UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL - repositorio.ug.edu.ecrepositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/11481/1/PTG-B... · ii universidad de guayaquil facultad de ciencias matematicas y fisicas carrera

I

UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL

FACULTAD DE CIENCIAS MATEMATICAS Y FISICAS

CARRERA DE INGENIERIA EN SISTEMAS

COMPUTACIONALES

“ANÁLISIS Y DESARROLLO DE UN ROBOT ARAÑA HEXÁPODO,

CONTROLADO VÍA WIFI CON CÁMARA WEB

INTEGRADA UTILIZANDO EL

MICROCOMPUTADOR

RASPBERRY PI”

TESIS DE GRADO

Previa a la obtención del Título de:

INGENIERO EN SISTEMAS COMPUTACIONALES

AUTOR:

RIKY DANNY RAMOS ZAMBRANO

GUAYAQUIL – ECUADOR

2015

II




COMPUTACIONALES

ANÁLISIS Y DESARROLLO DE UN ROBOT ARAÑA HEXÁPODO,



MICROCOMPUTADOR

RASPBERRY PI

TESIS DE GRADO




TUTOR: ING. JOHNNY MARCELO TORRES AMON


2015

III

REPOSITORIO NACIONAL EN CIENCIAS Y TECNOLOGÍA

FICHA DE REGISTRO DE TESIS

“ANÁLISIS Y DESARROLLO DE UN ROBOT ARAÑA HEXÁPODO, CONTROLADO VÍA WIFI CON

CÁMARA WEB INTEGRADA UTILIZANDO EL MICROCOMPUTADOR RASPBERRY PI ”

REVISORES: no poner nada

INSTITUCIÓN: Universidad de Guayaquil FACULTAD: Ciencias Matemáticas y Físicas

CARRERA: Ingeniería en sistemas computacionales

FECHA DE PUBLICACIÓN: FECHA ACTUAL N° DE PÁGS.:

ÁREA TEMÁTICA: Robótica

PALABRAS CLAVES: Robot móvil controlado vía WIFI utilizando una página WEB, con cámara WEB integrada.

RESUMEN: Se desarrolló un robot araña hexápodo capaz de desplazarse en todas las direcciones sobre una superficie

plana con una cámara web integrada controlado vía WIFI mediante una página WEB, con un radio de movilidad de la

cámara 180° de izquierda a derecha y de arriba hacia debajo. N° DE REGISTRO(en base de datos): N° DE CLASIFICACIÓN:

Nº

DIRECCIÓN URL (tesis en la web):

ADJUNTO PDF X SI NO

CONTACTO CON AUTOR: Riky Danny Ramos Zambrano Teléfono:0981120947-

2673684

E-mail:

[email protected]

CONTACTO DE LA INSTITUCIÓN

Universidad de Guayaquil Carrera de Ingeniería en Sistemas

Computacionales

Dirección: Víctor Manuel Rendón 429 y Baquerizo Moreno, Guayaquil.

Nombre:

Teléfono:

II

APROBACION DEL TUTOR

En mi calidad de Tutor del trabajo de investigación, “ANÁLISIS Y DESARROLLO

DE UN ROBOT ARAÑA HEXÁPODO, CONTROLADO VÍA WIFI CON

CÁMARA WEB INTEGRADA UTILIZANDO EL MICROCOMPUTADOR

RASPBERRY PI “elaborado por el Sr.

RIKY DANNY RAMOS ZAMBRANO, egresado de la Carrera de Ingeniería en

Sistemas Computacionales, Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas de la

Universidad de Guayaquil, previo a la obtención del Título de Ingeniero en Sistemas,

me permito declarar que luego de haber orientado, estudiado y revisado, la Apruebo en

todas sus partes.

Atentamente

Ing. Johnny Marcelo Torres Amón.

TUTOR

III

CERTIFICACIÓN DE GRAMATÓLOGA

Quien suscribe el presente certificado, se permite informar que después de haber leído y

revisado gramaticalmente el contenido de la tesis de grado de: Riky Danny Ramos

Zambrano. Cuyo tema es:

Certifico que es un trabajo de acuerdo a las normas morfológicas, sintácticas y

simétricas vigentes.

ATENTAMENTE,

Lcda. Janet Elizabeth Pazmiño Ramírez, MSc.

GRAMATOLOGO

C.I. 0907981096

# LICENCIA 1006-14-86051272

IV

DEDICATORIA

Mi tesis se la dedico a Dios por

haberme brindado la oportunidad de

nacer dentro de una familia

maravillosa.

A mis padres por haberme

inculcado, guiado, educado de

manera adecuada ayudándome y

apoyándome siempre de manera

incondicional en cada uno de mis

proyectos y metas que me he

planteado, a ellos millón gracias por

enseñarme con valiosos ejemplos

dignos de superación y entrega.

Esta tesis también se la dedico a mis

hermanos que han sido siempre una

fuente de aliento, alegría y ganas de

superación por el esfuerzo que todos

hemos realizado por sacar adelante a

la familia siempre trabajando y

luchando de manera en conjunta por

el bienestar de todos.

Además se la dedico a mi futura hija

para que le sirva como ejemplo

demostrándole que con esfuerzo,

perseverancia, constancia, ganas de

superación y entrega se pueden

cumplir cada uno de los objetivos

que nos planteemos.

V

AGRADECIMIENTO

Primeramente agradezco a Dios el

creador y dueño de mi vida.

Segundo agradezco a mis padres,

hermanos y mi abuela que en unión

de cada uno de ustedes hemos

conformado una gran familia porque

siempre permanecieron brindándome

su apoyo siempre han estado a mi

lado ayudándome en cada una de los

problemas que se me han presentado

sirviéndome de guía y ejemplo de

superación.

Este trabajo de tesis se lo dedico y

agradezco de manera muy especial a

mi querido padre Hitler Ramos Rizzo,

que gracias a su esfuerzo y valentía ha

sabido sacar adelante a toda nuestra

familia siendo mi ejemplo a seguir

como ser humano.

Todo esto es por y gracias a

ustedes muchas gracias amada

familia.

VI

TRIBUNAL DE GRADO

Ing. Eduardo Santos Baquerizo, M.Sc.

DECANO DE LA FACULTAD

CIENCIAS MATEMATICAS Y

FISICAS

Ing. Harry Luna Aveiga, M.Sc.

DIRECTOR (E)

CISC, CIN

Ing. Johnny Marcelo Torres Amón

DIRECTOR DE TESIS

Ing. Vicente Arturo Vizueta Logroño

PROFESOR DEL ÁREA -

TRIBUNAL

Ing. Tania Guadalupe Yaguano Herrera Ab. Juan Chávez A.

PROFESOR DEL ÁREA – SECRETARIO

TRIBUNAL

1

DECLARACIÓN EXPRESA

“La responsabilidad del contenido de esta Tesis

de Grado, me corresponden exclusivamente; y

el patrimonio intelectual de la misma a la

UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL”


2

.


FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS


COMPUTACIONALES




MICROCOMPUTADOR

RASPBERRY PI

Tesis de Grado que se presenta como requisito para optar por el título de

INGENIERO en Sistemas Computacionales

Autor/a: Riky Danny Ramos Zambrano

C.I. 0924194970

Tutor: Ing. Johnny Marcelo Torres Amón.

Guayaquil, Julio de 2015

3

CERTIFICADO DE ACEPTACIÓN DEL TUTOR

En mi calidad de Tutor de Tesis de Grado, nombrado por el Consejo Directivo de

la Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas de la Universidad de Guayaquil.

CERTIFICO:

Que he analizado el Proyecto de Grado presentado por el/la

estudiante Riky Danny Ramos Zambrano, como requisito previo para optar por el

título de Ingeniero en Sistemas Computacionales cuyo problema es:


CONTROLADO VÍA WIFI CON CÁMARA WEB INTEGRADA

UTILIZANDO EL MICROCOMPUTADOR RASPBERRY PI

Considero aprobado el trabajo en su totalidad.

Presentado por:

Ramos Zambrano Riky Danny C.I. N° 0924194970

Ing. Johnny Marcelo Torres Amón.

Tutor: ____________________________

Guayaquil, Julio de 2015

4

INDICE GENERAL

CONTENIDO

APROBACION DEL TUTOR ......................................................................... II

CERTIFICACIÓN DE GRAMATÓLOGA .................................................. III

DEDICATORIA .............................................................................................. IV

AGRADECIMIENTO ...................................................................................... V

TRIBUNAL DE GRADO ................................................................................ VI

DECLARACIÓN EXPRESA ............................................................................ 1

CERTIFICADO DE ACEPTACIÓN DEL TUTOR ........................................ 3

INDICE GENERAL .......................................................................................... 4

RESUMEN ....................................................................................................... 11

ABSTRACT ..................................................................................................... 12

INTRODUCCIÓN ........................................................................................... 12

CAPITULO I ................................................................................................... 15

EL PROBLEMA .............................................................................................. 15

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ........................................................ 15

SITUACIÓN CONFLICTO NUDOS CRÍTICOS ........................................... 18

CAUSAS Y CONSECUENCIAS DEL PROBLEMA ..................................... 18

CONSECUENCIAS....................................................................................... 19

DELIMITACIÓN DEL PROBLEMA ............................................................ 21

FORMULACIÓN DEL PROBLEMA ............................................................ 22

EVALUACIÓN DEL PROBLEMA ............................................................... 22

OBJETIVOS .................................................................................................. 24

OBJETIVOS GENERALES ........................................................................... 24

OBJETIVOS ESPECÍFICOS ......................................................................... 24

ALCANCES DEL PROBLEMA .................................................................... 25

CAPÍTULO II .................................................................................................. 29

ANTECEDENTES DEL ESTUDIO ............................................................... 29

FUNDAMENTACION TEORICA ................................................................. 29

FUNDAMENTACIÓN LEGAL ..................................................................... 51

PREGUNTAS CIENTÍFICAS A CONTESTARSE ........................................ 56

DEFINICIONES CONCEPTUALES ............................................................. 58

CAPÍTULO III ................................................................................................ 61

DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN .............................................................. 61

5

METODOLOGÍA DE DESARROLLO DE SOFTWARE............................... 61

TIPO DE INVESTIGACIÓN ......................................................................... 63

POBLACIÓN ................................................................................................ 64

EL TAMAÑO DE LA MUESTRA ................................................................. 65

OPERACIONALIZACIÓN DE VARIABLES ............................................... 69

INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS .................................... 69

INSTRUMENTOS DE LA INVESTIGACIÓN .............................................. 70

VALIDACIÓN .............................................................................................. 72

PROCEDIMIENTOS DE LA INVESTIGACIÓN .......................................... 72

RECOLECCIÓN DE LA INFORMACIÓN .................................................... 73

PROCESAMIENTO Y ANÁLISIS ................................................................ 74

CAPÍTULO IV ................................................................................................. 75

CRONOGRAMA ........................................................................................... 75

PRESUPUESTO ............................................................................................ 78

CAPÍTULO V .................................................................................................. 81

CONCLUSIONES ......................................................................................... 81

RECOMENDACIONES ................................................................................ 82

BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................. 84

ANEXOS .......................................................................................................... 87

6

ÍNDICE DE GRÁFICOS GRÁFICO No.- 1

ÍNDICE DE COMPETITIVIDAD GLOBAL (ICG), 2013-2014

TOTAL PAÍSES 148 ......................................................................................... 16

GRÁFICO No.- 2

ÍNDICE DE COMPETITIVIDAD GLOBAL 2013-2014, TRES FACTORES Y

DOCE PILARES ............................................................................................... 17

GRÁFICO No.- 3

ROBOT HUMANOIDE .................................................................................... 30

GRÁFICO No.- 4

ROBOT MANIPULADOR ................................................................................ 31

GRÁFICO No.- 5

ROBOT DE APRENDIZAJE............................................................................. 32

GRÁFICO No.- 6

ROBOT SENSORIZADO.................................................................................. 33

GRÁFICO No.- 7

ROBOTS INTELIGENTES ............................................................................... 34

GRÁFICO No.- 8

SERVOMOTOR ................................................................................................ 36

GRÁFICO No.- 9

PULSOS PWM .................................................................................................. 37

GRÁFICO No.- 10

RASPBERRY PI ............................................................................................... 38

GRÁFICO No.- 11

CONSOLA DE JUEGO USANDO RASPBERRY PI ........................................ 39

GRÁFICO No.- 12

ESCRITORIO DE LA RASPBERRY PI ............................................................ 40

GRÁFICO No.- 13

GPIO RASPBERRY PI ..................................................................................... 41

GRÁFICO No.- 14

PLATAFORMA PYTHON ................................................................................ 42

7

GRÁFICO No.- 15

BD MYSQL ...................................................................................................... 44

GRÁFICO No.- 16

PROTOBOARD ................................................................................................ 45

GRÁFICO No.- 17

USB WIFI ......................................................................................................... 46

GRÁFICO No.- 18

CAMARA WEB OMEGA ................................................................................. 47

GRÁFICO No.- 19

LA WEB ............................................................................................................ 49

GRÁFICO No.- 20

INTERFAZ HERRAMIENTA SKETCHUP 3D ................................................ 50

GRÁFICO No.- 21

MODELO EVOLUTIVO ................................................................................... 62

GRÁFICO No.- 22

FÓRMULA CÁLCULO TAMAÑO DE LA MUESTRA ................................... 65

GRÁFICO No.- 23

FRACCIÓN MUESTRAL ................................................................................. 67

GRÁFICO No.- 24

DIAGRAMA DE GANTT DEL PROYECTO ................................................... 75

GRÁFICO No.- 25

DIAGRAMA DE GANTT DEL PROYECTO 2 ................................................ 76

GRÁFICO No.- 26

DIAGRAMA DE GANTT DEL PROYECTO 3 ................................................ 77

GRÁFICO No.- 27

RESULTADOS ENCUESTA PREGUNTA No.-1 ............................................. 90

GRÁFICO No.- 28


GRÁFICO No.- 29


8

GRÁFICO No.- 30


GRÁFICO No.- 31


GRÁFICO No.- 32

CASO DE USO CONTROL ROBOT HEXÁPODO ........................................ 100

GRÁFICO No.- 33

CASO DE USO CONTROL MOVIMIENTOS ROBOT HEXÁPODO ........................................................................................................................ 101

GRÁFICO No.- 34

CASO DE USO CONTROL MOVIMIENTOS CAMARA WEB ROBOT

HEXÁPODO ................................................................................................... 102

GRÁFICO No.- 35

CASO DE USO LEVANTAR SERVICIOS ROBOT ARAÑA HEXÁPOD ..... 103

GRÁFICO No.- 36

PAGINA WEB PRINCIPAL CONTROL REMOTO ROBOT ARAÑA

HEXÁPODO ................................................................................................... 106

9

ÍNDICE DE CUADROS

CUADRO No. 1

CAUSAS Y CONSECUENCIAS 1 .................................................................... 20

CUADRO No. 2

CAUSAS Y CONSECUENCIAS 2 .................................................................... 21

CUADRO No. 3

CLASIFICACIÓN DE LOS ROBOTS SEGÚN T. M. KNASEL ....................... 35

CUADRO No. 4

VARIABLES DE LA INVESTIGACIÓN .......................................................... 57

CUADRO No. 5

MUESTRA ESTRATIFICADA PROPORCIONAL DE LOS ESTUDIANTES . 68

CUADRO No. 6

MATRIZ DE OPERACIONALIZACIÓN DE VARIABLES ............................. 69

CUADRO No. 7

INGRESOS ....................................................................................................... 78

CUADRO No. 8

COSTO HARDWARE Y PIEZAS DEL ROBOT .............................................. 79

CUADRO No. 9

COSTO LICENCIAS SOFTWARE ................................................................... 79

CUADRO No. 10

EGRESOS ......................................................................................................... 80

10

ABREBIATURAS

PWM Modulación por ancho de pulsos.

GPIO Entrada/Salida de Propósito General.

ICG Índice de competitividad Global.

CES Consejo de Educación Superior.

WIFI Wireless Fidelity.

SSH Secure Shell.

FTP File Transfer Protocol.

VNC Virtual Network Computing.

UML Lenguaje Unificado de Modelado.

PHP Hypertext Preprocessor.

SD Secure Digital.

USB Universal Serial Bus.

DSI Display Serial Interface.

NOOBS New Out Of Box Software.

VSFTP Very Secure FTP Daemon.

http://es.wikipedia.org/wiki/Universal_Serial_Bus

11

Autor: RIKY RAMOS ZAMBRANO.

Tutor: Ing. Johnny Torres Amón.



CARRERA DE INGENIERIA EN SISTEMAS COMPUTACIONALES




MICROCOMPUTADOR

RASPBERRY PI

RESUMEN

Dentro del área de la Informática y la Robótica, el país muestra un estancamiento

en el desarrollo y experimentación de nuevas tecnologías a nivel mundial, así lo

indica el Índice de competitividad Global (ICG) del foro mundial económico. Este

estancamiento se debe a múltiples factores entre los cuales podemos mencionar la

falta de recursos económicos, falta de áreas o laboratorios de investigación,

experimentación y desarrollo de tecnología en las universidades, falta de

conocimiento o de una guía que impulse o motive a los estudiantes de la carrera

Ingeniería En Sistemas Computacionales de la Universidad de Guayaquil, por esta

razón se realizará el diseño e implementación de un robot araña hexápodo que

sirva como motivación e impulse a los estudiantes de la carrera en el desarrollo y

experimentación de nuevas tecnologías que combinen la informática y robótica.

12



CARRERA DE INGENIERIA EN SISTEMAS COMPUTACIONALES


CONTROLADO VÍA WIFI CON CÁMARA WEB INTEGRADA

UTILIZANDO EL MICROCOMPUTADOR RASPBERRY PI.

ABSTRACT

Within the area of Computer Science and Robotics, the country shows stagnation

in the development and testing of new technologies worldwide and indicates the

Global Competitiveness Index (GCI) of the World Economic Forum. This

stagnation is due to many factors among which we can mention the lack of

economic resources, lack of areas or research laboratories, experimentation and

development of technology in universities, lack of knowledge or guidance that

encourages motivate students Engineering career in Computer Systems from the

University of Guayaquil, therefore the design and implementation of a hexapod

robot spider serve as motivation and drive to students studying in the development

and testing of new technologies that combine will be held computers and robotics.

13

INTRODUCCIÓN

Actualmente el país se encuentra en un ascenso a paso lento dentro del ranking

mundial a nivel de desarrollo, innovación y experimentación de tecnología

informática y robótica, así lo indica el Índice de Competitividad Global (ICG).

Según el estudio realizado Sara Wong, por PhD en Economía, profesora e

investigadora de la Escuela de Postgrado en Administración de Empresas

(ESPAE), entidad encargada de la administración de las encuestas, menciona:

“Los pilares en los que Ecuador tiene el puntaje más bajo son Innovación (puntaje

3.4 que lo ubican en la posición 58 del ranking mundial), Disponibilidad en

aceptación y uso de nuevas tecnologías (3.5, posición 82 antes mencionada) e

Instituciones (3.6, posición 92). Es decir, se observan puntajes aún bajos en

pilares que reflejan los problemas más acuciantes en competitividad en Ecuador:

instituciones débiles y la falta de concreción en iniciativas que expandan sus

mercados en el mundo.”(Wong, 2014).

Por esta razón, la presente tesis está enfocada en el estudio, análisis y desarrollo

de un robot araña hexápodo, ya que se hace uso de nuevas tecnologías

informáticas, conocimientos profesionales, nuevas técnicas de desarrollo,

recursos económicos mínimos y de la experimentación. Todo esto con el objetivo

de motivar, incentivar, y aportar como una guía de estudio para los estudiantes de

la Carrera Ingeniería En Sistemas Computacionales de la Universidad De

Guayaquil.

14

De esta forma se aportaría para mejorar el Índice de Competitividad Global (ICG),

basado en un mejor desarrollo tecnológico y económico en el país, que permita

disminuir las importaciones de tecnología. El desarrollo a nivel nacional sería

mediante la inversión en nuevos departamentos o áreas de investigación científica

e informática, que promuevan el desarrollo y creación de nuevas tecnologías en el

país, de tal forma que satisfaga las necesidades internas y en un futuro exportar

dicha tecnología.

En el capítulo I: Se describe el planteamiento del problema, las causas,

consecuencias del problema, objetivos principales, objetivos específicos y

alcances del problema.

En el capítulo II: Se describe el marco teórico, planteamiento de la hipótesis y

definición de las variables dependiente e independiente.

En el capítulo III: Se describe el diseño de la investigación, tipo de investigación,

descripción de la población y la muestra, además se describen los instrumentos de

recolección de datos, concluyendo con las técnicas para el procesamiento y

análisis de los datos.

En el capítulo IV: Se describe el marco administrativo y el presupuesto necesario

para cumplir con el objetivo del proceso de la investigación.

En el capítulo V: Se describe los principales resultados alcanzados en la tesis

además se realizan unas conclusiones y recomendaciones.

15

CAPITULO I

EL PROBLEMA

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

UBICACIÓN DEL PROBLEMA EN UN CONTEXTO

Actualmente existe un nivel de crecimiento mínimo en investigación y desarrollo

de proyectos científicos; debido la falta de acceso a la tecnología, conocimientos o

recursos económicos para poder llevar a cabo dichos proyectos.

En el último reporte del Índice de Competitividad Global (ICG) 2013-2014 del

foro mundial económico, indica que en crecimiento de tecnología el país tuvo un

incremento de 15 posiciones, ya que paso del puesto 86 al 71, dentro de un grupo

de 148 países con un índice de 4.18 puntos.

En el siguiente grafico podemos observar en qué posición se encuentra nuestro

país con respecto al (ICG), además a eso nos muestra los países que se encuentran

encabezando el ranking mundial y nos muestra el incremento de posiciones con

respecto a otros años:

16

GRÁFICO No.- 1

ÍNDICE DE COMPETITIVIDAD GLOBAL (ICG), 2013-2014

TOTAL PAÍSES 148

Elaboración: Riky Danny Ramos Zambrano.

Fuente: Foro Económico Mundial, "Reporte de Competitividad Global 2013-

2014".

** corresponde al resultado de multiplicar el puntaje del ICG por el coeficiente de

la sostenibilidad social.

† Este es el resultado corresponde de multiplicar el puntaje del ICG por el

coeficiente de la sostenibilidad ambiental.

17

† † Este es el promedio de las puntuaciones del ICG ajustado por sostenibilidad

social y sostenibilidad ambiental.

La puntuación del ICG cambia por > +15% a +20%

La puntuación del ICG

cambia por +5% a +15% La puntuación del ICG

se mantiene estable entre

+5% y –5%


cambia por –5% a –15%


cambia por < –15% a –

20%

En el siguiente gráfico podemos observar las posiciones en la que se encuentra

ubicado nuestro país con respecto a los 12 pilares o indicadores dentro del ranking

mundial.

GRÁFICO No.- 2

ECUADOR: ÍNDICE DE COMPETITIVIDAD GLOBAL 2013-2014, TRES

FACTORES Y DOCE PILARES


Fuente: Foro Económico Mundial, "Reporte de Competitividad Global 2013-

2014".

18

SITUACIÓN CONFLICTO NUDOS CRÍTICOS

El problema surge por la falta de motivación, recursos económicos, y de una base

de conocimiento que sirva de guía para poder impulsar el crecimiento en

investigación y desarrollo de nuevos proyectos en el área de robótica de la carrera

Ingeniería en Sistemas Computacionales de la Universidad de Guayaquil,

Actualmente en la carrera existen alrededor de 14 proyectos de tesis en el área de

robótica una cantidad muy pequeña para los 19 años que tiene la carrera ya que la

misma fue concebida en el año 1996.

CAUSAS Y CONSECUENCIAS DEL PROBLEMA

Las causas del problema se dan por la falta de un laboratorio o área que promueva

la investigación, desarrollo y experimentación de tecnologías informáticas y

robóticas, además a esto se suma la falta de inversión del gobierno o empresas

privadas que aporten con recursos económicos para la compra de hardware o

software que permita a los estudiantes poder estudiar, experimentar y crear nuevos

proyectos robóticos que promuevan el desarrollo de tecnología en la universidad.

Otra de las causas por la cual tenemos un bajo crecimiento en el desarrollo de

proyectos robóticos se debe a la falta de conocimiento, motivación, guía,

impulso, y de explotación de nuevas tecnologías. La falta de conocimiento está

dada por la carencia de profesores especializados en dicha área, que permitan la

realización de nuevos proyectos robóticos de calidad.

19

CONSECUENCIAS

Las consecuencias que podrían acarrear si se sigue manteniendo el problema,

serían estancamiento o crecimiento muy lento en el desarrollo de proyectos de

robótica por parte de la Universidad de Guayaquil y en el país, a la vez

seguiríamos excluidos en los diferentes eventos, competiciones o concursos que

llevan a cabo a nivel nacional como el CER (Concurso Ecuatoriano de

Robótica), ya que se carece del desarrollo de robots que permitan demostrar las

habilidades o conocimientos en el desarrollo de este tipo de proyectos dentro de

esta área impidiendo a los estudiantes de la carrera demostrar el nivel de

competitividad a nivel nacional y porque no a nivel internacional en el área de la

robótica.

Otra de las consecuencias que incluye la baja producción nacional, ya que no se

impulsa o se invierte de manera adecuada en las instituciones educativas de tercer

nivel en especial en las carreras de desarrollo tecnológico como lo es la carrera

Ingeniería En Sistemas Computacionales de la Universidad de Guayaquil, para el

desarrollo de nuestra propia tecnología que permita obtener un mejor ranking

mundial en el Índice de Competitividad Global (ICG).

20

CUADRO No. 1

CAUSAS Y CONSECUENCIAS 1

Causas del problema Consecuencias del problema

Falta de un laboratorio de

robótica

Bajo nivel de experimentación por parte de

los estudiantes dentro del área de la

robótica.

Exclusión en diferentes competencias que

se realizan a nivel nacional e internacional

en el área de la robótica.

Falta de recursos económicos ya

sea esta inversión gubernamental

o por parte de empresas

privadas.

Falta de propuestas de tesis dentro del área

de la robótica en la carrera Ingeniería en

Sistemas computacionales. Baja

producción o experimentación de

productos robóticos por parte de la carrera

Ingeniería en sistemas Computacionales.

Falta de materiales, elementos de robótica

o hardware para el desarrollo de prototipos

robóticos.


Fuente: Datos de la investigación.

21

CUADRO No. 2

CAUSAS Y CONSECUENCIAS 2

Causas del problema Consecuencias del problema

Falta de personal capacitado y

bajo nivel de motivación por

parte de los profesores hacia los

estudiantes para el desarrollo de

proyectos informáticos en el área

de la robótica.

Incremento en el nivel de descontento o

insatisfacción por parte de los estudiantes,

provocando el incremento del poco interés

de investigación o experimentación para el

desarrollo de tecnología robótica.

Bajo incremento ranking ICG.



DELIMITACIÓN DEL PROBLEMA

El problema planteado se encuentra presente en la Carrera Ingeniería En Sistemas

Computacionales de la Universidad Estatal, ya que actualmente los estudiantes de

la carrera no se enfocan en promover o proponer el análisis, investigación,

desarrollo e implementación de nuevos proyectos de robótica. Esto se da también

debido a la falta de un laboratorio que sirva para experimentación de proyectos

tecnológicos robóticos dentro de la carrera que permita a los estudiantes poder

22

investigar y desarrollar robots que tengan un alto nivel y aporte científico a nivel

nacional como internacional.

FORMULACIÓN DEL PROBLEMA

El problema se presenta en el poco y limitado impulso que existe por parte de los

estudiantes de la Universidad Estatal de Guayaquil en la Carrera Ingeniería En

Sistemas Computacionales para la investigación, análisis, diseño, desarrollo e

implementación de nuevos proyectos tecnológicos de alto nivel científico ya que

actualmente en la carrera existen un total de 15 proyectos de tesis dentro del área

de la robótica, los factores que influyen en este tipo de problema son el miedo al

fracaso por parte de los estudiantes, por la falta de investigación, falta de recursos

económicos y de una guía que sirva como ejemplo que con conocimientos

profesionales, utilizando nuevas tecnologías y una pequeña inversión económica

se puede realizar, experimentar o crear nuevos proyectos innovadores de alto

impacto científico informático.

EVALUACIÓN DEL PROBLEMA

Los aspectos generales de evaluación son:

Delimitado: Este problema se encuentra claramente delimitado por que se da en

la Universidad Estatal De Guayaquil en la carrera Ingeniería En Sistemas

Computacionales, ya que actualmente los estudiantes no impulsan o promueven el

desarrollo tecnológico de proyectos informáticos científicos.

23

Claro: Claramente se puede identificar un bajo nivel de crecimiento en cuanto al

análisis, diseño, desarrollo, implementación y experimentar el uso de nuevas

tecnologías para de esta forma poder crear proyectos que tengan un alto impacto

científico informático.

Evidente: El problema en la innovación e impulso de desarrollo tecnológico en la

carrera es evidente ya que se ve el poco crecimiento y creación de nuevas

tecnologías por parte de los estudiantes de la carrera para fomentar el aporte

científico de nuevos proyectos tecnológicos informáticos.

Original: El análisis y desarrollo de este Robot Araña Hexápodo haciendo uso de

la tecnología RaspBerry PI, para promover el impulso del desarrollo de nueva

tecnología informática es novedoso ya que además de ser una idea innovadora,

ofrece o servirá de base como guía que haciendo uso de nuevas tecnologías,

conocimientos profesionales y pocos recursos económicos se pueden realizar o

experimentar proyectos informáticos novedosos.

Factible: El análisis y desarrollo de este Robot Araña Hexápodo es factible ya

que se cuenta con las herramientas, conocimientos y dispositivos necesarios para

poder cumplir con el objetivo del proyecto.

Identifica los productos esperados: Este proyecto tiene mucha aceptación

gracias a la utilización e integración de tecnologías innovadoras que les permitirá

a los estudiantes servir como guía ya que este proyecto aporta el uso de hardware,

software y electrónica de una forma que se integra cada una de estas ramas

24

logrando como resultado final la implementación de un robot Araña hexápodo

controlado de vía WIFI de esta manera lograr impulsar la creación de nuevas

tecnologías informáticas en la carrera Ingeniería En Sistemas Computacionales.

OBJETIVOS

OBJETIVOS GENERALES

Analizar y desarrollar un robot araña hexápodo con cámara, controlado

remotamente vía WIFI mediante una aplicación Web para promover la

investigación y desarrollo de proyectos tecnológicos en el área de la robótica de la

Universidad de Guayaquil en la Carrera Ingeniería En Sistemas Computacionales.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

A. Desarrollar y diseñar la página web en lenguaje PHP, que se encarga de

interactuar con el usuario para controlar los movimientos del Robot Araña

Hexápodo y la cámara Web vía WIFI.

B. Diseñar el prototipo del Robot Araña Hexápodo en 3D utilizando la

herramienta SketchUp, para definir la forma física del robot y optimizar el

tiempo de desarrollo.

C. Utilizar el sistema operativo RaspBian (Linux) para controlar de forma

óptima los movimientos del Robot.

25

D. Integrar el modulo Web (PHP) y el modulo desarrollado en Python, para

lograr una correcta ejecución de los comandos que le darán una correcta

movilidad al Robot.

ALCANCES DEL PROBLEMA

A:

Análisis y Diseño de diagramas de casos de uso.

Selección del modelo de desarrollo del sistema.

Diseño de procesos y funciones que se deberán de crear para

cumplir con el objetivo del proyecto.

Diseño de clases, métodos y pagina PHP que será la encargada de

mostrar la interfaz gráfica con la cual el usuario podrá controlar

cada uno de los movimientos del robot.

Desarrollo y programación de los pines de salida de la RaspBerry

PI que se encargara de enviar los pulsos eléctricos para controlar

los servomotores haciendo uso del estándar PWM.

B:

Instalar y configurar el sistema para diseño en 3D SketchUp.

Diseñar la forma física y ubicación de cada una de las piezas que

formaran parte del robot.

Diseñar la forma y posiciones que van a tener las patas en formato

3D utilizando la herramienta SketchUp.

26

Remodelar el diseño del robot para obtener como resultado una

mejor estética y movimientos del robot.

C:

Instalar y configurar el sistema operativo RaspBian (Linux).

Configurar la red Wifi LAN.

Configurar el sistema de conexión a la red WIFI para el

microcomputador RaspBerry PI utilizando el modem USB.

Instalar y configurar el servidor web Apache Tomcat en el

microcomputador RaspBerry PI.

Instalar y configurar el sistema de gestor de base de datos MYSQL.

Instalar y configurar el sistema de cámara web.

Crear la base de datos y las tablas que se encargaran de registrar los

comandos que se deben de ejecutar en el microcomputador para

darle la movilidad a cada una de las patas.

D:

Programar los movimientos del robot que tendrán las siguientes

direcciones: Adelante, izquierda, derecha, atrás y saludo.

Programar movimientos y control de mando de la cámara web del

robot para controlar los giros de la cámara dentro de un radio de

180 grados de izquierda a derecha, arriba y bajo.

El control de la dirección de la cámara Web y de los movimientos

del robot se los realizará de forma separada, es decir se deberá de

detener el robot para controlar la cámara y viceversa.

27

No se podrá controlar la dirección de la cámara cuando el robot

este en movimiento, es decir cuando el robot se esté moviendo la

cámara permanecerá de manera fija.

La cámara Web está configurada en el robot de tal manera que

realiza la captura de imágenes a una velocidad de 1 fotograma por

segundo, las imágenes capturada por la cámara Web serán

mostradas o podrán ser visualizadas en otra página Web.

La resolución de las imágenes capturadas por la cámara tienen una

resolución de 5 megapíxeles.

Al momento de detener el servicio Motion en el sistema Raspberry

PI se creará un video con cada uno de los fotogramas capturados

por la cámara de manera secuencial con extensión mpg, este

archivo de video y cada una de las imágenes capturadas se

almacenará en el microcomputador Raspberry PI, el usuario podrá

descargar este archivo utilizando una conexión SFTP para

transferir el archivo a nuestro PC de manera remota.

Desarrollar el servicio en la herramienta Python que se encargará

de procesar cada uno de los comandos o requerimientos que

realizara el usuario.

Integrar el modulo web con la base de datos y el servicio demonio

desarrollado en Python.

Elaborar las respectivas pruebas de cada uno de los escenarios de

movilidad que tendrá el robot.

28

Realizar las respectivas pruebas de movilidad del robot en todas las

direcciones mencionadas.

Cada uno de los movimientos que realizará el robot será controlado

por parte del usuario, mediante la interacción con el control de

mando que está desarrollada en una página Web en la plataforma

PHP, esta página web le permitirá al usuario poder interactuar con

los movimientos del robot como la ubicación de la cámara Web.

Se creara una nueva página Web que le permitirá al usuario poder

visualizar en tiempo real a una velocidad de 1 fotograma por

segundo lo que visualiza la cámara Web instalada en el robot.

29

CAPÍTULO II

MARCO TEÓRICO

ANTECEDENTES DEL ESTUDIO

Para el avance del país andino hacia la "economía social del conocimiento" se

necesita dar un impulso decisivo al desarrollo de la ciencia y la tecnología como

piezas "fundamentales para el desarrollo”, así lo menciona el presidente de la

república "hacer del conocimiento y la innovación los pilares del nuevo Ecuador"

(Eco. Correa, 2014).

FUNDAMENTACION TEORICA

Este proyecto de tesis está enfocado en el análisis y desarrollo de un robot araña

hexápodo haciendo uso del microcomputador Raspberry Pi, realizando este

proyecto de experimentación e investigación de carácter científico tecnológico

logrando así un incremento en el desarrollo tecnológico de forma interna en el

país, la tecnología que se utiliza para la elaboración este proyecto tiene muchas

ventajas entre las cuales podemos destacar el bajo costo del hardware, la facilidad

de acceso para adquisición y la alta disponibilidad de herramientas de software

que te permiten poder controlar, configurar o programar el equipo como lo son :

Tomcat, SSH, SFTP, PHP, MYSQL, PYTHON, VNC.

30

ROBÓTICA

Para definirlo en términos generales, un robot es una maquina automática o

autónoma que posee cierto grado de inteligencia, capaz de percibir su entorno y de

imitar determinados comportamientos del ser humano. Los robots se utilizan para

desempeñar labores riesgosas o que requieren de una fuerza, velocidad o precisión

que esta fuera de nuestro alcance. (Riccillo, 2012)

GRÁFICO No.- 3

ROBOT HUMANOIDE


Fuente: (Riccillo, 2012).

31

CLASIFICACIÓN DE LOS ROBOTS

SEGÚN SU CRONOLOGÍA

1.ª Generación.

2.ª Generación.

3.ª Generación.

4.ª Generación.

5.ta Generación.

PRIMERA GENERACIÓN

Manipuladores, se trata de sistemas mecánicos multifuncionales con sencillos

sistemas de control ya sea esta manual con secuencia fija o de secuencia variable.

GRÁFICO No.- 4

ROBOT MANIPULADOR


Fuente: (Knasel, 2011).

32

SEGUNDA GENERACIÓN

Los robots de esta generación son conocidos como los robots de aprendizaje, en

esta segunda etapa de los robots se desarrollo hasta los años 80, las características

que tenían estos robots es que eran mas concientes con su entorno, es decir

contaban con un sistema de retroalimentación que les permitía poder obtener

mayores datos de su entorno y de esa forma almacenarlos de forma física, la

información junto con las instrucciones. También contaban con habilidades de

aprender, memorizar y almacenar diferentes movimientos deseados mediante un

seguimiento de los movimientos del operador que en este caso sería el ser

humano.

GRÁFICO No.- 5

ROBOT DE APRENDIZAJE


Fuente: (Ruiz, 2014).

33

TERCERA GENERACIÓN

Robots con control sensorizado, en esta generación tuvo su desarrollo entre los

años 80 y 90 estos robots están basado en el uso de sensores que le permiten al

robot poder entender o interpretar su entorno para de esta manera poder adaptarse

al mismo obteniendo resultados más óptimos en cuanto a movilidad, cabe recalcar

que en esta generación fue cuando los robots se volvieron programables y a

parecieron los lenguajes de programación que le permiten procesar la información

que es captada mediante los sensores.

GRÁFICO No.- 6

ROBOT SENSORIZADO


Fuente: (Quick, 2011).

34

CUARTA GENERACIÓN

Los robots de cuarta generación o también conocidos como robots inteligentes,

son robots que tienen características iguales a las anteriores, pero adicionalmente

poseen sensores que se encargan de enviar información a la computadora que hace

el papel de control sobre el estado del proceso, esto le ayuda al robot tomar

decisiones inteligentes y control de los procesos en tiempo real. (June, 2015)

QUINTA GENERACIÓN

En la actualidad se están desarrollando una nueva generación de robots basados en

la arquitectura de subsunción, cuyo máximo promotor es Rodney Brooks, se

quiere conseguir que el control parta de la correcta organización y distribución de

los módulos conductuales basados totalmente en la inteligencia artificial. (Ruiz,

2014)

GRÁFICO No.- 7

ROBOTS INTELIGENTES



35

El robot que se esta desarrollando en este proyecto de tesis corresponde a un robot

de cuarta generación, ya que hace uso de sus patas para poder tener movilidad

utilizando un lenguaje de programacion Python, en el siguiente cuadro podremos

observar de forma resumida la clasificacion de los robots según T. M. Knasel.

CUADRO No. 3

Clasificación de los robots según T. M. Knasel

Generación Nombre Tipo de Control Grado de

movilidad

Usos mas

frecuentes

1(1982) Pick &

Place

Fines de carrera,

aprendizaje.

Ninguno Manipulación,

servicio

demaquinas

2(1984) Servo Servo control

trayectoria

continua, progr.

Condicional.

Desplazamie-

nto por vía.

Soldadura,

pintura.

3(1989) Ensamblado Servos de

precisión, vision y

tacto.

Guiado por

vía.

Ensamblado,

desbardado.

4(2000) Móvil Sensores

inteligentes.

Patas, ruedas. Construcción,

mantenimiento

.

5(2010) Especiales Controlados con

tecnicas de IA

Andante,

saltarín.

Militar,

espacial.


Fuente: (June, 2015).

36

DESCRIPCIÓN DE ELEMENTOS PARA EL DESARROLLO

DE ESTE PROYECTO DE TESIS

SERVOMOTORES

Un servomotor o también muchas veces llamados servo son dispositivos muy

parecidos a los motores de corriente continua, estos servos tienen la capacidad de

poder ubicarse en cualquier posición dentro de su rango de operación, otra de las

bondades que poseen es que se mantienen en la ubicación en la cual fueron

configuradas o ejecutada. Un servo es un motor eléctrico que puede ser controlada

tanto su velocidad como en su posición.

GRÁFICO No.- 8

SERVOMOTOR



37

Para llevar a cabo el control de estos servomotores se hace uso de la modulación

por ancho de pulsos (PWM) para controlar la posición de los motores de corriente

continua. La electrónica interna que contiene el servomotor responde a un ancho

de señal modulada. Dependiendo de la señal que recibe el servomotor en

milisegundos girara en sentido horario o sentido contrario, si el servomotor recibe

una señal entre 0,5 a 1,4 milisegundos el servo se moverá en sentido horario; entre

1,6 a 2 milisegundos este se moverá en sentido anti horario; si se recibe 1,5

milisegundos esto representara un estado neutral para los servomotores

estándares. (Castilla, 2015) (RWB, 2009)

GRÁFICO No.- 9

PULSOS PWM


Fuente: (RWB, 2009).

38

RASPBERRY PI

Es un computador de placa reducida o placa única de bajo costo, este es un

producto que fue desarrollado o creado en Reino Unido por la fundación

Raspberry PI, el desarrollo de este equipo fue desarrollado con el objetivo de

estimular, motivar e incentivar la enseñanza de la ciencias de la computación en

las entidades educativas.

GRÁFICO No.- 10

RASPBERRY PI


Fuente: (FOUNDATION, 2015).

39

La placa Raspberry PI, tiene muchos beneficios o usos que se les puede dar todo

es cuestión de hacer uso de nuestro ingenio para crear proyectos innovadores que

no demanden de muchos recursos económicos entre los proyectos que se pueden

realizar podemos mencionar los siguientes: Consola de video juegos portable,

sistema de vigilancia, domótica, robótica, PC portátil, etc.

GRÁFICO No.- 11

CONSOLA DE JUEGO USANDO RASPBERRY PI



40

El microcomputador Raspberry pi hace uso de una distribución de sistema

operativo Linux (Raspbian) y nos permite poder instalar un gestor de base de

datos como por ejemplo MYSQL, como lenguaje de programación para el

desarrollo y configuración de los pines GPIO (Pines de entrada y salida de

propósito general) se hace uso del entorno de desarrollo Python, además a eso nos

permite poder instalar un servidor Web LAMP para poder desarrollar nuestras

aplicaciones Web o servicios Web.

GRÁFICO No.- 12

ESCRITORIO DE LA RASPBERRY PI



41

PINES GPIO RASPBERRY PI

Los GPIO (Pines de propósito general de entrada y salida) son pines genéricos en

un chip, que le permite a los usuarios poder controlar o programar conforme el

uso que se le desee dar, estos pines pueden ser contolados en tiempo de ejecución.

Los pines GPIO no tienen un proposito o uso específicamente definido.

Los pines pueden ser utlizados de la siguiente manera:Se los puede configurar

para entrada y salida,se pueden habilitar y deshabilitar.

Estos pines son los que se utlizan para darle movilidad al robot araña hexapodo,

de tal forma que cada servomotor esta conectado a un PIN GPIO en especifico,

estos pines emiten una señal programada en lenguaje python basada en el estandar

PWM, de esta manera logramos realizar movimientos precisos conforme se lo

desee movilizar o posecionar cada una de la partes o piezas del robot.

GRÁFICO No.- 13

GPIO RASPBERRY PI


Fuente: (FOUNDATION, 2015)

42

HERRAMIENTA O PLATAFORMA DE DESARROLLO

Para enviar los pulsos eléctricos o la latencia a través de los pines GPIO se hace

uso de el lenguaje de programación python , esta plataforma de desarrollo hace

uso de algunas librerias que le permite poder interactuar y controlar servomotores

para poder posecionarlos o dirigirlos en la dirección que el usuario o

programador desee, ademas a esto esta plataforma nos permite conectarnos a

nuestra base de datos Mysql para poder identificar cual es el comando que se desa

ejecutar.

GRÁFICO No.- 14

PLATAFORMA PYTHON



43

BASE DE DATOS

Una base de datos o tambien llamado banco de datos, son un conjunto de datos

pertenecientes en un mismo contexto y almacenados sistemáticamente.Una base

de datos esta compuesta por un cojunto de datos enlazados o relacionados entre si,

estos datos son almacenados de manera digital. (Sierra, 2006)

Existen muchos modelos de bases de datos entre los cuales podemos mencionar:

Bases de datos jerárquicas.

Base de datos de red.

Base de datos relacionales.

Base de datos multidimensionales.

Base de datos orientada a objetos.

Base de datos documentales.

MySQL

Para el desarrollo de este proyecto se hace uso del gestor de base de datos MySQL

que es un sistema administrativo relacional de bases de datos.

Este tipo de bases de datos puede realizar o ejecutar transacciones tan básicas,

como insertar, actualizar y borrar registros o hacer consultas simples, hasta

realizar transacciones tan complejas como la aplicación lo requiera.

MySQL es un servidor multi-usuarios muy rápido y robusto de ejecución de

instrucciones de manera paralela esto quiere decir, que múltiples usuarios

44

distribuidos a lo largo de una red local o Internet podrán ejecutar o realizar

distintas tareas sobre las bases de datos localizadas en un mismo servidor.

MySQL Utiliza el lenguaje SQL (Structured Query Language) que es el estándar

de consulta de bases de datos a nivel mundial. (Sinemed, 2015).

Esta base de datos se la utiliza para poder almacenar los comandos que tiene el

robot, de esa manera el sistema se encargara de consultar que tipo de instrucción o

movimiento debe de realizar el robot.

GRÁFICO No.- 15

BD MYSQL


Fuente: (Taringa, 2014).

45

PROTOBOARD

Un protoboard o placa de pruebas es un tablero que esta compuesto por orificios

conectados eléctricamente entre si, basados en patrones de líneas, el cual le

permite a los usuarios poder insertar componentes o piezas electrónicas, este

tablero permite realizar diseños, pruebas y desarrollo de proyectos de electrónicos.

(Unicrom, 2002).

GRÁFICO No.- 16

PROTOBOARD


Fuente: (Mike, 2010)

46

USB WIFI

Es un dispositivo que te permite poder realizar una conexión de manera

inalámbrica a un dispositivo de red o concentrador, es capaz de enviar 480 MBits

en distancias de hasta 3 metros y 110 MBits de hasta 10 metros, este tipo de

dispositivos es utilizado por muchos equipos entre los cuales están: las

impresoras, pc, escanner, etc.

GRÁFICO No.- 17

USB WIFI



47

CAMARA WEB USB

Es una cámara capaz de conectarse a un pc haciendo uso de los puertos USB,

parta transmitir o capturar las imágenes que son obtenidas por el lente de la

misma, estas cámaras son un dispositivo de entrada y son utilizadas con fines de

vigilancia de manera remota, etc. Esta cámara es utilizada para poder monitorear

de forma remota el lugar donde se encuentra el robot, se realizó una conexión

haciendo uso del puerto USB de la Raspberry PI, el robot hexápodo por medio de

esta cámara capturara fotogramas a una velocidad de un fotograma por segundo

mostrándolas de manera inmediata en una página web la imagen capturada.

GRÁFICO No.- 18

CAMARA WEB OMEGA


Fuente: Datos de la Investigación.

48

WEB

Una Página Web es un documento electrónico que forma parte de la WWW

(World Wide Web) normalmente construido en el lenguaje HTML (Hyper Text

Markup Language o Lenguaje de Marcado de Hipertexto) ó en XHTML

(eXtensible Hyper Text Markup Language o Lenguaje de Marcado de Hipertexto

Extensible). Este tipo de documento puede contener enlaces (característica del

hypertext) que nos dirigen a otra Página Web cuando se efectúa el click sobre él

enlace. Para poder cargar o visualizar una Página Web es necesario el uso de un

Browser o navegador.

Una Página Web puede estar alojada o almacenada en un computador de forma

local o en un computador remoto. El servidor donde esté alojada la Página Web se

lo denomina Servidor Web. El Servidor Web atiende las peticiones o

requerimientos de Páginas Web utilizando el protocolo HTTP (HyperText

Transfer Protocol); del lado del cliente es el Browser o navegador el que recibe y

muestra las Páginas Web haciendo uso del mismo protocolo. Otra de las

características importantes que tiene una Página Web es que puede ser estática es

decir que (su contenido siempre va a ser el mismo) o dinámica (su contenido se

construye a partir de la información introducida por parte del usuario).

Una Web es un conjunto de Páginas Web interrelacionadas que conforman lo que

se conoce como un Sitio Web. La WWW o la Web es todo el conjunto de

información interrelacionada que se haya disponible en Internet, ésta se conforma

por una serie de servidores a nivel mundial organizados por dominios (nombres

49

lógicos asociados a instituciones o empresas, otorgados por empresas

registradoras oficiales).

Para poder controlar cada uno de los movimientos del robot araña hexápodo de

manera remota se desarrollo una pagina web haciendo uso del lenguaje de

programación PHP que se encargara de interactuar con el usuario y podrá

indicarle los movimiento que desea que realice el robot o la cámara Web.

GRÁFICO No.- 19

LA WEB


Fuente: (Watts, 2014).

DISEÑO 3D

Para el desarrollo del diseño en 3D del robot araña hexápodo se utilizó la

herramienta SketchUp 3D que sirve para poder definir o diseñar la forma física que va a

tener el robot.

50

SKETCHUP 3D

La interfaz de diseño que ofrece la herramienta SketchUp 3D, es sencilla y nos

brinda todas las herramientas de dibujo, modelado 3D, efectos y texturas

necesarios. Destaca también su cámara que te permite mover con total libertad en

el ángulo o dirección que se lo requiera para de esta forma poder visualizar el

diseño desde diferentes perspectivas sobre lo que se está realizando.

El usuario puede crear diferentes tipos de modelos 3D, partiendo de figuras

básicas, para después llegar a modelos más complejos, como pueden ser:

transportes aéreos, transportes terrestres, edificios, iglesias, infraestructura

informática, robots y otros. Podrás adicionar textura y detalles cuando hayas

terminado con tu creación. (Sketchup, 2013).

GRÁFICO No.- 20

INTERFAZ HERRAMIENTA SKETCHUP 3D

Elaborado: Riky Ramos Zambrano.


51

FUNDAMENTACIÓN LEGAL

La fundamentación legal para el análisis, desarrollo, investigación e

implementación de nuevas tecnologías está basado según las leyes

constitucionales de la República del Ecuador que se rigen actualmente y se basan

en las siguientes:

Art. 262.- Los gobiernos regionales autónomos tendrán las siguientes

competencias exclusivas, sin perjuicio de las otras que determine la ley

que regule el sistema nacional de competencias:

1. Determinar las políticas de investigación e innovación del

conocimiento, desarrollo y transferencia de tecnologías,

necesarias para el desarrollo regional, en el marco de la

planificación nacional.

2. Fomentar las actividades productivas regionales.

Art. 277.-Para la consecución del buen vivir, serán deberes generales

del Estado:

Impulsar el desarrollo de las actividades económicas mediante un orden

jurídico e instituciones políticas que las promuevan, fomenten y

defiendan mediante el cumplimiento de la Constitución y la ley.

Art. 298.-Se establecen pre-asignaciones presupuestarias destinadas a

los gobiernos autónomos descentralizados, al sector salud, al sector

52

educación, a la educación superior; y a la investigación, ciencia,

tecnología e innovación en los términos previstos en la ley. Las

transferencias correspondientes a pre-asignaciones serán predecibles y

automáticas. Se prohíbe crear otras pre-asignaciones presupuestarias.

Art. 322.-Se reconoce la propiedad intelectual de acuerdo con las

condiciones que señale la ley. Se prohíbe toda forma de apropiación de

conocimientos colectivos, en el ámbito de las ciencias, tecnologías y

saberes ancestrales. Se prohíbe también la apropiación sobre los

recursos genéticos que contienen la diversidad biológica y la agro-

biodiversidad.

Art. 347.- Será responsabilidad del Estado:

Incorporar las tecnologías de la información y comunicación en el

proceso educativo y propiciar el enlace de la enseñanza con las

actividades productivas o sociales.

Art. 355.- El Estado reconocerá a las universidades y escuelas

politécnicas autonomía académica, administrativa, financiera y

orgánica, acorde con los objetivos del régimen de desarrollo y los

principios establecidos en la Constitución.

Se reconoce a las universidades y escuelas politécnicas el derecho a la

autonomía, ejercida y comprendida de manera solidaria y responsable.

Dicha autonomía garantiza el ejercicio de la libertad académica y el

53

derecho a la búsqueda de la verdad, sin restricciones; el gobierno y

gestión de sí mismas, en consonancia con los principios de alternancia,

transparencia y los derechos políticos; y la producción de ciencia,

tecnología, cultura y arte.

SECCIÓN OCTAVA

CIENCIA, TECNOLOGÍA, INNOVACIÓN Y SABERES ANCESTRALES

Art. 385.-- El sistema nacional de ciencia, tecnología, innovación y

saberes ancestrales, en el marco del respeto al ambiente, la naturaleza,

la vida, las culturas y la soberanía, tendrá como finalidad:

1. Generar, adaptar y difundir conocimientos científicos y tecnológicos.

2. Recuperar, fortalecer y potenciar los saberes ancestrales.

3. Desarrollar tecnologías e innovaciones que impulsen la producción

nacional,

Eleven la eficiencia y productividad, mejoren la calidad de vida y

contribuyan a la realización del buen vivir.

Art. 386.- El sistema comprenderá programas, políticas, recursos,

acciones, e incorporará a instituciones del Estado, universidades y

escuelas politécnicas, institutos de investigación públicos y particulares,

empresas públicas y privadas, organismos no gubernamentales y

54

personas naturales o jurídicas, en tanto realizan actividades de

investigación, desarrollo tecnológico, innovación y aquellas ligadas a

los saberes ancestrales.

El Estado, a través del organismo competente, coordinará el sistema,

establecerá los objetivos y políticas, de conformidad con el Plan

Nacional de Desarrollo, con la participación de los actores que lo

conforman.

Art. 387.- Será responsabilidad del Estado:

1. Facilitar e impulsar la incorporación a la sociedad del conocimiento

para alcanzar los objetivos del régimen de desarrollo.

2. Promover la generación y producción de conocimiento, fomentar la

investigación científica y tecnológica, y potenciar los saberes

ancestrales, para así contribuir a la realización del buen vivir, al sumak

kausay.

3. Asegurar la difusión y el acceso a los conocimientos científicos y

tecnológicos, el usufructo de sus descubrimientos y hallazgos en el

marco de lo establecido en la Constitución y la Ley.

4. Garantizar la libertad de creación e investigación en el marco del

respeto a la ética, la naturaleza, el ambiente, y el rescate de los

conocimientos ancestrales.

5. Reconocer la condición de investigador de acuerdo con la Ley.

55

Art. 388.- El Estado destinará los recursos necesarios para la

investigación científica, el desarrollo tecnológico, la innovación, la

formación científica, la recuperación y desarrollo de saberes ancestrales

y la difusión del conocimiento. Un porcentaje de estos recursos se

destinará a financiar proyectos mediante fondos concursables. Las

organizaciones que reciban fondos públicos estarán sujetas a la

rendición de cuentas y al control estatal respectivo. (Ecuador, 2012).

56

PREGUNTAS CIENTÍFICAS A CONTESTARSE

1. ¿Es factible usar RaspBerry Pi para controlar varios servomotores?

2. ¿Es posible simular el movimiento de una araña haciendo uso de

componentes electrónicos para darle movilidad?

3. ¿Es factible controlarlo inalámbricamente mediante una red WIFI?

4. ¿Es posible crear una página Web para poder controlar los movimientos de

los servomotores de manera remota?

5. ¿Es posible configurar una cámara web en el sistema operativo RaspBian?

57

VARIABLES DE LA INVESTIGACIÓN

CUADRO No. 4

VARIABLES DE LA INVESTIGACIÓN

TIPO DE VARIABLE VARIABLE INDICADORES

I

N

D

E

P

E

N

D

I

E

N

T

E

Uso de nuevos componentes

tecnológicos hardware y

software, para experimentar,

explorar y crear nuevos

proyectos robóticos innovadores

utilizando redes de

comunicación WIFI.

Conocimientos y

explotación de nuevas

tecnologías hardware y

software

D

E

P

E

N

D

I

E

N

T

E

Análisis, desarrollo e

implementación de un robot

araña hexápodo controlado vía

WIFI, para impulsar o motivar el

desarrollo de proyectos

tecnológicos Robóticos haciendo

uso de pocos recursos

económicos.

Investigar

Analizar

Diseñar

Desarrollar

Experimentar

Implementar



58

DEFINICIONES CONCEPTUALES

WIFI: Medio de comunicación o conexión entre dispositivos de forma

inalámbrica. (AulaClic, 2005).

Robótica: Ciencia o rama tecnológica que está encargada del estudio, diseño y

desarrollo de máquinas capaces de simular el comportamiento de los seres vivos.

(UNSAAC, 2006).

Microcomputador: Computadora pequeña que tiene capacidades de

procesamiento de información con una unidad central de procesamiento (CPU),

compuesta por circuitos de almacenamiento y puertos para conexión de

periféricos de entrada y salida. (ecured, 2015).

Servomotor: Es un dispositivo parecido a los motores de corriente continua que

tiene características de ubicarse en la posición que se desee dependiendo del pulso

eléctrico que se le envié, trabajan en un radio de 0 a 180 grados. Se lo controla

mediante la conexión de sus tres cables (Poder, GND y Pulsos Eléctricos o

latencia).Los servomotores utilizan la modulación por ancho de pulsos (PWM)

para controlar los movimientos en cada una de las direcciones. (Castilla, 2015).

59

Redes: Conjunto de equipos o medio de interconexión, comunicación,

transferencia de información y control de servicios de forma remota entre

diferentes máquinas o dispositivos, están se pueden dar de forma alámbrica e

inalámbrica. (larevistainformatica, 2006).

Algoritmo: Conjunto de pasos, procesos o eventos secuenciales que se deben de

realizar de una forma ordenada para solucionar un determinado problema. Los

algoritmos son programas o conjuntos de instrucciones que son ejecutadas y

procesados en un computador. (Galeon, 2015).

Frecuencia: Es una medida que se utiliza para indicar el número de repeticiones

de cualquier fenómeno o suceso periódico en cada unidad de tiempo.

Según el sistema internacional, la frecuencia se mide en hertzios (Hz).

Un hertzio es aquel suceso o fenómeno repetido una vez por segundo. Así, dos

hercios son dos sucesos (períodos) por segundo, etc. (Básica, 2015).

RaspBerry PI: Es un microcomputador o computador de placa reducida que

contiene una unidad central de procesamiento(CPU) de bajo costo, este producto

es desarrollado en Reino Unido por la fundación RaspBerry PI, con el objetivo de

impulsar y estimular el aprendizaje y estudio de las ciencias de la computación en

las instituciones educativas. (FOUNDATION, 2015).

60

Diseño Informático: Es el arte de definir la arquitectura del hardware y el

software, la comunicación entre los componentes, módulos y datos en un sistema

informático.

61

CAPÍTULO III

METODOLOGÍA

DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN

El análisis y desarrollo de este proyecto de tesis para la obtención del título como

Ingeniero En Sistemas Computacionales tiene una modalidad de tipo factible, ya

que busca solucionar una problemática existente en la elaboración y

experimentación de nuevas tecnologías robóticas e informáticas para promover el

desarrollo informático en la Universidad De Guayaquil.

METODOLOGÍA DE DESARROLLO DE SOFTWARE

La idea principal de utilizar un modelo para el desarrollo de un sistema es el orden

en el cual las actividades son llevadas a cabo, y las guías para hacer la transición

entre las etapas o actividades del modelo. Un modelo de ciclo de vida define el

estado de las fases a través de las cuales se mueve un proyecto de desarrollo de

software. La metodología que se aplicó al tema de proyecto planteado en esta

tesis, está basado en el modelo evolutivo o también denominado ciclo de vida en

espiral, ya que es el modelo que mejor se adapta y aplica a este tipo de proyecto,

ya que nos permite el desarrollo rápido de versiones incrementales. El modelo

espiral para la ingeniería de software ha sido desarrollado para cubrir las mejores

características tanto del ciclo de vida clásico, como de la creación de prototipos,

62

añadiendo al mismo tiempo un nuevo elemento: el análisis de riesgo. El modelo

representado mediante la espiral, define cuatro actividades principales:

Planificación: determinación de objetivos, alternativas y restricciones.

Análisis de riesgo: análisis de alternativas e identificación/resolución de

riesgos.

Ingeniería : desarrollo del producto del "siguiente nivel",

Evaluación del cliente: Valorización de los resultados de la ingeniería.

GRÁFICO No.- 21

MODELO EVOLUTIVO


Fuente: (IEDGE, 2011).

63

TIPO DE INVESTIGACIÓN

El desarrollo de este proyecto de tesis está compuesto por el siguiente tipo de

investigación:

INVESTIGACIÓN EXPERIMENTAL

Porque a través de esta investigación se puede relacionar la causa - efecto sobre

los factores que influyen en la problemática investigada para promover la

experimentación y el desarrollo de nuevas tecnologías.

INVESTIGACION DESCRIPTIVA

Mediante este método se puede indicar y delimitar el problema para poder tratarlo

de tal forma que nos permitirá poder obtener resultados óptimos para el manejo

del problema brindando una solución viable. (Morales, 2015).

64

POBLACIÓN

La población a nivel de términos geografía y sociología es un grupo de personas

que viven en una área o espacio geográfico, la población se entiende como un

conjunto de personas o individuos que forman parte de una determinada área o

espacio ligado por vínculos de reproducción e identificados por características

territoriales, políticas, jurídicas, étnicas o religiosas. (Bacci, 2015).

La población que forma parte del estudio, análisis y desarrollo de este proyecto

son los estudiantes de sexto semestre en adelante que pertenecen a la Facultad de

Matemáticas y Física de la Carrera Ingeniería En Sistemas Computacionales.

MUESTRA

El subconjunto de la población se lo determino mediante el tamaño de la muestra

y el tipo de muestreo que se utilizará para seleccionar a la cantidad de estudiantes

de la carrera Ingeniería En Sistemas Computacionales De La Universidad De

Guayaquil, que formaran parte de este estudio ya que en este nivel los estudiantes

tienen los conocimientos de programación e inteligencia artificial.

65

EL TAMAÑO DE LA MUESTRA

El tamaño de la muestra se la determinó mediante la fórmula diseñada por la

Universidad Católica de Chile, que toma en cuenta además del tamaño de la

población, la probabilidad de éxito, fracaso y el error de estimación.

GRÁFICO No.- 22

FÓRMULA CÁLCULO TAMAÑO DE LA MUESTRA



66

Remplazando los valores de la formula se obtienen los siguientes resultados:

193

8251.0

160

25.05751.0

160

25.0)009.0)(639(

160

25.04/)0036.0)(639(

160

50.050.02/06.0)1640(

64050.050.022

n

n

n

n

n

x

xxn

El tamaño de la muestra es de 193 estudiantes.

67

TIPO DE MUESTREO

El tipo de muestreo utilizado es el probabilístico estratificado proporcionalmente,

ya que se consideran como estratos a la forma como la población de estudiantes

que está dividida según el sexo masculino y femenino y proporcional porque del

tamaño de cada estrato se ha tomado en cuenta la población de estudiantes de la

Universidad de Guayaquil en la Carrera Ingeniería En Sistemas Computacionales

en cada género (femenino o masculino).

GRÁFICO No.- 23

FRACCIÓN MUESTRAL



En el cuadro se puede observar, como la población de estudio que corresponde al

total de estudiantes de la carrera Ingeniería En Sistemas Computacionales de la

Cálculo de la fracción muestral:

3015.0640

193

N

nf

68

Universidad De Guayaquil desde el sexto a octavo semestre, se lo ha dividido por

estratos según el género masculino (450) y femenino (190), para determinar según

el tamaño de la población de cada estrato, el número de estratos de la muestra.

CUADRO No. 5

MUESTRA ESTRATIFICADA PROPORCIONAL DE LOS

ESTUDIANTES

ESTRATOS DE

LA

POBLACIÓN

DE

ESTUDIANTES

TAMAÑO DE

LA

POBLACIÓN

DE CADA

ESTRATO

DETERMINACIÓN

DE LOS ESTRATOS

DE LA MUESTRA

ESTRATOS

DE LA

MUESTRA

Hombres

450

450*0.3015

136

Mujeres

190

190*0.3015

57

TOTAL

640

----

193



69

OPERACIONALIZACIÓN DE VARIABLES

CUADRO No. 6

MATRIZ DE OPERACIONALIZACIÓN DE VARIABLES

VARIABLE

DIMENSION

ES

INDICADOR

ES

TÉCNICAS Y/O

INSTRUMENTOS

VI.

Uso de nuevos

componentes

tecnológicos

hardware y

software, para

experimentar,

explorar y crear

nuevos proyectos

robóticos

innovadores

utilizando redes de

comunicación WIFI.

Estudiantes de

5to a 8avo

semestre de la

carrera

Ingeniería en

Sistemas

Computacional

es en la

Universidad de

Guayaquil

Nivel de

investigación,

análisis,

desarrollo y

experimentació

n de proyectos

de robótica

30% - 40%

Encuestas.

VD.

Análisis, desarrollo e

implementación de

un robot araña

hexápodo controlado

vía WIFI, para

impulsar o motivar

el desarrollo de

proyectos

tecnológicos

Robóticos haciendo

uso de pocos

recursos económicos.

Análisis,

investigación y

desarrollo.

Motivar la

investigación,

desarrollo y

experimentació

n de nuevas

tecnologías

para la

creación de

proyectos

tecnológicos

científicos

robóticos

informáticos.

Desarrollo e

implementación de

robot araña hexápodo

controlado vía WIFI

haciendo uso de

nuevas tecnologías

informáticas aplicando

conocimientos

profesionales.



70

INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS

TÉCNICA

Para el proceso de recolección de datos o información para poder entender de una

manera más clara el problema que se está analizando o estudiando se hizo uso de

la técnica de la encuesta que nos permite obtener datos provenientes de las

personas que están involucradas en el mismo, para ello se elaboró una encuesta

conformada por cinco preguntas cerradas manteniendo el anonimato del

encuestado.

La aplicación de esta técnica es de mucha ayuda ya que mediante la formulación

de dichas preguntas nos permite obtener datos o conocer la opinión de los

estudiantes o las personas encuestadas.

Además a eso se hizo uso de la técnica de entrevista de expertos que nos permitió

entender de una manera más precisa, clara y relevante sobre el problema que se

está estudiando para brindarle una solución más óptima.

INSTRUMENTOS DE LA INVESTIGACIÓN

El instrumento de estudio utilizado para conseguir la información y datos

necesarios en el desarrollo de este proyecto fueron:

El cuestionario, porque permitió determinar y registrar mediante la

formulación de preguntas cerradas con respuestas a escala tipo Likert, que

71

piensan los estudiantes de la Carrera Ingeniería En Sistemas

Computacionales de la Universidad De Guayaquil sobre la manera actual

como se analizan, investigan y desarrollan proyectos tecnológicos

robóticos informáticos.

Fuentes como internet, libros, proyectos de tesis de diferentes

universidades, etc. A fin de recolectar datos e información que ayuden a

cumplir con los objetivos y desarrollo del proyecto.

EL CUESTIONARIO

Un cuestionario, es un sistema de preguntas racionales, ordenadas en forma

coherente, tanto desde el punto de vista lógico como psicológico, expresadas en

un lenguaje sencillo y comprensible, que generalmente responde por escrito la

persona interrogada, sin que sea necesaria la intervención de un encuestador.

El cuestionario de preguntas utilizado para realizar la investigación de mercado a

los estudiantes de la carrera Ingeniería en Sistemas Computacionales, con su

respectiva tabulación de resultados se lo puede revisar en el ANEXO # 1.

72

VALIDACIÓN

Para validar el contenido de las preguntas de los cuestionarios utilizados en este

proyecto, se aplicó la técnica de juicio de expertos, la misma que fue consultada a

los siguientes Profesionales:

Ing. Freddy Pincay.

Ing. Roberto Correa.

Ing. David Izurieta.

Cada uno de ellos revisó y validó los instrumentos utilizados, considerando entre

algunos aspectos la formulación y sintaxis de cada una de las preguntas y

alternativas desarrolladas en el cuestionario, a fin de contar con un instrumento de

estudio que permita obtener los datos deseados para el desarrollo del proyecto de

grado.

PROCEDIMIENTOS DE LA INVESTIGACIÓN

Los pasos que se siguieron para elaborar la investigación y desarrollo del proyecto

son los siguientes:

El problema

Planteamiento del problema.

Objetivos de la Investigación.

Alcances y Limitaciones.

Justificación o importancia de la investigación.

73

Marco teórico

Antecedentes del Estudio

Fundamentación teórica

Fundamentación legal

Hipótesis

Variables

Definición de términos

Metodología

Diseño de Investigación (Tipo de Investigación)

Población y Muestra

Instrumentos de recolección de datos

Operacionalización de variables, dimensiones e indicadores

Procedimiento de la Investigación

Criterios para la elaboración de la propuesta

RECOLECCIÓN DE LA INFORMACIÓN

La recolección de la información de las encuestas dirigidas a los estudiantes de la

carrera Ingeniería En Sistemas Computacionales de la Universidad De Guayaquil,

consistió en realizar encuesta haciendo uso de encuestas desarrolladas en páginas

Web la misma que fue enviada de manera masiva al correo personal de los

74

estudiantes, donde mediante el cuestionario utilizado se logró obtener de forma

sistemática los datos necesarios para el proyecto planteado.

PROCESAMIENTO Y ANÁLISIS

La información que analizaremos es la obtenida mediante las encuestas realizadas

a los estudiantes de la carrera Ingeniería En Sistemas Computacionales de la

Universidad De Guayaquil, representando mediante gráficos estadísticos los datos

obtenidos.

Esta información servirá para diseñar un producto que permita cumplir con los

objetivos del proyecto.

Los resultados obtenidos de la encuesta realizada a los estudiantes de la carrera se

encuentran detallados en el ANEXO #1.

75

CAPÍTULO IV

MARCO ADMINISTRATIVO

CRONOGRAMA

GRÁFICO No.- 24

DIAGRAMA DE GANTT DEL PROYECTO



76

GRÁFICO No.- 25

DIAGRAMA DE GANTT DEL PROYECTO 2



77

GRÁFICO No.- 26

DIAGRAMA DE GANTT DEL PROYECTO 3



78

PRESUPUESTO

La elaboración y desarrollo de este proyecto de tesis tiene un costo de $ 725 que

fueron utilizados durante la elaboración de este proyecto tecnológico.

Ese dinero fue utilizado para la adquisición, compra o elaboración de cada una de

las piezas, elementos necesarios para la creación del Robot como para el

desarrollo de la documentación de la tesis de grado.

CUADRO No. 7

INGRESOS

INGRESOS

Financiamiento propio $ 828,50

TOTAL DE INGRESOS $ 828,50



Detalle de egresos del proyecto:

79

CUADRO No. 8

COSTO HARDWARE Y PIEZAS DEL ROBOT

CANTIDAD DESCRIPCIÓN COSTO

UNITARIO

COSTO

5 Servomotores 20.00 100.00

1 MicroPC Raspberry Pi +

Case

85.00 85.00

1 Router Wifi 40.00 40.00

1 Camara Web Omega 15.00 15.00

1 USB Wifi 10.00 10.00

1 Jumpers 5.00 5.00

1 Porta Pilas AA X 4 5.00 5.00

4 Pilas doble AA 2.00 8.00

1 1 metro de manguera Gas 2.50 2.50

3 Armadores 1.00 3.00

6 Lápices para Tablet 2.50 15.00

1 Protoboard 15.00 15.00

Costo Hardware y Piezas del Robot $ 303.50



CUADRO No. 9

COSTO LICENCIAS SOFTWARE

ELEMENTO DE

SOFTWARE

DESCRIPCIÓN COSTO

UNITARIO

COSTO

Raspbian S.O. Sistema Operativo Linux. 0.00 0.00

PHP PHP Hypertext Pre-

processor 0.00 0.00

MySql Server Gestor de base de datos

Gratuito

0.00 0.00

Python Lenguaje de

programación con

licencia de código

Abierto.

0.00 0.00

Apache Tomcat Servidor de Aplicaciones

Web

0.00 0.00

Costo Licencias Software $ 0.00



80

CUADRO No. 10

EGRESOS

Descripción Costos Costo

Costo Hardware y Piezas del Robot 303.50

Costo Licencias Software 0.00

Costo Operativo 525.00

Costo Total Desarrollo Tesis $ 828.50



81

CAPÍTULO V

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

CONCLUSIONES

De la información obtenida mediante la aplicación de la encuesta se puede

conocer que existe un gran porcentaje de estudiantes de la carrera

Ingeniería en Sistemas Computacionales de la Universidad de Guayaquil,

que desean adquirir más conocimientos o experimentar más sobre

proyectos de desarrollo tecnológico en el área de la robótica para poder

enfocarse en las necesidades o problemas que demandan la creación de

tecnología actualmente el país de esta manera poder brindar soluciones

mediante el desarrollo de robots que aporten al crecimiento del país, por

esta razón se llega a la conclusión que con mayor énfasis, motivación,

estudio y experimentación en el área de la robótica se lograría crear

nuestra propia tecnología innovadora que podrá ser aplicable en el país o

porque no a nivel internacional.

El desarrollo de este proyecto de tesis Robot Araña Hexápodo cumple con

cada uno de los objetivos planteados en la misma demostrando que la

aplicación o uso del microcomputador RaspBerry Pi, se pueden crear o

desarrollar Robots innovadores con habilidades de control de manera

WIFI desarrollando una página Web que le permite al usuario interactuar o

controlar cada uno de los movimientos del mismo, tanto de las patas como

el ángulo en el que se encuentra ubicada la cámara. El robot tiene

movilidad en todas las direcciones dependiendo de la dirección o

82

movimiento que le asigne el usuario el robot ejecutara dicha orden y

empezara a desplazarse conforme a lo solicitado por el mismo. El robot

cuenta con una cámara web configurada de tal manera que se encarga de

grabar imágenes en una velocidad de un fotograma por segundo y a la vez

le permitirá al usuario poder visualizar de manera inmediata las imágenes

capturadas haciendo uso de una página Web.

RECOMENDACIONES

Se recomienda que para expandir el conocimiento en el área de la robótica

y desarrollo de la misma en la universidad se debería de crear un

departamento de investigación científica robótica que le permitirá a los

estudiantes poder enfocarse de una manera más profunda permitiéndoles a

los mimos poder experimentar y adquirir más experiencia profesional en el

desarrollo de este tipo de tecnología.

Se recomienda que en el módulo o electiva que se dicta actualmente en la

carrera en el área de la robótica demande que los estudiantes realicen un

pequeño proyecto que les permita poder adquirir mayor conocimiento

sobre el área de la robótica y de esa forma adquieran mayor experiencia

dentro de la misma.

83

Se recomienda que se realicen cursos o capacitaciones de manera

profesional a los maestros dentro del área de la robótica para que de esta

manera ellos puedan impartir de una mejor forma la enseñanza sobre el

desarrollo de proyectos Robóticos logrando de esta manera.

Se recomienda la creación de concursos internos sobre desarrollo de

tecnología informática en el área de la robótica para de esta forma motivar

a los estudiantes a participar y puedan demostrar y hacer uso de su ingenio

y conocimientos adquiridos dentro de la carrera ganando experiencia

profesional e incrementando el interés de los mismos para la

experimentación y desarrollo de proyectos robóticos.

84

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87

ANEXOS

ANEXO # 1: INVESTIGACIÓN DE MERCADO


FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS

CARRERA DE INGENIERÍA EN SISTEMAS COMPUTACIONALES

La siguiente encuesta tiene la finalidad obtener información con respecto a la

opinión o percepción que tienen los estudiantes sobre el análisis y desarrollo de un

robot araña hexápodo controlado vía WIFI que servirá como aporte motivacional,

guía o impulso para el desarrollo e experimentación de proyectos científicos

tecnológicos informáticos dentro de la carrera.

Marque la respuesta que usted crea más adecuada, solo seleccione una opción y

no deje preguntas sin responder.

1. ¿El análisis, estudio y desarrollo de un robot araña hexápodo

controlado vía WIFI servirá como impulso para que los estudiantes se

involucren más en la robótica?

a) Totalmente de acuerdo.

b) De acuerdo.

c) Me es indiferente.

d) En desacuerdo.

e) Totalmente en desacuerdo.

88

2. ¿Está usted de acuerdo con que se promueva en la carrera el

desarrollo de experimentos robóticos para que los estudiantes puedan

optimizar sus conocimientos y adquirir experiencia?


b) De acuerdo.


d) En desacuerdo.


3. ¿Está usted de acuerdo que con el desarrollo de un robot controlado

vía WIFI servirá como una guía a los estudiantes para el estudio,

análisis y desarrollo de nuevos proyectos robóticos tecnológicos

informáticos?


b) De acuerdo.


d) En desacuerdo.


4. ¿Debería de existir un departamento o laboratorio de investigación y

desarrollo de experimentos robóticos e informáticos en la carrera?


b) De acuerdo.


d) En desacuerdo.


89

5. ¿Si se tuviera el aporte económico de instituciones públicas y privadas

se lograría poder incrementar el índice de desarrollo y producción de

nuevas tecnologías informáticas y robóticas en la carrera?


b) De acuerdo.


d) En desacuerdo.


90

ANEXO # 2: RESULTADO ENCUESTA

¿El análisis, estudio y desarrollo de un robot araña hexápodo controlado vía WIFI

servirá como impulso para que los estudiantes se involucren más en la robótica?

GRÁFICO No.- 27

RESULTADOS ENCUESTA PREGUNTA No.-1

El 45% de los estudiantes

encuestados se encuentran

totalmente de acuerdo y el

43% se encuentra de acuerdo

que el análisis, estudio y

desarrollo de este proyecto de

tesis servirá como impulso

para el desarrollo de proyectos

robóticos, involucrando de una

manera más activa a los

estudiantes.


Fuente: Encuesta.

91

¿Está usted de acuerdo con que se promueva en la carrera el desarrollo de

experimentos robóticos para que los estudiantes puedan optimizar sus

conocimientos y adquirir experiencia?

GRÁFICO No.- 28





29% se encuentra de acuerdo

en que se promueva el

desarrollo de experimentos

robóticos para que los

estudiantes puedan optimizar

sus conocimientos y adquirir

experiencia en la carrera.


Fuente: Encuesta.

92

¿Está usted de acuerdo que con el desarrollo de un robot controlado vía WIFI

servirá como una guía a los estudiantes para el estudio, análisis y desarrollo de

nuevos proyectos robóticos tecnológicos informáticos?

GRÁFICO No.- 29





45% se encuentra de

acuerdo en que el

desarrollo de un robot

controlado vía WIFI servirá

como una guía a los

estudiantes para el estudio,

análisis y desarrollo de

nuevos proyectos robóticos

tecnológicos informáticos.


Fuente: Encuesta.

93

¿Debería de existir un departamento o laboratorio de investigación y desarrollo de

experimentos robóticos e informáticos en la carrera?

GRÁFICO No.- 30




totalmente de acuerdo y el 20%

se encuentra de acuerdo en que

debería de existir un

departamento o laboratorio de

investigación y desarrollo de

experimentos robóticos e

informáticos en la carrera.


Fuente: Encuesta.

94

¿Si se tuviera el aporte económico de instituciones públicas y privadas se lograría

poder incrementar el índice de desarrollo y producción de nuevas tecnologías

informáticas y robóticas en la carrera?

GRÁFICO No.- 31




totalmente de acuerdo y el 27%

se encuentra de acuerdo en que si

existiera un aporte económico

tanto de empresas públicas como

privadas se lograría poder

incrementar el índice de

desarrollo y producción de

nuevas tecnologías informáticas y

robóticas en la carrera.


Fuente: Encuesta.

95

RESULTADOS DE LAS ENCUESTAS

Los resultados obtenidos en las encuestas nos demuestran que el análisis y

desarrollo de un robot araña hexápodo controlado vía WIFI haciendo uso de

nuevas tecnologías como lo es el Raspberry PI B, lograra promover, motivar e

incentivar el análisis, experimentación y desarrollo de nuevos proyectos

tecnológicos científicos robóticos informáticos dentro de la carrera Ingeniería En

Sistemas Computacionales de la Universidad De Guayaquil, ya que en base a los

resultados obtenidos de la encuesta se tiene un nivel del 85 % de aceptación que

los estudiantes se encuentran total mente de acuerdo o de acuerdo en el aporte

tecnológico que involucra la investigación y desarrollo de este proyecto robótico.

Cabe notar que la investigación, análisis y desarrollo de tecnología por parte de la

carrera servirá como aporte a nivel nacional ya que estaríamos creando y

desarrollando nuestra propia tecnología y esto nos lleva hacia un camino de una

país de desarrollo tecnológico, de esta forma los recursos económicos que se

utilizan para la importación de tecnología serían usados de manera interna como

inversión para la investigación y desarrollo de la misma.

96

ANEXO # 3: ANÁLISIS DE LAS FUNCIONALIDADES DEL

SISTEMA

El propósito principal del análisis es obtener una descripción lógica del sistema a

desarrollar, es decir, describir formalmente mediante modelos las características

de la aplicación. Estos modelos servirán posteriormente de guía para obtener el

producto deseado. Para ello utilizaremos el lenguaje de modelado UML (Lenguaje

Unificado de Modelado). Se trata de un lenguaje gráfico para visualizar,

especificar, construir y documentar un sistema de software. Éste tiene varios

diagramas que nos facilitara obtener una solución.

La notación UML se deriva y unifica las tres metodologías de análisis y diseño

Orientado Objetos más extendidas:

Metodología de Grady Booch para la descripción de conjuntos de objetos y sus

relaciones.

Técnica de modelado orientada a objetos de James Rumbaugh (OMT: Object-

ModelingTechnique). Aproximación de Ivar Jacobson (OOSE: Object- Oriented

Software Engineering) mediante la metodología de casos de uso (use case).

El desarrollo de UML comenzó a finales de 1994 cuando Grady Booch y Jim

Rumbaugh de Rational Software Corporation empezaron a unificar sus métodos.

A finales de 1995, Ivar Jacobson y su compañía Objectory se incorporaron a

Rational en su unificación, aportando el método OOSE .De las tres metodologías

de partida, las de Booch y Rumbaugh pueden ser descritas como centradas en

objetos, ya que sus aproximaciones se enfocan hacia el modelado de los objetos

que componen el sistema, su relación y colaboración. Por otro lado, la

97

metodología de Jacobson es más centrada a usuario, ya que todo en su método se

deriva de los escenarios de uso. UML se ha ido fomentando y aceptando como

estándar desde el OMG, que es también el origen de CORBA, el estándar líder en

la industria para la programación de objetos distribuidos. En 1997 UML 1.1 fue

aprobada por la OMG convirtiéndose en la notación estándar de facto para el

análisis y el diseño orientado a objetos. UML es el primer método en publicar un

meta-modelo en su propia notación, incluyendo la notación para la mayoría de la

información de requisitos, análisis y diseño. Se trata pues de un meta-modelo

auto-referencial (cualquier lenguaje de modelado de propósito general debería ser

capaz de modelarse a sí mismo).

98

ANEXO # 4: DIAGRAMA DE CASOS DE USO

En el Lenguaje de Modelado Unificado, un diagrama de casos de uso es una

especie de diagrama de comportamiento. UML mejorado El Lenguaje de

Modelado Unificado define una notación gráfica para representar casos de uso

llamada modelo de casos de uso. UML no define estándares para que el formato

escrito describa los casos de uso, y así mucha gente no entiende que esta notación

gráfica define la naturaleza de un caso de uso; sin embargo una notación gráfica

puede solo dar una vista general simple de un caso de uso o un conjunto de casos

de uso. Los diagramas de casos de uso son a menudo confundidos con los casos

de uso. Mientras los dos conceptos están relacionados, los casos de uso son

mucho más detallados que los diagramas de casos de uso.

La descripción escrita del comportamiento del sistema al afrontar una tarea

de negocio o un requisito de negocio. Esta descripción se enfoca en el

valor suministrado por el sistema a entidades externas tales como usuarios

humanos u otros sistemas.

La posición o contexto del caso de uso entre otros casos de uso. Dado que

es un mecanismo de organización, un conjunto de casos de uso coherente

y consistente promueven una imagen fácil de comprender del

comportamiento del sistema, un entendimiento común entre el

cliente/propietario/usuario y el equipo de desarrollo.

http://es.wikipedia.org/wiki/UML



http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Unling&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/wiki/Caso_de_uso

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Comportamiento_del_sistema&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Tarea_de_negocio&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Tarea_de_negocio&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Requisito_de_negocio&action=edit&redlink=1

99

DESCRIPCIÓN DE ACTORES:

Usuario.- Es la persona que se encargara de interactuar con el sistema de darle

movilidad al robot en las direcciones que desee haciendo uso de una página web

que podrá ser cargada o visualizada en cualquier dispositivo.

Administrador del sistema.- Es la persona que se encargara de realizar el

control, levantar los servicios o demonios que les permitirán a los usuarios poder

interactuar con el sistema de control del robot araña hexápodo.

100

GRÁFICO No.- 32

CASO DE USO CONTROL ROBOT HEXÁPODO



101

GRÁFICO No.- 33

CASO DE USO CONTROL MOVIMIENTOS ROBOT

HEXÁPODO



102

GRÁFICO No.- 34

CASO DE USO CONTROL MOVIMIENTOS CAMARA WEB ROBOT

HEXÁPODO



103

GRÁFICO No.- 35

CASO DE USO LEVANTAR SERVICIOS ROBOT ARAÑA HEXÁPODO



104

ESCENARIOS DE CASOS DE USO

ACTOR: USUARIO.

CASO DE USO: CONTROL ROBOT HEXÁPODO.

1. CONTROL ROBOT HEXÁPODO.

1.1. Cargar Pagina Web Control Robot Araña Hexápodo.

1.2. Seleccionar tipo de control.

1. Activar movimientos control cámara Web robot araña hexápodo.

2. Activar movimientos extremidades control robot araña hexápodo.

ACTOR: USUARIO.

CASO DE USO: CONTROL MOVIMIENTOS ROBOT HEXÁPODO.

2. CONTROL MOVIMIENTOS ROBOT HEXÁPODO.

2.1. Avanzar Robot araña hexápodo.

2.2. Girar Robot araña hexápodo izquierda.

2.3. Girar Robot araña hexápodo derecha.

2.4. Retroceder Robot araña hexápodo.

2.5. Pausar movimientos robot araña hexápodo.

2.6. Detener Servicio control robot araña hexápodo.

105

ACTOR: USUARIO.

CASO DE USO: CONTROL MOVIMIENTOS CAMARA WEB ROBOT

HEXÁPODO.

3. CONTROL MOVIMIENTOS CAMARA WEB ROBOT HEXÁPODO.

3.1. Girar izquierda cámara web Robot araña hexápodo.

3.2. Girar derecha cámara web Robot araña hexápodo.

3.3. Girar hacia abajo cámara web robot araña hexápodo.

3.4. Girar hacia arriba cámara web robot araña hexápodo.

3.5. Pausar movimientos robot araña hexápodo.

3.6. Visualizar imágenes captadas por la cámara web.

3.7. Detener Servicio control robot araña hexápodo.

ACTOR: ADMINISTRADOR.

CASO DE USO: LEVANTAR SERVICIOS ROBOT ARAÑA HEXÁPODO.

4. LEVANTAR SERVICIOS ROBOT ARAÑA HEXÁPODO.

4.1. Levantar Servicio Web.

4.2. Levantar servicio de base de datos.

4.3. Levantar servicio o demonio de control remoto hexápodo.

4.4. Levantar servicio de grabación de cámara web araña hexápodo.

4.5. Detener servicio de control remoto robot araña hexápodo.

106

ANEXO # 5: DISEÑO DE PANTALLAS

Pantallas con las que tendrá interacción el usuario, para realizar cada uno de los

movimientos en todas las direcciones del robot araña hexápodo o controlarlo vía

WIFI utilizando cualquier tipo de dispositivo (PC-Tablet-Smartphone):

GRÁFICO No.- 36

PAGINA WEB PRINCIPAL CONTROL REMOTO ROBOT ARAÑA

HEXÁPODO



I




COMPUTACIONALES




MICROCOMPUTADOR

RASPBERRY PI”

MANUAL TÉCNICO Y DE USUARIO

TESIS DE GRADO



AUTOR:



2015

II

Contenido

INTRODUCCION ............................................................................................ X

ANEXO # 6 : INSTALACION SISTEMA OPERATIVO RASPBIAN EN

RASPBERRY PI ................................................................................................ 1

ANEXO # 7: INSTALACIÓN APACHE, MYSQL Y PHP EN RASPBIAN .. 8

ANEXO # 8: CONFIGURACIÓN CONEXIÓN WIFI RASPBERRY PI .... 13

ANEXO # 9: CONFIGURACIÓN FTP RASPBERRY PI ............................ 16

ANEXO # 10: CONFIGURACIÓN SSH RASPBERRY PI .......................... 18

ANEXO # 11: INSTALACIÓN PYTHON RASPBERRY PI........................ 20

ANEXO # 12: CONFIGURACIÓN VNC ...................................................... 22

ANEXO # 13: CONFIGURACION SERVICIO MOTION RASPBERRY PI

.......................................................................................................................... 23

ANEXO # 14: DESCRIPCIÓN DE PIEZAS O ELEMENTOS ROBOT

HEXÁPODO .................................................................................................... 27

ANEXO # 15: ROBOT ARAÑA HEXÁPODO ENSAMBLADO ................. 39

ANEXO # 16: CÓDIGO FUENTE DE APLICACIONES CONTROL

ROBOT HEXÁPODO. .................................................................................... 47

ANEXO # 17: CÓDIGO FUENTE DEL SERVICIO O DEMONIO

PYTHON QUE SE ENCARGA DE ENVIAR LA SEÑAL A LOS

SERVOMOTORES ......................................................................................... 60

ANEXO # 18 .................................................................................................... 66

MANUAL DE USUARIO ................................................................................ 66

III

ÍNDICE DE GRÁFICOS

GRÁFICO No.- 1

RASPBIAN ......................................................................................................... 1

GRÁFICO No.- 2

INSTALADOR RASPBIAN EN SD-CARD ........................................................ 2

GRÁFICO No.- 3

PANTALLA INICIAL INSTALACIÓN RASPBIAN .......................................... 3

GRÁFICO No.- 4

MENÚ CONFIGURACIONES RASBIAN .......................................................... 4

GRÁFICO No.- 5

CONFIGURACIÓN USUARIO Y PASSWORD ................................................. 4

GRÁFICO No.- 6

CONFIRMACIÓN MODIFICACIÓN USUARIO Y PASSWORD..................... 5

GRÁFICO No.- 7

CONFIGURACIÓN REGIONAL ........................................................................ 5

GRÁFICO NO.- 8

REINICIO RASBIAN.......................................................................................... 6

GRÁFICO NO.- 9

CONFIRMACIÓN REINICIO RASPBIAN ......................................................... 6

GRÁFICO No.- 10

ESCRITORIO RASPBIAN RASPBERRY PI ...................................................... 7

GRÁFICO No.- 11

LX TERMINAL RASSPBERRY PI .................................................................... 8

GRÁFICO No.- 12

PHP CONFIG .................................................................................................... 11

IV

GRÁFICO No.- 13

PHPMYADMIN RASPBERRY PI LOGIN ....................................................... 12

GRÁFICO No.- 14

PHPMYADMIN RASPBERRY PI LOGONEADO ........................................... 12

GRÁFICO No.- 15

CONFIGURACIÓN WIFI ................................................................................. 13

GRÁFICO No.- 16

IFCONFIG WIFI RASPBERRY PI ................................................................... 14

GRÁFICO NO.- 17

DISPOSITIVO WIFI ......................................................................................... 15

GRÁFICO No.- 18

CONEXIÓN FTP RASPBERRY PI ................................................................... 17

GRÁFICO No.- 19

CONEXIÓN FTP RASPBERRY PI 2 ................................................................ 17

GRÁFICO No.- 20

PUTTY .............................................................................................................. 18

GRÁFICO No.- 21

PUTTY CONFIGURACIÓN ............................................................................. 19

GRÁFICO No.- 22

PUTTY CONEXIÓN ESTABLECIDA.............................................................. 19

GRÁFICO No.- 23

LIBRERÍAS PYTHON ...................................................................................... 21

GRÁFICO No.- 24

PYTHON CÓDIGO ........................................................................................... 21

GRÁFICO No.- 25

VNC .................................................................................................................. 22

V

GRÁFICO No.- 26

ARCHIVO DE CONFIGURACIÓN MOTION RASPBERRY PI ...................... 24

GRÁFICO No.- 27

INICIAR Y DETENER SERVICIO MOTION ................................................. 24

GRÁFICO No.- 28

CAMARA WEB USB ....................................................................................... 25

GRÁFICO No.- 29

IMÁGENES CÁMARA WEB RASPBERRY PI ............................................... 26

GRÁFICO No.- 30

CASE RASPBERY PI ....................................................................................... 27

GRÁFICO No.- 31

RASPBERRY PI B ............................................................................................ 28

GRÁFICO No.- 32

RASPBERRY PI B CON CASE ........................................................................ 29

GRÁFICO No.- 33

PROTOBOARD ................................................................................................ 29

GRÁFICO No.- 34

JUMPER ........................................................................................................... 30

GRÁFICO No.- 35

SERVOMOTOR MG995 ................................................................................... 30

GRÁFICO NO.- 36

PORTA PILAS AA ........................................................................................... 31

GRÁFICO NO.- 37

PILAS AA ......................................................................................................... 31

GRÁFICO NO.- 38

BATERÍA RECARGABLE USB....................................................................... 32

VI

GRÁFICO No.- 39

DISEÑO PATAS CENTRALES 3D ROBOT HEXÁPODO .............................. 33

GRÁFICO No.- 40

PATAS CENTRALES ROBOT HEXÁPODO 3D ............................................. 34

GRÁFICO No.- 41

PATAS LATERALES DISEÑADAS 3D ROBOT HEXÁPODO....................... 35

GRÁFICO No.- 42

PATAS LATERALES 2 DISEÑADAS 3D ROBOT HEXÁPODO .................... 35

GRÁFICO No.- 43

DISEÑO 3D DE PATAS ROBOT ARAÑA ...................................................... 36

GRÁFICO No.- 44

DISEÑO 3D PATAS ROBOT ARAÑA 2 .......................................................... 37

GRÁFICO No.- 45

DISEÑO 3D PATAS ROBOT ARAÑA 3 .......................................................... 38

GRÁFICO No.- 46

ROBOT ARAÑA HEXÁPODO RAXAPODO .................................................. 39

GRÁFICO No.- 47

ROBOT ARAÑA HEXÁPODO RAXAPODO 2 ............................................... 40

GRÁFICO No.- 48


GRÁFICO No.- 49


GRÁFICO No.- 50


GRÁFICO No.- 51

ARQUITECTURA DE COMUNICACIÓN ENTRE APLICACIONES ............. 44

VII

GRÁFICO No.- 52

ARQUITECTURA CLIENTE SERVIDOR ROBOT ......................................... 45

GRÁFICO No.- 53

ESQUEMA DE CONEXIÓN SERVOMOTORES CON LOS PINES GPIO

RASPBERRY PI ............................................................................................... 46

GRÁFICO No.- 54

WEB CONTROL REMOTO ROBOT ARAÑA HEXÁPODO ........................... 47

GRÁFICO No.- 55

WEB CONTROL REMOTO ROBOT ARAÑA HEXÁPODO 2 ........................ 48

GRÁFICO No.- 56

BD MYSQL HEXÁPODO ................................................................................ 50

GRÁFICO No.- 57

BD MYSQL HEXÁPODO TABLA COMANDOS_HEXAPODO..................... 50

GRÁFICO No.- 58

CÓDIGO FUENTE PAGINA WEB PHP........................................................... 51

GRÁFICO No.- 59

CÓDIGO FUENTE PAGINA WEB PHP 2 ........................................................ 52

GRÁFICO No.- 60


GRÁFICO No.- 61


GRÁFICO No.- 62


GRÁFICO No.- 63


GRÁFICO No.- 64


VIII

GRÁFICO No.- 65


GRÁFICO No.- 66


GRÁFICO No.- 67

CÓDIGO FUENTE PAGINA WEB PHP 10 ...................................................... 57

GRÁFICO No.- 68


GRÁFICO No.- 69


GRÁFICO No.- 70


GRÁFICO No.- 71


GRÁFICO No.- 72

CÓDIGO FUENTE DEMONIO PYTHON ........................................................ 60

GRÁFICO No.- 73

CÓDIGO FUENTE DEMONIO PYTHON 2 ..................................................... 61

GRÁFICO No.- 74


GRÁFICO No.- 75


GRÁFICO No.- 76


GRÁFICO No.- 77


IX

GRÁFICO No.- 78


GRÁFICO No.- 79

ROUTER WIFI.................................................................................................. 66

GRÁFICO No.- 80

DHCP ROUTER RASPBERRY PI .................................................................... 67

GRÁFICO No.- 81

INSTALACIÓN PILAS AA ROBOT ............................................................... 68

GRÁFICO No.- 82

INSTALACIÓN BATERIA ROBOT ................................................................ 69

GRÁFICO No.- 83

INSTALACIÓN BATERIA ROBOT 2 ............................................................. 70

GRÁFICO NO.- 84

CONEXIÓN SSH ROBOT ................................................................................ 71

GRÁFICO NO.- 85

PÁGINA WEB STREAMING VIDEO ROBOT ................................................ 73

GRÁFICO NO.- 86

CONEXIÓN SFTP ROBOT .............................................................................. 74

GRÁFICO NO.- 87

PÁGINA WEB CONTROL ROBOT ................................................................. 75

GRÁFICO No.- 88

PÁGINA WEB CONTROL ROBOT 2 .............................................................. 76

X

INTRODUCCION

El presente documento constituye una herramienta de ayuda para los lectores de

manera general que requieran saber cuáles son los procesos o pasos lógicos que se

utilizaron para el desarrollo de este proyecto robótico.

El objetivo de este documento es describir cada uno de los procesos realizados

para el desarrollo del robot araña hexápodo, detallando cada uno de los elementos

utilizados y los sistemas que se deben de instalar y configurar para poder levantar

el sistema de manera correcta.

En este documento se explica el esquema o la arquitectura de comunicación que

se utilizó para lograr darle movilidad al robot y de igual forma se muestra el

diseño del robot realizado en 3D haciendo uso de la herramienta SketchUp.

https://3dwarehouse.sketchup.com/?hl=es

1

ANEXO # 1 : INSTALACION SISTEMA OPERATIVO

RASPBIAN EN RASPBERRY PI

A continuación se detallaran los pasos que se deben de seguir para realizar la

instalación del sistema operativo Raspbian, este S.O. es una distribución de Linux

y es soportada por nuestro hardware RaspBerry PI.

GRÁFICO No.- 1

RASPBIAN


Fuente: (MdeMoUcH, 2014).

DESCARGA Y COPIA INSTALADOR RASBIAN EN SD CARD

Se deberá de descargar el sistema NOOBS (New Out Of Box Software) que se lo

puede realizar desde el siguiente enlace (raspberrypi.org, s.f.), este sistema

contiene un conjunto de paquetes o sistemas operativos que el usuario podrá

escoger de ellos dependiendo del tipo de proyecto que se vaya a realizar, en

nuestro caso instalaremos Raspbian.

Una vez que se descargue el instalador se deberá de descomprimir el contenido y

copiarlo en la tarjeta SD-Card, de manera previa la tarjeta SD deberá de estar

2

formateada y se deberá de copiar todo el contenido descomprimido dentro de la

tarjeta SD.

GRÁFICO No.- 2

INSTALADOR RASPBIAN EN SD-CARD


Fuente: (M, 2013).

Ya tenemos copiado nuestro sistema NOOBS en nuestra tarjeta SD- Card

procedemos a insertar la tarjeta en la ranura de nuestro Raspberry PI y se procede

con el encendido del equipo, de manera inicial el usuario visualizara la siguiente

pantalla:

3

GRÁFICO No.- 3

PANTALLA INICIAL INSTALACIÓN RASPBIAN


Fuente: (M, 2013).

El usuario deberá de seleccionar el idioma que desea instalar y la opción

recomendada que es el sistema operativo Raspbian, a continuación se deberá de

realizar las respectivas configuraciones del sistema mediante la siguiente pantalla

que cargara el instalador un menú de opciones para realizar las configuraciones

respectivas.

4

GRÁFICO No.- 4

MENÚ CONFIGURACIONES RASBIAN


Fuente: (Linuxito, 2013).

Para el cambio de usuario y password se deberá de seleccionar la opción "Change

User Password" para asignar la nueva contraseña del usuario pi (Usuario por defecto

del sistema).

GRÁFICO No.- 5

CONFIGURACIÓN USUARIO Y PASSWORD



5

GRÁFICO No.- 6

CONFIRMACIÓN MODIFICACIÓN USUARIO Y PASSWORD



GRÁFICO No.- 7

CONFIGURACIÓN REGIONAL



6

Una vez que se haiga configurado cada una de las opciones se deberá de finalizar

los cambios realizados para que se reinicie el equipo esto lo lograremos

presionando la tecla enter o seleccionando el botón Finish.

GRÁFICO NO.- 8

REINICIO RASBIAN



GRÁFICO NO.- 9

CONFIRMACIÓN REINICIO RASPBIAN



7

Una vez reiniciado nuestro micro computador Raspberrry PI podremos visualizar

el escritorio de nuestro sistema operativo Raspbian finalmente instalado.

GRÁFICO No.- 10

ESCRITORIO RASPBIAN RASPBERRY PI



8

ANEXO # 2: INSTALACIÓN APACHE, MYSQL Y PHP EN

RASPBIAN

Para instalar los nuevos servicios de manera correcta o instalara cualquier nuevo

sistema se recomienda de manera previa realizar una actualización del sistema

operativo Raspbian, esto se lo realiza ejecutando el siguiente comando en la

pantalla de cmd conocida como LX Terminal.

GRÁFICO No.- 11

LX TERMINAL RASSPBERRY PI



9

Comandos de actualización sistema operativo Raspbian:

sudo apt-get update

sudo apt-get upgrade

INSTALACIÓN DE APACHE Y PHP

Lo primero que se debe de realizar es darle permisos al grupo que usa apache por

defecto esto se lo realiza ejecutando los siguientes comandos:

sudo addgroup www-data

sudo usermod -a -G www-data www-data

Hacemos un update de los repositorios y procedemos a instalar Apache y PHP:

sudo apt-get update

sudo apt-get install apache2 php5 libapache2-mod-php5

Reiniciamos el servicio de Apache mediante el siguiente comando:

sudo ifup lo

INSTALACIÓN MYSQL Y PHPMYADMIN

Para instalar MySQL y PHPMyAdmin se deberá de ejecutar el siguiente comando

en el terminal:

sudo apt-get install mysql-server mysql-client php5-mysql phpmyadmin

10

Al terminar la ejecución de este comando el sistema nos solicitara registrar una

contraseña para efectos de conexión de nuestra base de datos, posteriormente se

deberá de ejecutar el siguiente comando:

sudo nano /etc/php5/apache2/php.ini

Después ejecutamos los siguientes comandos:

sudo ln -s /etc/phpmyadmin/apache.conf

/etc/apache2/conf.d/phpmyadmin.conf

sudo /etc/init.d/apache2 reload

Una vez que se haiga instalado todo de manera correcta probamos que todo esté

funcionando de manera adecuada para ello creamos un archivo con extensión php

dentro de la ruta /var/www llamado pruebasphp.php incluyendo la siguiente

función:

<?php phpinfo(); ?>

Para verificar que se instala de manera correcta se deberá de cargar la nueva

página creada ingresando la IP del equipo Raspberry pi en el navegador seguido

del nombre del archivo web php creado ejemplo: 192.168.xx.xx/ pruebasphp.php.

El navegador mostrara una la siguiente página:

11

GRÁFICO No.- 12

PHP CONFIG



Lo que falta es modificar el archivo de configuraciones para poder cargar

phpmyadmin desde la Web, esto se lo realiza agregando la siguiente instrucción al

final del archivo:

/etc/apache2/apache2.conf

Agregar instrucción:

Include /etc/phpmyadmin/apache.conf

Luego se deberá de reiniciar el servicio Apache utilizando el siguiente comando:

/etc/init.d/apache2 restart

12

GRÁFICO No.- 13

PHPMYADMIN RASPBERRY PI LOGIN



GRÁFICO No.- 14

PHPMYADMIN RASPBERRY PI LOGONEADO



13

ANEXO # 3: CONFIGURACIÓN CONEXIÓN WIFI

RASPBERRY PI

Para configurar una conexión vía WIFI en el micro computador Raspberry PI se

deberá de realizar las siguientes configuraciones:

Ejecutar el siguiente comando en el terminal:

sudo nano /etc/network/interfaces

Este comando nos mostrara un archivo de configuración para conexión a una red

vía WIFI:

GRÁFICO No.- 15

CONFIGURACIÓN WIFI



El usuario deberá de ingresar la información correspondiente a la red que se desea

conectarse dentro de las comillas como muestra la imagen, una vez culminado el

ingreso de la información se deberá de guardar la información del archivo.

14

Una vez culminado con este proceso se deberá de proceder a reiniciar el equipo

haciendo uso del siguiente comando:

sudo shutdown -r now

Tras reiniciarse el equipo se deberá de verificar que se halla configurando de

manera correcta la conexión vía WIFI desde el microcomputador Raspberry PI

esto se lo realiza de la siguiente forma:

Ejecutando el comando:

ifconfig

Se podrá visualizar la información asignada o la IP obtenida mediante la conexión

WIFI desde el microcomputador:

GRÁFICO No.- 16

IFCONFIG WIFI RASPBERRY PI



15

GRÁFICO NO.- 17

DISPOSITIVO WIFI



16

ANEXO # 4: CONFIGURACIÓN FTP RASPBERRY PI

Para esto debemos realizar la instalación y Configuración de vsftpd haciendo uso

del siguiente comando:

sudo apt-get install vsftpd

Una vez instalado el sistema VSFTP se procede a modificar el archivo de

configuracion:

sudo nano /etc/vsftpd.conf

Se deberá de descomentar las siguientes líneas para permitir la escritura de

archivos a los usuarios raspberry pi:

local_enable=YES

write_enable=YES

Por último se debe de reiniciar el servicio ejecutando el siguiente comando:

sudo service vsftpd restart

17

Una vez que se realiza la configuración de manera exitosa se podrá establecer

conexión vía SFTP o FTP desde cualquier equipo permitiendo poder cargar o

descargar archivos del Raspberry pi.

GRÁFICO No.- 18

CONEXIÓN FTP RASPBERRY PI


Fuente: (THEORY, 2013).

GRÁFICO No.- 19

CONEXIÓN FTP RASPBERRY PI 2


Fuente: (THEORY, 2013).

18

ANEXO # 5: CONFIGURACIÓN SSH RASPBERRY PI

Se deberá de proceder a instalar el servicio SSH en el microcomputador haciendo

uso del siguiente comando:

sudo apt-get install ssh

Luego se deberá de iniciar el servicio ejecutando el siguiente comando:

sudo /etc/init.d/ssh start

Para lograr que se levante dicho servicio de manera automática al momento de

iniciar, encender o arrancar el microcomputador se deberá de ejecutar el siguiente

comando:

sudo update-rc.d ssh defaults

De esta forma ya podemos conectarnos a nuestro equipo y controlarlo de forma

remota haciendo uso del software putty estableciendo una conexión SSH.

GRÁFICO No.- 20

PUTTY



19

GRÁFICO No.- 21

PUTTY CONFIGURACIÓN



GRÁFICO No.- 22

PUTTY CONEXIÓN ESTABLECIDA



20

ANEXO # 6: INSTALACIÓN PYTHON RASPBERRY PI

El sistema operativo Raspbian por defecto contiene instalado el lenguaje de

programación o plataforma de desarrollo Python, pero para poder controlar los

pines GPIO del Raspberry PI es necesario instalar unas librerías.

Para poder instalar dichas librerías se deberá de ejecutar los siguientes comandos:

wget 'http://downloads.sourceforge.net/project/raspberry-gpio-

python/RPi.GPIO-0.5.4.tar.gz'

tar zxvf RPi.GPIO-0.5.4.tar.gz

sudo apt-get install python-dev

sudo python setup.py install

Para poder crear un archivo o programa Python bastara con ejecutar el siguiente

comando:

sudo python nombre_archivo.py

Para poder controlar los pines GPIO del microcomputador es necesario que se

agreguen las siguientes líneas de código en el programa o aplicación que se vaya a

desarrollar:

21

GRÁFICO No.- 23

LIBRERÍAS PYTHON



GRÁFICO No.- 24

PYTHON CÓDIGO



22

ANEXO # 7: CONFIGURACIÓN VNC

Para realizar una conexión de manera remota para poder controlar o visualizar la

interfaz gráfica del microcomputador Raspberry PI se debe de realizar la

instalación del servicio o sistema VNC Virtual Network Computing

(Computación Virtual en Red) en el microcomputador.

Para instalar este servicio se debe de ejecutar el siguiente comando:

sudo apt-get install tightvncserver

Una vez que se realizó el proceso de instalación de manera correcta es necesario

iniciar el servicio para eso se hace uso del siguiente comando:

vncserver :1 -geometry 1280x800 -depth 16 -pixelformat rgb565

Una vez culminada la configuración se puede tener acceso o control de manera

remota hacienda uso de la opción de Windows (Conexión a escritorio remoto).

GRÁFICO No.- 25

VNC



23

ANEXO # 8: CONFIGURACION SERVICIO MOTION

RASPBERRY PI

Para realizar la instalación de este servicio hay que ejecutar el siguiente comando:

sudo apt-get install motion

Una vez instalado el servicio se debe de realizar la respectiva configuración del

sistema motion ejecutando el siguiente comando nos cargara un archivo de

configuración:

sudo nano /etc/motion/motion.conf

Dentro de este archivo de configuración se debe de modificar las siguientes líneas:

En el apartado #Daemon# se cambia Daemon OFF por Daemon ON.

En el apartado #Snapshots# podemos cambiar el tiempo entre cada captura

de vídeo, poniendo un valor de 4 segundos entre capturas,

snapshot_interval 4.

En el apartado #Live Webcam Center# ponemos webcam_port 8001 y

webcam_localhost OFF.

En el apartado #HTTP Based Control# cambiamos a control_port 888 y

control_localhost OFF.

24

GRÁFICO No.- 26

ARCHIVO DE CONFIGURACIÓN MOTION RASPBERRY PI


Fuente: (Manuti, 2013).

GRÁFICO No.- 27

INICIAR Y DETENER SERVICIO MOTION



25

Para la grabación de imágenes mediante el robot se hace uso de una cámara Web

que se la conecta en el puerto USB del microcomputador Raspberry PI en la cual

se encarga de capturar imágenes o fotogramas a una velocidad de uno por

segundo, esto se lo puede configurar en el archivo anteriormente mencionado.

GRÁFICO No.- 28

CAMARA WEB USB



26

Una vez que se haya cumplido con el proceso de levantar el servicio Motion para

que el usuario pueda visualizar las imágenes o el video captado por la cámara web

del Raspberry PI el usuario deberá de ingresar en su navegador la siguiente ruta:

http://[IP_de_la_Raspberry]:8001

En mi caso sería:

http://192.168.10.105:8001

GRÁFICO No.- 29

IMÁGENES CÁMARA WEB RASPBERRY PI



27

ANEXO # 9: DESCRIPCIÓN DE PIEZAS O ELEMENTOS

ROBOT HEXÁPODO

Para el desarrollo de este proyecto Robótico se utilizaron los siguientes

elementos:

Case Raspberry PI, se hace uso de este elemento para proteger de forma física el

hardware del microcomputador y a su vez sirva como soporte para poder montar

los servomotores, existen un sinnúmero de modelos en el mercado pero el más

idóneo que se usó para este proyecto es uno con la superficie plana ya que eso

facilita poder posesionar los sevomotores de una manera más fija.

GRÁFICO No.- 30

CASE RASPBERY PI



28

Se necesita de un microcomputador como lo es el Raspberry Pi que se encargara

de hacer las veces de cerebro ya que en él se ejecutarán cada uno de los comandos

y servicios que se encargarán de controlar cada uno de los movimientos del robot

araña hexápodo que son solicitados o controlados por parte del cliente.

El modelo de Raspberry que se utiliza para el desarrollo de este proyecto es

Rasberry Pi B.

GRÁFICO No.- 31

RASPBERRY PI B


Fuente: (conmasfuturo, 2014).

29

GRÁFICO No.- 32

RASPBERRY PI B CON CASE



Se hace uso de un protoboard que se utilizará para realizar las conexiones

electrónicas entre el servomotor, la fuente de alimentación y los pines GPIO del

microcomputador.

GRÁFICO No.- 33

PROTOBOARD



30

Para realizar las conexiones electrónicas de cada uno de los pines GPIO se hace

uso de Jumper estos mismos se utilizarán para conectar con los cables de cada uno

de los servomotores.

GRÁFICO No.- 34

JUMPER



Para darle movilidad al robot araña a las patas y a la camara Web se utilizaron un

total de 5 servomotores modelo MGB995.

GRÁFICO No.- 35

SERVOMOTOR MG995



31

Para alimentar con poder a los servomotores se hace uso de un porta pilas de 4

doble AA.

GRÁFICO NO.- 36

PORTA PILAS AA

Elaborado: Riky Ramos Zambranno.

Fuente: Riky Ramos Zambrano.

Se utilizan cuatro pilas doble AA para alimentar eléctricamente a los

servomotores.

GRÁFICO NO.- 37

PILAS AA



32

Para la alimentación de energía al microcomputador se hace uso de una batería

portable recargable vía USB marca Genius.

GRÁFICO NO.- 38

BATERÍA RECARGABLE USB


Fuente: (memorykings, 2015).

Las patas que forman parte del robot araña hexápodo fueron realizadas de manera

artesanal haciendo uso de alambre de armadores se le dio la forma adecuada para

obtener una buena estética y lograr darle movilidad al mismo, en los extremos se

33

utilizó lápiz de plástico que son utilizados para interactuar con los Smartphone o

Tablet.

El robot araña está compuesta de 6 patas las cuales se encuentran diseñadas en un

solo cuerpo de dos en dos.

A continuación se podrá visualizar la imagen de las patas diseñadas haciendo uso

de la herramienta SketchUp 3D.

GRÁFICO No.- 39

DISEÑO PATAS CENTRALES 3D ROBOT HEXÁPODO



http://www.google.com.ec/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&ved=0CB4QFjAA&url=http%3A%2F%2Fwww.sketchup.com%2Fes&ei=7enPVM3CNc7GsQTArILYDg&usg=AFQjCNHonS9I1cVpBjBUVAmlckWAcN85_g

34

GRÁFICO No.- 40

PATAS CENTRALES ROBOT HEXÁPODO 3D



35

GRÁFICO No.- 41

PATAS LATERALES DISEÑADAS 3D ROBOT HEXÁPODO



GRÁFICO No.- 42

PATAS LATERALES 2 DISEÑADAS 3D ROBOT HEXÁPODO



36

A continuación se podrá visualizar de manera en conjunta la posición en la cual

como debe de estar posesionada las patas que formarán parte del robot.

Los tres juegos de patas serán controlados mediante el uso de servomotores para

la cual se utilizarán 3 servo motores que le darán movilidad a cada juego de patas.

GRÁFICO No.- 43

DISEÑO 3D DE PATAS ROBOT ARAÑA



37

GRÁFICO No.- 44

DISEÑO 3D PATAS ROBOT ARAÑA 2



38

Diseño de las patas visualizadas desde el lado izquierdo:

GRÁFICO No.- 45

DISEÑO 3D PATAS ROBOT ARAÑA 3



39

ANEXO # 10: ROBOT ARAÑA HEXÁPODO ENSAMBLADO

Finalmente una vez desarrollada cada una de las piezas como muestra el diseño

realizado en la herramienta SketchUp 3D, instalación y adquisición de los

componentes se procede con la creación de manera física y real del robot araña

hexápodo, que será controlado vía WIFI haciendo uso de una página Web

controlando todos sus movimientos en todas las direcciones además a esto se

controlará los movimientos de la cámara en un ángulo de 180 grados de izquierda

a derecha y de arriba hacia abajo.

GRÁFICO No.- 46

ROBOT ARAÑA HEXÁPODO RAXAPODO



40

GRÁFICO No.- 47

ROBOT ARAÑA HEXÁPODO RAXAPODO 2



41

Robot araña hexápodo completamente montado cada una de sus piezas y

elementos vistos desde su parte posterior.

GRÁFICO No.- 48




42

Robot araña hexápodo completamente montado cada una de sus piezas y

elementos vistos desde su parte delantera.

GRÁFICO No.- 49




43

Robot araña hexápodo visto desde uno de sus ángulos laterales.

GRÁFICO No.- 50




44

EL desarrollo de este robot utiliza la Arquitectura Cliente servidor de la siguiente

forma se comunican las aplicaciones para obtener como resultado la movilidad del

Robot:

GRÁFICO No.- 51

ARQUITECTURA DE COMUNICACIÓN ENTRE APLICACIONES



45

GRÁFICO No.- 52

ARQUITECTURA CLIENTE SERVIDOR ROBOT



46

Para el control de los movimientos de cada uno de los servomotores se hizo uso

de los pines de GPIO de la Raspberry PI, como se utilizaron un total de 5 servos

se utilizan 5 pines que se encargaran de enviar el pulso aplicando el estándar

PWM de esta manera se le indicara la posición en la cual debe de posesionarse el

servomotor lo que le permitirá lograr darle movilidad al Robot.

A continuación se mostrara los pines utilizados de la Raspberry PI:

GRÁFICO No.- 53

ESQUEMA DE CONEXIÓN SERVOMOTORES CON LOS PINES GPIO

RASPBERRY PI



47

ANEXO # 11: CÓDIGO FUENTE DE APLICACIONES

CONTROL ROBOT HEXÁPODO.

Para el control del robot araña hexápodo de manera inalámbrica se desarrolló una

página Web que le permitirá al usuario poder tener el control de cada uno de los

movimientos del Robot y la cámara Web.

El usuario interactuara con la siguiente pantalla:

GRÁFICO No.- 54

WEB CONTROL REMOTO ROBOT ARAÑA HEXÁPODO



48

GRÁFICO No.- 55

WEB CONTROL REMOTO ROBOT ARAÑA HEXÁPODO 2



Cada uno de los botones que se muestran en la página Web generan un tipo de

evento o acción, este evento está asociado a un tipo de comando para que de esta

manera el demonio o servicio que se ejecuta en backend pueda interpretarlo y

ejecutar la acción o movimiento que está solicitando el usuario.

En la página web el usuario puede seleccionar el tipo de control que desea utilizar

ya que el usuario puede elegir entre mover las patas del robot o mover la dirección

de la cámara Web.

49

Para el control he identificación de que comando se debe de ejecutar para poder

manipular el robot se utiliza la siguiente tabla de comandos:

CUADRO No. 1

TABLA DE COMANDOS ROBOT HEXÁPODO

CÓDIGO

COMANDO

TIPO DE ACCIÓN

1 MOVER ROBOT HACIA ADELANTE

2 GIRAR ROBOT HACIA LA IZQUIERDA

3 GIRAR ROBOT HACIA LA DERECHA

4 MOVER ROBOT HACIA ATRÁS

5 PAUSAR MOVIMIENTOS ROBOT

6 GIRAR CÁMARA DE IZQUIERDA A DERECHA

7 GIRARA CÁMARA DE ARRIBA HACIA ABAJO

8 DETENER SERVICIO DE CONTROL REMOTO

ROBOT HEXÁPODO



Cada uno de estos comandos que solicita el usuario al momento de dar clic en los

botones de la página Web se actualiza en la base de datos, de esta forma el

demonio o hilo se encarga de leer o consultar en la base de datos cual es el

comando que se debe de ejecutar dependiendo del valor que está ingresado o

registrado en la tabla.

Para registrar la información de los comandos en la base de datos se creó una base

de datos en MYSQL llamada hexápodo.

50

GRÁFICO No.- 56

BD MYSQL HEXÁPODO



GRÁFICO No.- 57

BD MYSQL HEXÁPODO TABLA COMANDOS_HEXAPODO



51

Para el diseño y desarrollo de la página Web que se encargara de controlar los

movimientos del robot se la realizó mediante la programación del siguiente

código fuente:

GRÁFICO No.- 58

CÓDIGO FUENTE PAGINA WEB PHP



52

GRÁFICO No.- 59

CÓDIGO FUENTE PAGINA WEB PHP 2



53

GRÁFICO No.- 60




54

GRÁFICO No.- 61




GRÁFICO No.- 62




55

GRÁFICO No.- 63




GRÁFICO No.- 64




56

GRÁFICO No.- 65




GRÁFICO No.- 66




57

GRÁFICO No.- 67




GRÁFICO No.- 68




58

GRÁFICO No.- 69




GRÁFICO No.- 70




59

GRÁFICO No.- 71




60

ANEXO # 12: CÓDIGO FUENTE DEL SERVICIO O

DEMONIO PYTHON QUE SE ENCARGA DE ENVIAR LA

SEÑAL A LOS SERVOMOTORES

Para el control de cada uno de los movimientos se creó un sistema backend que se

lo levanta o ejecuta haciendo uso de un comando y se encarga de monitorear o

consultar constantemente en la base de datos que comando se debe de ejecutar

dependiendo del comando el sistema realizara la acción o evento solicitado por el

cliente.

Para levantar el sistema o demonio se debe de ejecutar el comando:

sudo python RaxapodoPI.py

Donde RaxapodoPI es el nombre del archivo que contiene el código fuente en el

lenguaje python.

GRÁFICO No.- 72

CÓDIGO FUENTE DEMONIO PYTHON



61

GRÁFICO No.- 73

CÓDIGO FUENTE DEMONIO PYTHON 2


Fuente: Riky Ramos Zambrano.

GRÁFICO No.- 74




62

GRÁFICO No.- 75




GRÁFICO No.- 76




63

GRÁFICO No.- 77




GRÁFICO No.- 78




64




COMPUTACIONALES




MICROCOMPUTADOR

RASPBERRY PI”

MANUAL DE USUARIO

TESIS DE GRADO



AUTOR:



2015

65

INTRODUCCION

El presente documento especifica de manera detallada cada uno de los pasos que

debe de seguir el usuario para poder iniciar el proceso de interacción o control

remoto del robot araña hexápodo.

Cada uno de estos procesos se lo debe de realizar de manera secuencial por parte

del usuario para de esta forma poder conseguir un correcto funcionamiento del

robot, a continuación se detalla cada uno de los pasos que se deben de seguir de

manera secuencial.

66

ANEXO # 13

MANUAL DE USUARIO

CONFIGURACIÓN DE LA RED DE COMUNICACIÓN WIFI.

Primeramente se debe de tener a la mano un concentrador o ROUTER

WIFI que debe de estar configurado con DHCP con los siguientes

parámetros de conexión:

Usuario: ramos

Password: ramosmin123

Nota: El ROUTER debe de estar configurada de esa manera ya que el

robot dentro de su archivo conexión WIFI está configurado con esos

mismos parámetros de esa manera el robot una vez que se encienda se

conectara de manera automática a dicha red.

GRÁFICO No.- 79

ROUTER WIFI



67

Identificar la IP asignada al Robot.

Dentro de las configuraciones del router el usuario debe de consultar cual

fue la IP que fue asignada al robot, para ello el usuario deberá de buscar el

equipo con el nombre (raspberrypiRamo) y de esa manera se obtendrá la

IP con la cual se podrá realizar el control de manera remota para realizar

cada uno de los proceso o transacciones del robot.

GRÁFICO No.- 80

DHCP ROUTER RASPBERRY PI



68

CONEXIONES ROBOT ARAÑA HEXÁPODO

CONEXIÓN DE PILAS AA ROBOT

Realizar la respectiva conexión a las fuentes de alimentación tanto del robot como

las pilas para el funcionamiento de los servomotores, para ello se deberá de

conectar las 4 pilas AA en la parte de abajo del Robot, se recomienda la compra

de pilas Energizer AA, ya que el robot para un correcto funcionamiento de sus

movimientos se necesita de pilas que cumplan con parámetros de calidad en

cuanto al almacenamiento y potencia de energía.

Nota: Si se utilizan pilas de baja calidad puede causar daños a los servomotores o

un incorrecto funcionamiento en cada uno de los movimientos del robot.

GRÁFICO No.- 81

INSTALACIÓN PILAS AA ROBOT



69

CONEXIÓN BATERÍA PORTABLE PUERTO MINI USB ROBOT

Para poder encender el cerebro del robot (Raspberry pi) se deberá de usar una

batería portable con salida de 5V con puerto USB y micro USB. El mismo que se

deberá de conectar en el puerto micro USB del robot de esta manera se levantara

el sistema operativo Raspbian y cada uno de los servicios de comunicación.

GRÁFICO No.- 82

INSTALACIÓN BATERIA ROBOT



70

GRÁFICO No.- 83

INSTALACIÓN BATERIA ROBOT 2



CONEXIÓN REMOTA VÍA SSH

El usuario deberá de realizar una conexión de manera remota con el robot

ingresando el número de IP asignada al mismo mediante el servicio DHCP del

router utilizando el puerto 22.

Datos de acceso al robot:

Usuario: pi

Password: raspberry

71

GRÁFICO NO.- 84

CONEXIÓN SSH ROBOT



Una vez que el usuario se conecte de manera exitosa deberá de ejecutar los

siguientes comandos para levantar cada uno de los servicios que ofrece el robot

que son los siguientes:

SERVICIO STREAMING DE VIDEO.

El servicio de Streaming de video se encargara de controlar el sistema de

grabación de manera continua el cual nos permitirá poder visualizar en tiempo

real con una velocidad de captura de 1 fotograma por segundo.

72

Primero se deberá de modificar el archivo de configuración haciendo uso del

siguiente comando:

sudo nano /etc/default/motion

Con este comando nos aparecerá un archivo de configuración mediante el cual el

usuario deberá de cambiar la palabra NO por YES y finalmente deberá de guardar

los cambios presionando las teclas CTRL+X y confirmando con la letra (Y).

Nota: Si no se configura este archivo el sistema de video Streaming NO se

levantara.

Comando para levantar el servicio de video Streaming:

sudo service motion start

Una vez que se ejecute el comando anterior el robot empezara a realizar las

capturas de imágenes a una velocidad de 1 fotograma por segundo.

Estas imágenes podrán ser visualizadas en línea desde cualquier dispositivo que se

encuentre dentro de la misma red, para ello el usuario solo deberá de ingresar a la

siguiente ruta vía web:

http://192.168.10.103/camaraWeb2.php

La dirección IP va a variar dependiendo de cuál haya asignado el router.

73

GRÁFICO NO.- 85

PÁGINA WEB STREAMING VIDEO ROBOT



Comando para detener el servicio de video Streaming:

sudo service motion stop

Una vez que el usuario culmine con el proceso de filmación o captura de video el

mismo podrá descargar a su PC el video completo mediante una conexión SFTP

al robot accediendo a la siguiente ruta:

/var/www/cámara/20141204-timelapse.mpg

74

El formato en la cual se crea el video es *.swf.

GRÁFICO NO.- 86

CONEXIÓN SFTP ROBOT



Nota: El usuario y el password para poder realizar la conexión vía SFTP son los

mismos que se usan para la conexión SSH.

Cuando se halla respaldado el video filmado por parte del robot en un PC remoto

se recomienda que se elimine del robot los archivos generados por el servicio de

video Streaming, ya que en el robot se tiene un límite de almacenamiento de 8

GB, para ello se deberá de usar los siguientes comandos:

sudo chmod 777 /var/www/camara

sudo rm -r -f /var/www/camara

75

SERVICIO DE CONTROL REMOTO ROBOT HEXÁPODO

Para levantar el servicio de control remoto hexápodo el usuario deberá de realizar

los siguientes Pasos:

Cargar la página Web de control Hexápodo que se encargara de interactuar con el

usuario haciendo uso de la siguiente ruta, que podrá ser accedida desde cualquier

dispositivo siempre y cuando esté conectado en la misma red:

http://192.168.10.103/controlServo2.php

La dirección IP va a variar dependiendo de cuál haya asignado el router.

El navegador cargara la siguiente página web:

GRÁFICO NO.- 87

PÁGINA WEB CONTROL ROBOT



76

El usuario deberá de dar clic sobre el botón pausa que se encuentra ubicada

en el centro de la página web, posteriormente deberá de ejecutar el siguiente

comando vía SSH:

sudo python Desktop/VERSION\ FINAL/RaxapodoPI.py

Este comando se encargará de levantar el servicio o demonio que le permitirá al

usuario poder tener el control del robot he interactuar con el mismo dándole

órdenes para que realice cada uno de los movimientos deseados tanto de las patas

con los de la cámara Web.

Si el usuario desea controlar los movimientos de la cámara el mismo deberá de

dar clic sobre el icono de la cámara Web, de esa forma podrá interactuar con la

misma, de igual manera si el usuario desea controlar los movimientos del robot

deberá de dar clic sobre el icono del robot.

Ejemplo de control configurado para manipular la cámara Web:

GRÁFICO No.- 88

PÁGINA WEB CONTROL ROBOT 2



77

Para que el robot avance el usuario deberá de dar clic sobre el icono una

vez que el usario de clic sobre el icono el robot empezará a avanzar de manera

indefinida hasta que el usuario le asigne otra posición de movimiento ya sea esta a

la izquierda , derecha o hacia atrás .

Para que el robot se detenga o pause sus movimientos el usuario deberá de dar clic

sobre el icono pausa y si se desea detener el servicio o demonio de control

remoto del robot el usuario debera de dar clic sobre el icono Stop .

Nota: Una vez que el usuario detenga el servicio de control remoto del robot para

poder controlar el robot debera de volver a realizar cada uno de los pasos

mencionados anteriormente para poder levantar nuevamente el servicio

(SERVICIO DE CONTROL REMOTO ROBOT HEXÁPODO), los movimientos

del robot y de la camara son realizados de manera separada el robot NO puede

moverse y al mismo tiempo mover la camara esa parte esta definida en el alcance.

Una vez que el usuario ha culminado con el proceso de pruebas o de interacción

con el robot se recomienda dejar configurado con NO el archivo de configuración

de video Straming haciendo uso del siguiente comando:

sudo nano /etc/default/motion

Ya que si no se realiza este pasó en la siguiente vez que el usuario encienda el

robot el sistema se encargará de filmar o se levantará de manera automática el

sistema de video Streaming.

78

APAGAR ROBOT ARAÑA HEXAPODO

Para poder apagar el robot araña el usuario deberá de ejecutar el siguiente

comando mediante una conexión SSH:

sudo shutdown -h now

Nota: Se recomienda que el usuario siga cada uno de estos pasos mencionados en

este manual de usuario y que sean leídos detenidamente para poder obtener un

correcto funcionamiento del robot.

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