05-construccion del robot resultados experimentales de robot 1/… · 17 lm629 que controla el...
TRANSCRIPT
����������������
�������������������������� ����������
�������� �������������������������������� ����
����������� ���������� �������� ���
������������� ������� ���������� ���������������������� ���� �������� ������� ��������
��������������� �������� ��������� ��������������� ��������������������������� ������� � �����
��� �����������������������
������� !�"�#$%&��'�"%���()*�
!�������������������� ������������ �������� ����� ������� ���������������������� ��
������� ���� �� ���� ��� ����+����� ���� ��� ��������,� ��� � �������-�� ������ ��������� ����� ���
+�������� �.�������������� �,������ ���������������� ����������+������
�
���������������������� ��!�"�#$���%��%#!&"%���"!��'���(���
Resultados experimentales
�����/�
�
�
�
����������)���*�#����"�%�����(%����+���
�
���� �� �������������� �������� ���.� ��������������������������������������������������
&� ���� 0���� � ������������������������ ������ ������������1� ��������������������������
������������� ���������������������� ����� ��������� ��� ������ ��������� �,�������� �������
�������������������.�����������������
�
����2��-$ $%"�� �%���!��-�3*�%�!3-�%�
������������� ���������� �������������������� � ����� ������ �������� ����!��+�����+��
����� ������������������������0������������ �������������������1���������.�����������������
���������������� ����+������(����������� ����� ���������������������������������������.������
� �����������������4 ���-����������0� ��������������� � ���� �� ��� ��������� �������.�� ��+��
���0������ 0��������������������� ����������� ���������������������������������
Diseño y construcción de un robot móvil para la reconstrucción 3D de interiores
� � ���������
�
����������,������ %���-%�#��"�(%��#�#�% ��(%� �-� �%"���(%�!�+%!%��(%��%#!&"%��
�
!�� ������������������ �������� ���������������������+��������������������������������
����� �������!�����1��������0�����,���� ����������������������������������������� �������0������
���������������������� � ��������������������������� �������� ���5�������� � ������ ����0�
�����.�����0������ ������������� ��������������� �������������������1�������� ������� �6���
�������� �
����������.���*�#��#�(%�� %!�"�# ��(%��� ��(%���/�%"%#�(%��%#!&"%���&#%���
�
�������������� ����� �������� ��������������.������������� ������ �0���������
Resultados experimentales
�����2�
���������������� '�% %"��!�$"�(%��#�'���%�'����%�� �����'�#����'�#�0�1�%��#�#�% ��(%�%"���"%�
��� ������������ �� � ������������������������������� ������ �0� ���� ���������������
�������� ����� ��� ��+��,� �� �������.���� ����������� ��� � ������������������������������� ��� ���
����������������������������������������� �������� ��������������������������.��������������� ��
��+�������������������������� ������������������������ ������ �� ���� ����6����
���� �������������������0� ��������������������������������������������������� �0����+�����
���� ��� ���������������������� � ������������ ������������ ��� ����������� 0� ������� ��� �����
����������+����������,�������������������������������� ������� ����� ��� ������ ��
�
����������2�����(���!�!�$"�%"�%��#�#�% ��(%�#�3%!�$"�(%��%#!&"%���&#%���
Diseño y construcción de un robot móvil para la reconstrucción 3D de interiores
� � �������6�
����6��-$ $%"�� �%��!���3&�%��7�8�
������� ��� �� �������� ������������������������� ��� ��������� ��� �����1�������������,���0� ��
���+���������� +����� � � ��,� �� +������0� ����������� ����� ����� ���� �� ��� ����� ��� �����1��� �� �
+�����+� �������������
�
�
����������4������#�% ��(%��(5��#�!�$"�(%�� &�%"%#��
�
Número Descripción
1 Sensor óptico para la toma de origen de referencia del servomotor
2 Escala para la calibración de las posiciones de la cámara
3 Testigo de posición de la cámara. Además, sirve para la toma de origen,
cortando el haz de luz infrarroja en el sensor
4 Cámara
�+�����������%#!��'!�$"�(%���#�%�% %"��#�(%�������������4��
�
04
03
02
01
Resultados experimentales
�����9�
����9����:�����!���!��"%)*(�����$*�;($*�-�
��� ������������������� �����.������������� ������ �������,�� �� ���������� ��������0�
����������� ������������ ���������0�,� ���������� �������������������������������0�������
:���������������.�0� ����������������������������������������� ������ ��-��������������������
���+����������� ����������������� ��������� 0������������������������� ���� ������ ������ ��
��� ������� ����������+������� ���� ����������������� ��� ����<������� ���������������������0�
��������� ������� �������������0������� ��������� � �� � ��
�
����������6���������#�1�!�"%!����%"�%����(��(%�%!7��(%����+���
������ ��������������� �������������������������������������������0������.���=�����1�
���� �������� ���� � ������0� �������� ��������0���������������� ����������-����������1�
�� ����������� ���������������������������� ��������� �������������� ����0�����������4��� ����
����������������������0�������������� �������� ���������������������������0������ ���� ��
������
�������������� �������������������������������������,���������> �������������������
���������4��� ����������� ������������ ���?���������������0�� ��������������8�����������
.�, �@��
�
����������8����!!��"� �%"��#�1�!�"%!����%"�%����(���95��%�(��(%����+���
Diseño y construcción de un robot móvil para la reconstrucción 3D de interiores
� � ���������
�
�
�����������:�����"%;��"%#�%"����'���%����"����(%����!�3��
Descripción Descripción
1 Conexión de las señales del motor paso a paso
2 Punto de fijación del muelle
3 Conexión del microcontrolador con el PC
4 Pasamuros: permite la introducción de los cables de sensores y servo a
la caja de almentación
5 Conector de alimentación del escáner láser
�+������)����%#!��'!�$"�(%���#�%�% %"��#�(%��������������:��
����������+�������������� ����� �������� �+����� � ������� A�
���������������� &�%"%#�(%����+���!� '�%����
01 02 03 04 05
Resultados experimentales
�����B�
�
�����������)���*�#������%����(%����+���!� '�%���
�
��)�������� ���������� �����<��� �
!������������� %$"�!������������ �����������1������ �� ����� ������ �������� ����������� �
������������1����� �+����� ����� ���� ���������+���������������� � �8C �������� �+����� ������ � �,�
����������+�� �� ����0� ����� ��,�������.������������������� ��� � A�
- (� �������������1�������������������������� ��!����1���������� ����� ������������ �����
���+�����0�����4����� � �� ���� ������������������
- 8���� ������� ��� �������� ��� � �0� ����� ������ �� � �� ���� ���� ������ ��� ������ ��� �� � 1��� �
������ ����������������������1��
- 8������� ������������������ ��������D�������������E0���� ������� ������,���������������� �
���� ������ ����������,��� �����
!� �+����� ��������� ����������� ����������4�������0�.���������� �� ����� ����������� �,�
����� ��������������������� ������� ������ ��
Diseño y construcción de un robot móvil para la reconstrucción 3D de interiores
� � �������F�
���������������������0� �������1����� ������� �,� �� ��������� ���������� ��
�� �����������0� �� ��� ���� �� � �� ����� � ������� � ��� ��� �����1������ ��� �� � ��.�� �
���������� 0�������1������� �4 � �,��������������-������� � ��� ��������� �������������������
�������������������<������������ �,��,�����������5 ������������������ ��"����4�� ���� ���������
��������� ������� ��� ��� ����������� ������������� ��
�
�
�
�����������,����"�%�����(%����!�3��(%����%�%!��$"�!���
�
��2�����"� �-���� $"�*�(�����!$-�&$"$%�-�����$%%(�*"���$*"(*=��
-��������� �������� ����� �����������0�������������������������������������������� ��
������ ��� 0�������� ���� ���� ����������������� ���
�����
� �� �
�����
��������<� �
�����
� ������
� ������
�����
� ������
� �������
Resultados experimentales
�����G�
�
�
�
�����������.������'�#�(%�'��%"!���(%���#� ����%#�(%�!����%"�%�!�"��"����
�
Descripción� Descripción
1 Salida de las señales directas a los terminales de los motores
2 Puente H con transistores MOSFET
3 Resistencia de 0,1ohm y 30W para medida de corriente en el 6506
4 Etapa de transformación de las señales del microcontrolador en señales
aptas para atacar el puente H
5 6506: Limitador de corriente
6 Entrada de alimentación 24V
7 Entrada de señales de control de los motores
8 Potenciómetro para regular la máxima corriente admisible en los motores
�+������,����%#!��'!�$"�(%���#�%�% %"��#�(%��������������)��
��2�2���"� ����� $"�*�(����!�&$"$%� �-$��� �-$�
�������������������������������� �������������� ��������������� ��������������������.��
,����+��������������������� ������ ������ ��� ���������� ��������������������� � ��������
��������������.���� � ��� �� ���� ������������������ ������������
07
06
05
04
03
02
01
08
Diseño y construcción de un robot móvil para la reconstrucción 3D de interiores
� � �������H�
�
�
�
������������������'��(%�'��%"!���(%�� �����'�#����'�#���
Número Descripción
1 Alimentación de 12V
2 7805 - Regulador de tensión a 5V
3 L298
4 L297
5 Bus de control del motor paso a paso (viene de la etapa de control)
(Modo automático)
6 555 para generación de pulsos en modo manual
7 Conmutador modo manual (izquierda) o automático (derecha)
8
Conmutador sentido en modo manual. Tiene tres posiciones; en las de
los extremos, el motor gira en ambos sentidos. En la del centro, se
establece el modo de movimiento por pasos (Ver 11)
9 Modo medio paso (izquierda) o paso entero (derecha) (Modo manual)
10 Regulador de la velocidad, en modo manual
11
Pulsador de paso: con el conmutador 8 en la posición central, cada vez
que este pulsador es activado, el motor se mueve un paso (1,8º) (Modo
manual)
12 Diodos antirretorno
13 Salidas de control del motor paso a paso (Directas al motor)
�+������.����%#!��'!�$"�(%���#�%�% %"��#�(%��������������,��
08
07
06
05
04
03
02
01
13
12
11
10
09
Resultados experimentales
����2/�
��2�6���"� ������!(&�*"��()*�
!�������������������������������� ������ ����������� A���������� �������������� ���� �
>�1�������� ��� ��� ������?�,� ���� ��� ������� ��� ��� �� ������� ������������>�������?�� ���� ����
��.���������� ��������� �������� 0� ��������������������������������� A�
- %�.�A�����������������2I�
- �1��A����������������29I�
- *����A�"������
- $�� ������� A�-����� �����������
�
�
�
�
�
�����������2������'��(%���� %"��!�$"��
Número Descripción
1 Conmutador de encendido: hacia arriba, apagado – abajo, encendido.
(Pulsar el botón de rearme para que el encendido sea efectivo)
2 Salidas de 12V
3 Salidas de 5V para los servomotores
4 Salidas de 5V para la electrónica en general
5 Potenciómetro para establecer el límite de tensión de aviso
(Luz verde parpadeante: cargar las baterías)
6 Potenciómetro para establecer el límite de tensión de apagado
(Tensión de funcionamiento muy baja: se apaga el robot)
7 Luz roja: encendida cargando baterías
8 Luz verde: En funcionamiento. Si parpadea: tesión baja
02 03 04
05 06 07
08 09
10
01
12 11
Diseño y construcción de un robot móvil para la reconstrucción 3D de interiores
� � ������2��
9 Relés para parpadeo de luces y apagado por baja tensión o parada de
emergencia
10 Salidas de 24V
11 Entrada de 24V desde las baterías
12 Entrada de 12V desde las baterías
�+�����������%#!��'!�$"�(%���#�%�% %"��#�(%��������������.��
��2�9���"� ������$*"%$!�
�������������� ����� �������� ��������������������������������
�
�
�
�����������4������'��(%�!�"������
Número Descripción
1 Conexión para dos sensores fin de carrera. Conectar directamente los
dos terminales del sensor. La tarjeta ya dispone de resistencias pull-up
2 Pulsador de RESET para el PIC18F458
3 Alimentación de 5V para los servomotores
4 Conexión del servo de la cámara. Según se mira la imagen, el pin más
05
04
03
02
01
09
08
07
06 14
13
12
11 10
20
19
18
17
16
15
21
Resultados experimentales
����22�
bajo es tierra, el del medio señal y el último alimentación
5 PIC 18F457
6 PIC 16F876
7 Potenciómetro de referencia superior de las entradas analógicas PIC16
8 Potenciómetro de referencia inferior de las entradas analógicas PIC16
9 Conector del joystick (el cable morado es alimentación)
10 Conmutador de modo: derecha, automático - izquierda, manual
11
Salidas de control hacia las etapas de potencia de los motores de
tracción. Importante el orden de conexión: De izquierda a derecha según
la imagen: morado, marrón - naranja, verde
12 Conector de alimentación general de 5V
13 Toma de tierra
14 Conexión del encoder del motor 1
15 LM629 que controla el motor 1
16 Conexión del encoder del motor 2
17 LM629 que controla el motor 2
18 Microinterruptores para configuración del motor paso a paso. En
funcionamiento normal deben estar todas las señales a cero, menos la 5
19 Conexión RS232 con el PC. El cable rojo es tierra, y es el que se
conecta más abajo mirando según la orientación de la imagen
20 Bus de comunicación del PIC con la etapa de potencia del motor PAP
21 MAX232, conversor de niveles lógicos TTL a RS232
�+������2����%#!��'!�$"�(%���#�%�% %"��#�(%�����������������
��,��������������*�=���<��
�����+�������������+����� ��� ������������ � ���������������������� ����0� ��������� �����1���
����� � ��<�������� ������������������������������������1������� ����������,������ ���
��6����&��(�������%%$%�-�-(-"�&3"(�$-��*�!��$�$&�"%J��
� � ��<�������� � ���� ���������������� �����+���������������0������� �� ��������� �
��� �������������������������� A�
o ��������������������+������������������ ���������������,������
o ���������������������������������������������� ������������� ������ ������ ������ ��
(����������� ������������1������� �����������������������������K����L0�K��G�L�� �����������
������ ������</0�,/�,����������������M/0�������������������1���������,���������� � ����������
����������� ����������������� �������������M/��������������������� ����������������0������
Diseño y construcción de un robot móvil para la reconstrucción 3D de interiores
� � ������26�
������ ��� ���� �����0� �� �� � ����� � � ���� ������-������� ����� ��+�������� ��� � ,� �� ��4 � ����
������������
"�� � ��������� �� � ������ ���� � ���� ��������0� ��� ����� ����� ������� �� ��� �� ������ �������0�
������0������������ ������� ��������������0�������������<������������� ����� ��������
�
�����������6����;'%�� %"���(%��!��(��(���"�(��%!!��"�����"��/"%��!�"��"���������1%!�������%�$��!�0�1�%"�
�9���1�'�"�%�(�0��"�%3% '���(%����1%!�������%��0�!�"�%������(� >���!���
�
���������� ����������� � �� �<��������0� �������������������� ��,������� ������������
6<6����� ��-�����������������������+��������������� ��������������������� � ������� ������
������������������ ��������������������������� ����� ��������+�������1�������0��� ���� ���
������0��������� ��� ���+��������������� �������������,�������� ���0� ������������������ ��
����� ��� ������� �� ��� ��+������ ��� ������ ��� ��� ������0� ��� ������� � �� �<�������� ��� ���
���� ������������ ������ � 0�,������������������ ������������������ ����� �����+����������� �
����� � �������������������,������0� ������������ ������������������� ����� �����������������
�
�����������8���� ��(%������%"� %(��"�%��"�'�"�%����&#%��
Resultados experimentales
����29�
%����1��������<������������������� ������ ��� �� ����������� 0��� ��� ����� �+�������� �
������� A�
-25
-20
-15
-10
-5
0-60 -40 -20 0
mm
mm
�
����������):����%#����(�#�(%���%#��!��(��(���"�(��%!!��"���
�
!� � ���� � �1��� � ����� ����� ��� �� ������ +����� ���� ����0� ������ ��� ���������� ��� ���
��,������������������������������ ��
-����������0�� ��� ��������� ����������� ���������� ��������+������������+��������0�
������ ���� �� � �+��� � ��� �� � ������ � �� � 4�� ������ ����� ���������� ���� ������ � ��
�+���0� �� ����� �����1��� ���� �<��������0� ��� ���� ��������� �������������� K����L��� � ������� ���
�������0���������� ���� �0������������������������������������������ � ����� ��-���������� ��
������������������ ����������������� ��� ������� � �� ���������0��������������������������������
������������ �0� ���������������� ������ ������-��������� ��� � ����������� ������0�� ��������
���������������� ������������������
�
����������)�����%��"(��'���%�(%���%#��!��(��(��+�(��%!!��"��?������%"�#%"��(��!�"����������
�/"%��'�"�%�(��%#��"�%3% '���(%����1%!�������%��0�!�"�%�����%"�����(� %��/���
Diseño y construcción de un robot móvil para la reconstrucción 3D de interiores
� � ������2��
-����� �������� ��� �<��������� ���������� � ��� ����� �����0� �� �������� ��� ��� ��������
���+������ ��� ������ ����+�����1�����������,�����������������
05
101520253035404550
-35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0
mm
mm
�
����������))����%#����(�#�(%���%#��!��(��(���"�(��%!!��"��0�%"�#%"��(��!�"�����������"�%�����
�
:��������� ��� ����� �������� ���������� ������+���A�
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
-60 -50 -40 -30 -20 -10 0
mm
mm
�
����������),����%#����(�#��%#��!��(��(��+�(��%!!��"���
�
-����������������������� ��������������� A�
o !� � �� ������ � ��� �� ����� ��� ����� ������� �� ��,������� � ��� �������� � ��� �� �
���� ��� ��� � ��5�� ������ �������� ����������������
Resultados experimentales
����2B�
o � � � �� � ���� 0� ������ ��� ������ ��� ��������� ���� �� �� ��� ���� ������� ���
���������� ��
� � � �� � ������� ��� � �� � ������� �� ������ ���� ��� ����� ��� ���� ������ � ��� ����
� �������� 8���� ������� ��� ���� ���� ����� ��������� � �� � �������� � �� ���������� ��� �� �
��������� � ��� �������0� �� ����� ������� �� ���� ��� ������ � ��� ��� �������� �����
�� ����������������� ��.� ������ ������ ��
�� ��4 � ��� �����1��� ��� � � � � �<�������� 0� ���� �� ������ ������� ��� �������������
���������������� ���������������������1�����,������ �>�� ��������� ������� � � ������ ?�K����L0�K�
�G�L�� ������������ �������0� ������������ ������ ������������������ ����� 0���+����������� �� ��
�������� ��������������>�?��������������>��?��
������������
��
������������
��
�
��� ���� �����
�
��� ���� �����
==
==
�
�=
=
=
= �
�
� 0� ���������A�
��������������������������������������� ���������������������� −=−==−= �
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
-60 -40 -20 0
mm
mm
�
����������).����%"���#�(%����-%(�(�(%�!�(��"�+%�(%�'�"��#0�%"�-%�(%�
�
Diseño y construcción de un robot móvil para la reconstrucción 3D de interiores
� � ������2F�
������������ � ���� 0� ��������������� ���������������������������������������� 0���������
��� ����������������A�
����
������� ����� += �
������������������ ����� 0��� ������� �������� � ��A�
������������������� ����������� == �
��� ��������� ���� � ��� � �� ������ � � ��� ��<���� ��� � � � �� � ������ ��!�� ��1��� �����
����������<���0�,������������0�� ������������������� �������� ����� �������������������������
�����<�������������� ���������������� ������A�
�������� ���������� = �
������������� ��������4���� ������������������������������� ��������������������������0�
,� ���� ��� ������� ���������������� �������� ��� �� 0����������� ��� ������� � � ������ ����
����������� ����� ���� ���+����� �������� ��� ��� �� ���������� ������� ������0� �� � ������ ����
����������� ������������������������������ ������ �������
��.�������� ������� @����<��������� �� �,��
�����.�����+��������� ������� ������������� � ����� ��� ����� ����������� �� ������ ���� �����
����������� ��� ������� ��������0��������� �������������� ��������� ������ �� ����� � ������� � ��
��������������������������� ���
� � � ���� � ������� ���������� � ���� �� �� ������ ��� ����� >����� ���� �� � ��������� � ����
� �������� ��?�,��������������� ������������� ������+������������ �����>���������������������������
� �����0� ��5������� ����������������� ������ �?�� ��������� ������ �������������� ����+�����
���� ����� ��������� ��� ����1���� �����������0� ������� ���� ������ ������� ���������� ������� � ��
���� ���� ��
-��������������+����� �� ����� ���������� ������%"(#0��� ����� ���� ��� ����� ������ �
+����� � ������� ��-������������������� ����1�����������������������0��� ��� ��,��0�,��������������
� �����+������7%&!���� ������������������� ��������D�������E�������������������������
Resultados experimentales
����2G�
�
�
����������)������(%������(� %"#��"���#�"��������(%��"�'�#�����(%�������
�
�
����������)2���� ��%"��%���(%��'�#����� �(%��(��'���%����+���
�
� ������������ ����� ����������1����������������� ����0�� ������0��� ������5������������ ��
���������� ����������������� �� ����� � ��.��� �����������������+�������0�+������� �� �������� 0�
���� ��� ���� �� �� ��� �������� -�� ������ ��������� ��� ��� +������ ��� ������ ���� ��� �� � ��� � ���
���������� � ������ � �� ���� ���� � ��� ����� �� � ��� � ��������� ���+����� ����������$��������0� ���
���������� � ������� �� ������������������� ���������������� ���������������������������� ��
Diseño y construcción de un robot móvil para la reconstrucción 3D de interiores
� � ������2H�
��� ��� ������� ���� �� ����� ���� �� ��� ��� �� �����������0� ��� ����� �� ��� ���� �� ���1����0�
�� ������������������� ��������������������������������������������6���������
�
�
����������)4���� ��%"�(%�� �(%���,��(%��'�#�����(%����'��"���+�3��(%��������
�
�
����������)6��� ����� ��%"� &#�(%�� �(%���,��(%��'�#�����+�3��(%��������
Resultados experimentales
����6/�
�
�
����������)8���*�#���(%#(%�%��%;�%�����(%��'�#�����(%����'��"���+�3���
�
�������������������+��������26� ������������������� ���������������0���,���� ������� ��������
���� ����� ��1���������� �+����� ���2��,���2F� �������������������������������0�������� �������
�� ����� ����������� �>1��� ��������� ����� � �����������?��
��� ���+��������2F� �� �������� ��� �������� ���� ����� ����� � ������� ������ � ������ 0� ��� �������
����� ���� ������� � ���.��� 0������ �� ������ �������� ������6��� �-���������������������������
���� ���+� �����+����������� ����0�,����������� ��1����������������� ���
� � ����� �������� � ������ ����������&� � ����0��������� ��������� ��+�������0�������
���� ���� ��������� ���� ���+�����0� �� �����+����� �� ���� 0�,� �� ���������� �� � ������� ������ �
��������������N����� � ����������� � �����.��������� ����,��� �+��������������K��H�L�,�K�2/�L�����
��� ��������+������ ����� �������� �������������������.�������"(#��� ���������������������� ��
�� �0� ������������������������ �����0�,�������� ��<��� � ������� � ��
Diseño y construcción de un robot móvil para la reconstrucción 3D de interiores
� � ������6��
�
����������,:�����(%�����"��0�!�"���#��%;����#�#�'%�'�%#��#�
Resultados experimentales
����62�
�