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Robot móvil diferencial multifunción

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Moderator: Junta Directiva

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alex.filgueira
Posts: 4
Joined: Thu Mar 14, 2013 5:00 pm

Robot móvil diferencial multifunción

Post by alex.filgueira » Thu Mar 14, 2013 5:39 pm

Hola a tod@s.
Me presento pues este es mi primer post en este foro, soy estudiante de Ingeniería Técnica Industrial especializado en electrónica y automática. Estoy trabajando en el PFC y esto es lo que hace que acabe visitando este foro donde he encontrado ayuda e inspiración, pero me surgen dudas y a la vez quiero compartir lo aprendido para quién pueda interesar, hasta aquí mi "presentación".

Mi PFC se basa en el diseño y desarrollo de un robot móvil, si, se que así puesto es un abanico muy amplio así que sigo explicando.
Estoy desarrollando un robot móvil diferencial con un rueda loca, con estructura ortoédrica, con funcionamiento "multifuncional" con esto quiero decir que sin tener que ser óptimo, pués esto solo se consigue con la especialización, es o tiene que ser, capaz de funcionar como sigue lineas, capaz de desplazarse esquivando obstáculos con y sin ruta pre-programada, etc.

Hasta ahora tengo una estructura realizada en cobre, en la que lo tengo montado/desmontado, según el día, y está compuesto por un Arduino Leonardo, dos servomotres trucados, dos baterías, un PCB con un par de reguladores de tensión de 6 y 5 V y un divisor de tensión conectado a la salida de un regulador para poder conectarlo al Arduino y utilizarlo como controlador de carga, otra PCB con un circuito para hacer funcionar correctamente 2 CNY-70 que utilizo en dos encoders que tengo en las ruedas y otros dos de estos sensores que tengo que acoplarle para usarlo de sigue-líneas. de sensores dispone de 4 sensores de infrarrojos Sharp y 2 sensores de ultrasonidos HCSR04, fueron 3 pero el otro día quemé uno en un "mal movimiento de cables", estoy a la espera de una brújula digital y tengo pensado conectarlo via bluetooth con un módulo similar a este, https://lh4.googleusercontent.com/-HqAf ... C00401.JPG al móvil o al ordenador, y así poder... no se lo que se me vaya ocurriendo.

A mayores he pensado instalarle una cámara IP pero por el momento voy teniendo suficiente.

Ahora un par de dudas a ver si alguién puede echarme una mano, o las dos:
Por un lado está el tema de las baterías, me gustaría utilizar solo una y así ahorrar peso y volumen, pero en las pruebas que tengo realizado, cuando los servos se ponen a funcionar, Arduino.. muere... con filtro paso paso bajo y demás, estas baterías son de 9V, entonces me pregunto si con una batería de 12 V podría funcionar correctamente o si con un elevador de tensión como el LT1073-12 tendría suficiente, si alguién lo tiene probado o usa algo similar que me ilumine.

Otra duda, problema o dolor de cabeza, es el movimiento en linea recta, fuera del estado sigue-lineas, osea cuando se tiene que mover por su cuenta, como es de esperar los servos no son iguales, al trucarlos menos, el cuerpo no es perfecto, más alfombras, deslizamientos etc, entonces pensé en un PID, el caso está en que casi todos los "tutoriales" por el estilo son para sigue lineas o para mover motores de continua con un puente H, entonces me pongo a hacerlo y algunas de las dudas que me asaltan son estas:
Para controlar la velocidad del servo utilizo una librería de arduino a la cual le ingreso grados, mas o menos 0º a 90º adelante, de rápido a parado y 90º a 180º atrás, de parado a rápido, bueno esto no es así pués con menos de 0 y con mas de 180 se mantiene en esa velocidad y sentido, pero yo recibo de los encoders, rpm, vamos velocidad, y el funcionamiento no es lineal, osea a 80º no se mueve a 5 rpm y a 70º 10 rpm, por poner un ejemplo, entonces yo hago unas tablitas para obtener la gráfica e intento linealizarlo lo mejor que puedo, este ya es un problema, pero "leve" y así comparo la velocidad que le introduzco de referencia con la que me devuelven los encoders y lo paso por el regulador y la salida la paso a grados para enviarla a los servos; pero otro gran problema es que no termino de encontrar el COMO plantear este problema, pues tengo que controlar la velocidad de cada rueda para que "busque" la velocidad de referencia y a su vez, vigilar la diferencia de velocidad de un servo con el otro para que uno espere al otro y aí está mi gran problema, no se como priorizar o si es necesario hacer 3 reguladores por separado, o como va el tema, así que si alguien me puede contar cual es su idea, un millón de gracias.

Se que igual no está muy bien explicado así que si alguien quiere que me aclare mas y o mejor que comente y si a alguien le interesa saber mas sobre lo que tengo realizado que avise y subo fotos o lo que sea.
Pd: Al moderador pertinente, si esto no va aquí encantado de que lo mueva al sitio adecuado.
Desde ya, gracias.

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Re: Robot móvil diferencial multifunción

Post by Ranganok » Fri Mar 15, 2013 12:29 pm

Las baterías de 9V típicas no tienen casi salida de corriente (resistencia interna alta) y por eso se amorran. Yo te recomendaría que busques packs de litio (de radiocontrol) de 7.2V y 11.4V que suelen tener una salida de corriente muy alta.

El movimiento en linea recta si lo haces sólo con odometría va a ser complicado de realizar (ruedas distintas, irregularidades del terreno, etc) y además los errores son acumulativos. Yo utilizaría la brújula o una combinación de brújula y giroscopio (un algoritmo PD) si tienes giros muy rápidos.

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Ave_Fenix
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Re: Robot móvil diferencial multifunción

Post by Ave_Fenix » Fri Mar 15, 2013 3:13 pm

Hay que utilizar de 7,4V. Con casi total seguridad, a 11,4 los servomotores los quemas. De hecho, habría que ver qué modelo usas exactamente, ya que muchos servomotores no soportan ni las lipos de 7,4 (8,4 de máxima).

Por otro lado, alimentar la arduino mediante un divisor de tensión... :roll:

En cuanto a seguir en línea recta sin línea... pues con suerte un sólo giroscopio te sirva (depende del tiempo). Sino, un giro con magnetoscopio como te han comentado.

alex.filgueira
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Re: Robot móvil diferencial multifunción

Post by alex.filgueira » Fri Mar 15, 2013 8:35 pm

Umm pensé en baterías de Li-ion de las de los móviles que son de 3.7 V conectadas en serie, con 3 tendría unos 11,1 V y reducido peso.
Los servos los sensores y el arduino los alimento a través de un par de reguladores de tensión de 5 y 6 V no divisores de tensión, por lo que con 11,1 V no tendría que tener problema, vamos si es que las baterías tiran lo suficiente.
No uso solo odometría pués le he implantado un par de encoders caseros con sensores CNY70 e incluso tengo encargada una brujula digital para probar su funcionamiento, aunque en interiores no se no se...
El problema con el tema de la linera recta es que no se como plantearme el regulador, como priorizar la velocidad de referencia con la diferencia de velocidad entre ambas ruedas y demás...
Pd: Gracias por contestar.

alex.filgueira
Posts: 4
Joined: Thu Mar 14, 2013 5:00 pm

Re: Robot móvil diferencial multifunción

Post by alex.filgueira » Sun Apr 20, 2014 5:43 pm

Dando por terminado este proyecto, he creado un blog donde intento explicar su desarrollo y construcción.
Este blog aún está en proceso pero ya está presentable.
Os dejo el link:
http://botybotes.wordpress.com/

Pd: El robot es capaz de desplazarse evitando obstáculos y siguiendo paredes, lineas en el suelo, etc. Además se comunica via Bluetooth con una aplicación que he realizado para teléfonos móviles.
Más información, ver el blog.

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