������������

Diseño y construcción de un robot móvil para la reconstrucción 3D de interiores

� � ���������

����������,������ %���-%�#��"�(%��#�#�% ��(%� �-� �%"���(%�!�+%!%��(%��%#!&"%��

!�� ������������������ �������� ���������������������+��������������������������������

����� �������!�����1��������0�����,���� ����������������������������������������� �������0������

���������������������� � ��������������������������� �������� ���5�������� � ������ ����0�

�����.�����0������ ������������� ��������������� �������������������1�������� ������� �6���

�������� �

����������.���*�#��#�(%�� %!�"�# ��(%��� ��(%���/�%"%#�(%��%#!&"%���&#%���

�������������� ����� �������� ��������������.������������� ������ �0���������

Resultados experimentales

�����2�

���������������� '�% %"��!�$"�(%��#�'���%�'����%�� �����'�#����'�#�0�1�%��#�#�% ��(%�%"���"%�

��� ������������ �� � ������������������������������� ������ �0� ���� ���������������

�������� ����� ��� ��+��,� �� �������.���� ����������� ��� � ������������������������������� ��� ���

����������������������������������������� �������� ��������������������������.��������������� ��

��+�������������������������� ������������������������ ������ �� ���� ����6����

���� �������������������0� ��������������������������������������������������� �0����+�����

���� ��� ���������������������� � ������������ ������������ ��� ����������� 0� ������� ��� �����

����������+����������,�������������������������������� ������� ����� ��� ������ ��

����������2�����(���!�!�$"�%"�%��#�#�% ��(%�#�3%!�$"�(%��%#!&"%���&#%���

Diseño y construcción de un robot móvil para la reconstrucción 3D de interiores

� � �������6�

����6��-$ $%"�� �%��!���3&�%��7�8�

������� ��� �� �������� ������������������������� ��� ��������� ��� �����1�������������,���0� ��

���+���������� +����� � � ��,� �� +������0� ����������� ����� ����� ���� �� ��� ����� ��� �����1��� �� �

+�����+� �������������

����������4������#�% ��(%��(5��#�!�$"�(%�� &�%"%#��

Número Descripción

1 Sensor óptico para la toma de origen de referencia del servomotor

2 Escala para la calibración de las posiciones de la cámara

3 Testigo de posición de la cámara. Además, sirve para la toma de origen,

cortando el haz de luz infrarroja en el sensor

4 Cámara

�+�����������%#!��'!�$"�(%���#�%�% %"��#�(%�������������4��

04

03

02

01

Resultados experimentales

�����9�

����9����:�����!���!��"%)*(�����$*�;($*�-�

��� ������������������� �����.������������� ������ �������,�� �� ���������� ��������0�

����������� ������������ ���������0�,� ���������� �������������������������������0�������

:���������������.�0� ����������������������������������������� ������ ��-��������������������

���+����������� ����������������� ��������� 0������������������������� ���� ������ ������ ��

��� ������� ����������+������� ���� ����������������� ��� ����<������� ���������������������0�

��������� ������� �������������0������� ��������� � �� � ��

����������6���������#�1�!�"%!����%"�%����(��(%�%!7��(%����+���

������ ��������������� �������������������������������������������0������.���=�����1�

���� �������� ���� � ������0� �������� ��������0���������������� ����������-����������1�

�� ����������� ���������������������������� ��������� �������������� ����0�����������4��� ����

����������������������0�������������� �������� ���������������������������0������ ���� ��

������

�������������� �������������������������������������,���������> �������������������

���������4��� ����������� ������������ ���?���������������0�� ��������������8�����������

.�, �@��

����������8����!!��"� �%"��#�1�!�"%!����%"�%����(���95��%�(��(%����+���

Diseño y construcción de un robot móvil para la reconstrucción 3D de interiores

� � ���������

�����������:�����"%;��"%#�%"����'���%����"����(%����!�3��

Descripción Descripción

1 Conexión de las señales del motor paso a paso

2 Punto de fijación del muelle

3 Conexión del microcontrolador con el PC

4 Pasamuros: permite la introducción de los cables de sensores y servo a

la caja de almentación

5 Conector de alimentación del escáner láser

�+������)����%#!��'!�$"�(%���#�%�% %"��#�(%��������������:��

����������+�������������� ����� �������� �+����� � ������� A�

���������������� &�%"%#�(%����+���!� '�%����

01 02 03 04 05

Resultados experimentales

�����B�

�����������)���*�#������%����(%����+���!� '�%���

��)�������� ���������� �����<��� �

!������������� %$"�!������������ �����������1������ �� ����� ������ �������� ����������� �

������������1����� �+����� ����� ���� ���������+���������������� � �8C �������� �+����� ������ � �,�

����������+�� �� ����0� ����� ��,�������.������������������� ��� � A�

- (� �������������1�������������������������� ��!����1���������� ����� ������������ �����

���+�����0�����4����� � �� ���� ������������������

- 8���� ������� ��� �������� ��� � �0� ����� ������ �� � �� ���� ���� ������ ��� ������ ��� �� � 1��� �

������ ����������������������1��

- 8������� ������������������ ��������D�������������E0���� ������� ������,���������������� �

���� ������ ����������,��� �����

!� �+����� ��������� ����������� ����������4�������0�.���������� �� ����� ����������� �,�

����� ��������������������� ������� ������ ��

Diseño y construcción de un robot móvil para la reconstrucción 3D de interiores

� � �������F�

���������������������0� �������1����� ������� �,� �� ��������� ���������� ��

�� �����������0� �� ��� ���� �� � �� ����� � ������� � ��� ��� �����1������ ��� �� � ��.�� �

���������� 0�������1������� �4 � �,��������������-������� � ��� ��������� �������������������

�������������������<������������ �,��,�����������5 ������������������ ��"����4�� ���� ���������

��������� ������� ��� ��� ����������� ������������� ��

�����������,����"�%�����(%����!�3��(%����%�%!��$"�!���

��2�����"� �-���� $"�*�(�����!$-�&$"$%�-�����$%%(�*"���$*"(*=��

-��������� �������� ����� �����������0�������������������������������������������� ��

������ ��� 0�������� ���� ���� ����������������� ���

�����

� �� �

�����

��������<� �

�����

� ������

� ������

�����

� ������

� �������

Resultados experimentales

�����G�

�����������.������'�#�(%�'��%"!���(%���#� ����%#�(%�!����%"�%�!�"��"����

Descripción� Descripción

1 Salida de las señales directas a los terminales de los motores

2 Puente H con transistores MOSFET

3 Resistencia de 0,1ohm y 30W para medida de corriente en el 6506

4 Etapa de transformación de las señales del microcontrolador en señales

aptas para atacar el puente H

5 6506: Limitador de corriente

6 Entrada de alimentación 24V

7 Entrada de señales de control de los motores

8 Potenciómetro para regular la máxima corriente admisible en los motores

�+������,����%#!��'!�$"�(%���#�%�% %"��#�(%��������������)��

��2�2���"� ����� $"�*�(����!�&$"$%� �-$��� �-$�

�������������������������������� �������������� ��������������� ��������������������.��

,����+��������������������� ������ ������ ��� ���������� ��������������������� � ��������

��������������.���� � ��� �� ���� ������������������ ������������

07

06

05

04

03

02

01

08

Diseño y construcción de un robot móvil para la reconstrucción 3D de interiores

� � �������H�

������������������'��(%�'��%"!���(%�� �����'�#����'�#���

Número Descripción

1 Alimentación de 12V

2 7805 - Regulador de tensión a 5V

3 L298

4 L297

5 Bus de control del motor paso a paso (viene de la etapa de control)

(Modo automático)

6 555 para generación de pulsos en modo manual

7 Conmutador modo manual (izquierda) o automático (derecha)

8

Conmutador sentido en modo manual. Tiene tres posiciones; en las de

los extremos, el motor gira en ambos sentidos. En la del centro, se

establece el modo de movimiento por pasos (Ver 11)

9 Modo medio paso (izquierda) o paso entero (derecha) (Modo manual)

10 Regulador de la velocidad, en modo manual

11

Pulsador de paso: con el conmutador 8 en la posición central, cada vez

que este pulsador es activado, el motor se mueve un paso (1,8º) (Modo

manual)

12 Diodos antirretorno

13 Salidas de control del motor paso a paso (Directas al motor)

�+������.����%#!��'!�$"�(%���#�%�% %"��#�(%��������������,��

08

07

06

05

04

03

02

01

13

12

11

10

09

Resultados experimentales

����2/�

��2�6���"� ������!(&�*"��()*�

!�������������������������������� ������ ����������� A���������� �������������� ���� �

>�1�������� ��� ��� ������?�,� ���� ��� ������� ��� ��� �� ������� ������������>�������?�� ���� ����

��.���������� ��������� �������� 0� ��������������������������������� A�

- %�.�A�����������������2I�

- �1��A����������������29I�

- *����A�"������

- $�� ������� A�-����� �����������

�����������2������'��(%���� %"��!�$"��

Número Descripción

1 Conmutador de encendido: hacia arriba, apagado – abajo, encendido.

(Pulsar el botón de rearme para que el encendido sea efectivo)

2 Salidas de 12V

3 Salidas de 5V para los servomotores

4 Salidas de 5V para la electrónica en general

5 Potenciómetro para establecer el límite de tensión de aviso

(Luz verde parpadeante: cargar las baterías)

6 Potenciómetro para establecer el límite de tensión de apagado

(Tensión de funcionamiento muy baja: se apaga el robot)

7 Luz roja: encendida cargando baterías

8 Luz verde: En funcionamiento. Si parpadea: tesión baja

02 03 04

05 06 07

08 09

10

01

12 11

Diseño y construcción de un robot móvil para la reconstrucción 3D de interiores

� � ������2��

9 Relés para parpadeo de luces y apagado por baja tensión o parada de

emergencia

10 Salidas de 24V

11 Entrada de 24V desde las baterías

12 Entrada de 12V desde las baterías

�+�����������%#!��'!�$"�(%���#�%�% %"��#�(%��������������.��

��2�9���"� ������$*"%$!�

�������������� ����� �������� ��������������������������������

�����������4������'��(%�!�"������

Número Descripción

1 Conexión para dos sensores fin de carrera. Conectar directamente los

dos terminales del sensor. La tarjeta ya dispone de resistencias pull-up

2 Pulsador de RESET para el PIC18F458

3 Alimentación de 5V para los servomotores

4 Conexión del servo de la cámara. Según se mira la imagen, el pin más

05

04

03

02

01

09

08

07

06 14

13

12

11 10

20

19

18

17

16

15

21

Resultados experimentales

����22�

bajo es tierra, el del medio señal y el último alimentación

5 PIC 18F457

6 PIC 16F876

7 Potenciómetro de referencia superior de las entradas analógicas PIC16

8 Potenciómetro de referencia inferior de las entradas analógicas PIC16

9 Conector del joystick (el cable morado es alimentación)

10 Conmutador de modo: derecha, automático - izquierda, manual

11

Salidas de control hacia las etapas de potencia de los motores de

tracción. Importante el orden de conexión: De izquierda a derecha según

la imagen: morado, marrón - naranja, verde

12 Conector de alimentación general de 5V

13 Toma de tierra

14 Conexión del encoder del motor 1

15 LM629 que controla el motor 1

16 Conexión del encoder del motor 2

17 LM629 que controla el motor 2

18 Microinterruptores para configuración del motor paso a paso. En

funcionamiento normal deben estar todas las señales a cero, menos la 5

19 Conexión RS232 con el PC. El cable rojo es tierra, y es el que se

conecta más abajo mirando según la orientación de la imagen

20 Bus de comunicación del PIC con la etapa de potencia del motor PAP

21 MAX232, conversor de niveles lógicos TTL a RS232

�+������2����%#!��'!�$"�(%���#�%�% %"��#�(%�����������������

��,��������������*�=���<��

�����+�������������+����� ��� ������������ � ���������������������� ����0� ��������� �����1���

����� � ��<�������� ������������������������������������1������� ����������,������ ���

��6����&��(�������%%$%�-�-(-"�&3"(�$-��*�!��$�$&�"%J��

� � ��<�������� � ���� ���������������� �����+���������������0������� �� ��������� �

��� �������������������������� A�

o ��������������������+������������������ ���������������,������

o ���������������������������������������������� ������������� ������ ������ ������ ��

(����������� ������������1������� �����������������������������K����L0�K��G�L�� �����������

������ ������</0�,/�,����������������M/0�������������������1���������,���������� � ����������

����������� ����������������� �������������M/��������������������� ����������������0������

Diseño y construcción de un robot móvil para la reconstrucción 3D de interiores

� � ������26�

������ ��� ���� �����0� �� �� � ����� � � ���� ������-������� ����� ��+�������� ��� � ,� �� ��4 � ����

������������

"�� � ��������� �� � ������ ���� � ���� ��������0� ��� ����� ����� ������� �� ��� �� ������ �������0�

������0������������ ������� ��������������0�������������<������������� ����� ��������

�����������6����;'%�� %"���(%��!��(��(���"�(��%!!��"�����"��/"%��!�"��"���������1%!�������%�$��!�0�1�%"�

�9���1�'�"�%�(�0��"�%3% '���(%����1%!�������%��0�!�"�%������(� >���!���

���������� ����������� � �� �<��������0� �������������������� ��,������� ������������

6<6����� ��-�����������������������+��������������� ��������������������� � ������� ������

������������������ ��������������������������� ����� ��������+�������1�������0��� ���� ���

������0��������� ��� ���+��������������� �������������,�������� ���0� ������������������ ��

����� ��� ������� �� ��� ��+������ ��� ������ ��� ��� ������0� ��� ������� � �� �<�������� ��� ���

���� ������������ ������ � 0�,������������������ ������������������ ����� �����+����������� �

����� � �������������������,������0� ������������ ������������������� ����� �����������������

�����������8���� ��(%������%"� %(��"�%��"�'�"�%����&#%��

Resultados experimentales

����29�

%����1��������<������������������� ������ ��� �� ����������� 0��� ��� ����� �+�������� �

������� A�

-25

-20

-15

-10

-5

0-60 -40 -20 0

mm

mm

����������):����%#����(�#�(%���%#��!��(��(���"�(��%!!��"���

!� � ���� � �1��� � ����� ����� ��� �� ������ +����� ���� ����0� ������ ��� ���������� ��� ���

��,������������������������������ ��

-����������0�� ��� ��������� ����������� ���������� ��������+������������+��������0�

������ ���� �� � �+��� � ��� �� � ������ � �� � 4�� ������ ����� ���������� ���� ������ � ��

�+���0� �� ����� �����1��� ���� �<��������0� ��� ���� ��������� �������������� K����L��� � ������� ���

�������0���������� ���� �0������������������������������������������ � ����� ��-���������� ��

������������������ ����������������� ��� ������� � �� ���������0��������������������������������

������������ �0� ���������������� ������ ������-��������� ��� � ����������� ������0�� ��������

���������������� ������������������

����������)�����%��"(��'���%�(%���%#��!��(��(��+�(��%!!��"��?������%"�#%"��(��!�"����������

�/"%��'�"�%�(��%#��"�%3% '���(%����1%!�������%��0�!�"�%�����%"�����(� %��/���

Diseño y construcción de un robot móvil para la reconstrucción 3D de interiores

� � ������2��

-����� �������� ��� �<��������� ���������� � ��� ����� �����0� �� �������� ��� ��� ��������

���+������ ��� ������ ����+�����1�����������,�����������������

05

101520253035404550

-35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0

mm

mm

����������))����%#����(�#�(%���%#��!��(��(���"�(��%!!��"��0�%"�#%"��(��!�"�����������"�%�����

:��������� ��� ����� �������� ���������� ������+���A�

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

50

-60 -50 -40 -30 -20 -10 0

mm

mm

����������),����%#����(�#��%#��!��(��(��+�(��%!!��"���

-����������������������� ��������������� A�

o !� � �� ������ � ��� �� ����� ��� ����� ������� �� ��,������� � ��� �������� � ��� �� �

���� ��� ��� � ��5�� ������ �������� ����������������

Resultados experimentales

����2B�

o � � � �� � ���� 0� ������ ��� ������ ��� ��������� ���� �� �� ��� ���� ������� ���

���������� ��

� � � �� � ������� ��� � �� � ������� �� ������ ���� ��� ����� ��� ���� ������ � ��� ����

� �������� 8���� ������� ��� ���� ���� ����� ��������� � �� � �������� � �� ���������� ��� �� �

��������� � ��� �������0� �� ����� ������� �� ���� ��� ������ � ��� ��� �������� �����

�� ����������������� ��.� ������ ������ ��

�� ��4 � ��� �����1��� ��� � � � � �<�������� 0� ���� �� ������ ������� ��� �������������

���������������� ���������������������1�����,������ �>�� ��������� ������� � � ������ ?�K����L0�K�

�G�L�� ������������ �������0� ������������ ������ ������������������ ����� 0���+����������� �� ��

�������� ��������������>�?��������������>��?��

������������

��

������������

��

��� ���� �����

��� ���� �����

==

==

�=

=

=

= �

� 0� ���������A�

��������������������������������������� ���������������������� −=−==−= �

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

50

-60 -40 -20 0

mm

mm

����������).����%"���#�(%����-%(�(�(%�!�(��"�+%�(%�'�"��#0�%"�-%�(%�

Diseño y construcción de un robot móvil para la reconstrucción 3D de interiores

� � ������2F�

������������ � ���� 0� ��������������� ���������������������������������������� 0���������

��� ����������������A�

����

������� ����� += �

������������������ ����� 0��� ������� �������� � ��A�

������������������� ����������� == �

��� ��������� ���� � ��� � �� ������ � � ��� ��<���� ��� � � � �� � ������ ��!�� ��1��� �����

����������<���0�,������������0�� ������������������� �������� ����� �������������������������

�����<�������������� ���������������� ������A�

�������� ���������� = �

������������� ��������4���� ������������������������������� ��������������������������0�

,� ���� ��� ������� ���������������� �������� ��� �� 0����������� ��� ������� � � ������ ����

����������� ����� ���� ���+����� �������� ��� ��� �� ���������� ������� ������0� �� � ������ ����

����������� ������������������������������ ������ �������

��.�������� ������� @����<��������� �� �,��

�����.�����+��������� ������� ������������� � ����� ��� ����� ����������� �� ������ ���� �����

����������� ��� ������� ��������0��������� �������������� ��������� ������ �� ����� � ������� � ��

��������������������������� ���

� � � ���� � ������� ���������� � ���� �� �� ������ ��� ����� >����� ���� �� � ��������� � ����

� �������� ��?�,��������������� ������������� ������+������������ �����>���������������������������

� �����0� ��5������� ����������������� ������ �?�� ��������� ������ �������������� ����+�����

���� ����� ��������� ��� ����1���� �����������0� ������� ���� ������ ������� ���������� ������� � ��

���� ���� ��

-��������������+����� �� ����� ���������� ������%"(#0��� ����� ���� ��� ����� ������ �

+����� � ������� ��-������������������� ����1�����������������������0��� ��� ��,��0�,��������������

� �����+������7%&!���� ������������������� ��������D�������E�������������������������

Resultados experimentales

����2G�

����������)������(%������(� %"#��"���#�"��������(%��"�'�#�����(%�������

����������)2���� ��%"��%���(%��'�#����� �(%��(��'���%����+���

� ������������ ����� ����������1����������������� ����0�� ������0��� ������5������������ ��

���������� ����������������� �� ����� � ��.��� �����������������+�������0�+������� �� �������� 0�

���� ��� ���� �� �� ��� �������� -�� ������ ��������� ��� ��� +������ ��� ������ ���� ��� �� � ��� � ���

���������� � ������ � �� ���� ���� � ��� ����� �� � ��� � ��������� ���+����� ����������$��������0� ���

���������� � ������� �� ������������������� ���������������� ���������������������������� ��

Diseño y construcción de un robot móvil para la reconstrucción 3D de interiores

� � ������2H�

��� ��� ������� ���� �� ����� ���� �� ��� ��� �� �����������0� ��� ����� �� ��� ���� �� ���1����0�

�� ������������������� ��������������������������������������������6���������

����������)4���� ��%"�(%�� �(%���,��(%��'�#�����(%����'��"���+�3��(%��������

����������)6��� ����� ��%"� &#�(%�� �(%���,��(%��'�#�����+�3��(%��������

Resultados experimentales

����6/�

����������)8���*�#���(%#(%�%��%;�%�����(%��'�#�����(%����'��"���+�3���

�������������������+��������26� ������������������� ���������������0���,���� ������� ��������

���� ����� ��1���������� �+����� ���2��,���2F� �������������������������������0�������� �������

�� ����� ����������� �>1��� ��������� ����� � �����������?��

��� ���+��������2F� �� �������� ��� �������� ���� ����� ����� � ������� ������ � ������ 0� ��� �������

����� ���� ������� � ���.��� 0������ �� ������ �������� ������6��� �-���������������������������

���� ���+� �����+����������� ����0�,����������� ��1����������������� ���

� � ����� �������� � ������ ����������&� � ����0��������� ��������� ��+�������0�������

���� ���� ��������� ���� ���+�����0� �� �����+����� �� ���� 0�,� �� ���������� �� � ������� ������ �

��������������N����� � ����������� � �����.��������� ����,��� �+��������������K��H�L�,�K�2/�L�����

��� ��������+������ ����� �������� �������������������.�������"(#��� ���������������������� ��

�� �0� ������������������������ �����0�,�������� ��<��� � ������� � ��

Diseño y construcción de un robot móvil para la reconstrucción 3D de interiores

� � ������6��

����������,:�����(%�����"��0�!�"���#��%;����#�#�'%�'�%#��#�

Resultados experimentales

����62�