Diseño de un robot

Diseño y Construcción de un Robot Autónomo.
Control Central y Sensores.

Memoria

ÍNDICE
! CAPÍTULOS
1

Introducción

pag. 2

2

Circuito de alimentación

pag. 6

3

Sensores

pag. 9

4

Microcontrolador 68HC11

pag. 27

5

FPGA

pag. 34

6

Comunicaciones

pag. 46

7

Software de Aplicación

pag. 52

8

Mecánica

pag. 64

! CONCLUSIONES YTRABAJOS FUTUROS

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Diseño y Construcción de un Robot Autónomo.
Control Central y Sensores.

Memoria

1 INTRODUCCIÓN
La realización del proyecto “Diseño y construcción de un Robot
Autónomo” se ha llevado a cabo con el resultado, entre otras cosas, de
desarrollar y unir los dos módulos fundamentales que lo componen. El primero
para un interfaz de sensores y control central, “Módulo I:Control Central y
Sensores”, y un segundo módulo para el interfaz de motores y control del
movimiento denominado “Módulo II:

Control de Motores y Movimiento”.

Estos dos módulos han sido desarrollados como dos proyectos de fin de carrera,
el Módulo I es del que trata este documento, y el Módulo II que ha sido
desarrollado por Bartolomé Navarro Ruiz los objetivos de este proyecto
conjuntoson los siguientes.

Originalmente se planteó el proyecto con el fin de construir un robot
autónomo diseñado para participar en competiciones de “Robots Luchadores de
Sumo”, y con este propósito se eligieron unas especificaciones de diseño que se
ajustaran a los requerimientos de este tipo de eventos. Así, los distintos
elementos que completan el Sistema han sido seleccionados para ese fin,razón
ésta de la decisión de diseñar al robot con las características que lo definen y no
con otras.

Se ha completado una plataforma a partir de la que se puede continuar
desarrollando nuevos sistemas. Por razones de dimensiones y peso, no ha podido
realizar competición alguna. La versatilidad que se ha logrado es debida a que se
trata de un diseño robusto en la mecánica, potente en elhardware y muy
flexible en lo que se refiere a su programación.

A continuación se describen a grandes rasgos las partes principales del
robot para tener así una primera visión general del funcionamiento del conjunto.

La estructura mecánica sobre la que se apoya todo lo demás fue pensada
robusta para poder soportar las condiciones de la prueba. En segundo lugar el

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Diseño yConstrucción de un Robot Autónomo.
Control Central y Sensores.

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diseño se ha realizado buscando una adherencia máxima a la superficie del suelo
para evitar ser empujado y para poder aprovechar la fuerza motriz al enfrentarse
al oponente sin perder tracción. Como último objetivo en el aspecto mecánico
hay que comentar el carácter simétrico que se ideó en un principio,el cual
permite alrobot andar sobre las bases superior e inferior y que ha dado como
resultado un sistema más ágil y potente a la hora de realizar cualquier tarea ya
que, teóricamente, se comporta de forma similar en ambos sentidos del
movimiento. Una vista general del prototipo se observa en la siguiente figura.

Para generar esa fuerza motriz se cuenta con motores tipo Paso a Paso
que ofrecen unas buenasprestaciones y bajo consumo. Se caracterizan por ser
unos motores de alto rendimiento en comparación con los motores de DC,
habitualmente utilizado por otros desarrolladores. En total es dos el número de
motores empleados, uno a cada lado, para de esta forma variar la dirección del
movimiento con la relación de velocidades que exista entre ambos.

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El control de estos motores es posible gracias a la tarjeta de motores que
hace de interfaz entre el microcontrolador y los motores. Esta tarjeta se compone
de dos etapas. En la primera se incluye un driver para motor de paso que recibe
las señales del microcontrolador y genera una secuencia de pulsos. Ésta es la
secuencia que entra en la segunda...