Estudo hardware e software dun sistema de auto-equilibrio

UNIVERSIDADE DE VIGO

ESCOLA UNIVERSITARIA DE ENXEÑARÍA TÉCNICA INDUSTRIAL
PROXECTO FIN DE CARREIRA

ESTUDO HARDWARE E SOFTWARE DUN SISTEMA DE AUTO-EQUILIBRIO

TITULACION: ORIENTACIÓN:

Enxeñaría Técnica Industrial Electrónica e Automática Industrial

DIRECTOR: ALUMNO:

Celso Fernández Silva Emmanuel Ponte Varela

UNIVERSIDADE DE VIGO

ESCOLA UNIVERSITARIA DE ENXEÑARÍA TÉCNICAINDUSTRIAL PROXECTO FIN DE CARREIRA

ESTUDO HARDWARE E SOFTWARE DUN SISTEMA DE AUTO-EQUILIBRIO

RESUMO

Resumo do proxecto

Páxina 1 de 3

O presente proxecto, que ten como título “Estudo hardware e software dun sistema de auto-equilibrio”, é un proxecto principalmente de investigación e céntrase no estudo do funcionamento dun vehículo auto-balanceado, de tipo segway, enfocándose noproceso de equilibrado do sistema. Como obxectivo principal observouse a posibilidade de facer de novo toda a programación que leva no interior o artefacto, pero rexeitouse debido a que a propia programación de serie estaba o suficientemente optimizada. Debido a isto, decantouse por realizar unha serie de melloras en diferentes aspectos do sistema para mellora-lo funcionamento final. A realizacióndeste proxecto constou basicamente de tres partes: Realización da placa de programación do vehículo. Estudo hardware e software do vehículo. Implementación das melloras que se consideraron necesarias.

• • •

1. Realización da placa de programación do vehículo Para poder cambia-la programación do aparello necesitábase dunha placa programadora. Esta placa establecería a comunicación entre un PC eo sistema para a posterior modificación. Existían diversas formas de establecer dita comunicación, a que máis nos facilitaba a labor era a que establecía o intercambio de datos de tipo SPI (Serial Peripheral Interface). A placa de programación que se fixo é de tipo STK300, un hardware xa establecido para este tipo de función. A realización da placa fíxose a través do software PCB-Editor.

Estudohardware e software dun sistema de auto-equilibrio

Resumo do proxecto

Páxina 2 de 3

Placa de programación ISP de tipo STK300

2. Estudo hardware e software do vehículo Neste punto fíxose unha análise do funcionamento do sistema, estudando os elementos que o constitúen e a súa labor dentro do funcionamento global. Nesta parte analízanse os microcontroladores e os sensores, elementosprincipais dentro de todo o conxunto. A parte de realizar o análise do hardware, tamén se estudou o programa que viña de fábrica, analizando cada parte do mesmo e avaliando a posibilidade de realizar algunha modificación que puidera aportar algunha clase de mellora no funcionamento.

3. Implementación das melloras que se consideraron necesarias Esta é a ultima parte do proxecto onde, despois dechegar a conclusión das melloras que se debían facer no anterior apartado, se procede á realización das pertinentes modificacións.

Estudo hardware e software dun sistema de auto-equilibrio

Resumo do proxecto

Páxina 3 de 3

Como se conta na memoria, á conclusión que se chegou é que só era necesario a modificación do cálculo do ángulo de inclinación do aparello, parte moi importante nocódigo xa que é en base a este dato co que se realiza todo o proceso de control. Para o cálculo de dito ángulo procedeuse a utilizar un algoritmo coñecido como filtro de Kalman-Bucy, unha serie de ecuacións que, ben aplicadas, permiten eliminar os erros propios de toda clase de medicións e así acadar un resultado óptimo nos cálculos. Este filtro está moi estendido nos sistemas de navegación como osGPS, así como tamén no transporte aéreo, no que se usa, entre outras cousas, para saber a altitude do avión así como a súa inclinación con respecto á Terra.

O enxeñeiro técnico autor do proxecto

Fdo. D. Emmanuel Ponte Varela Vigo, 21 de Xullo de 2010

Estudo hardware e software dun sistema de auto-equilibrio

UNIVERSIDADE DE VIGO

ESCOLA UNIVERSITARIA DE ENXEÑARÍA TÉCNICA INDUSTRIAL...