microcontrolador

Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática

PROYECTO FIN DE CARRERA

DISEÑO Y DESARROLLO DE UN SISTEMA
ANTICOLISION CON SENSORES DE PROXIMIDAD
SIN CONTACTO

Autor: Miguel Ángel Tena García
Tutor: Alberto Jardón Huete
I.T.I.ELECTRÓNICA INDUSTRIAL

LEGANÉS, MADRID
JUNIO DE 2011

TÍTULO:

DISEÑO Y DESARROLLO DE UN SISTEMA ANTICOLISION CON SENSORES
DE PROXIMIDAD SINCONTACTO.

AUTOR:

MIGUEL ANGEL TENA GARCIA

DIRECTOR:

ALBERTO JARDÓN HUETE

EL TRIBUNAL

Presidente:

Vocal:

Secretario:

Realizado el acto de defensa y lectura del Proyecto Fin de Carrera el día __ de _______
de 20__ en Leganés, en la Escuela Politécnica Superior de la Universidad Carlos III de
Madrid, acuerda otorgarle la CALIFICACIÓN de

VOCAL

SECRETARIO

PRESIDENTEResumen
En esta memoria se presenta el desarrollo y diseño de un sistema anticolisión
mediante sensores sin contacto que comunique con el software de control.
El proyecto es fruto de la necesidad de incrementar la autonomía de los sistemas
robotizados. Para ello, los robots, tanto industriales como asistenciales, incorporan
cada vez más elementos de sensorización externa, para conseguir unamayor eficacia y
flexibilidad a la hora de realizar sus tareas.
Este sistema anticolisión se diseñara para incorporarlo al proyecto ASIBOT. El robot
ASIBOT es un “electrodoméstico” móvil, diferente a los robots móviles tradicionales,
que puede moverse a través de conectores situados en cualquier punto de la casa,
desarrollando diferentes tareas cotidianas de asistencia a personasdiscapacitadas,
como ayuda a comer, beber, aseo personal, manipulación de objetos, etc.
Para incorporarlo al proyecto ASIBOT el sistema anticolisión debe cumplir una serie de
requisitos en cuanto a diseño. Se ha ideado que el sistema anticolisión tenga forma
circular y que vaya localizado en cada extremo, a modo de pulsera. Debe ser ligera
para que no sea un lastre en el movimiento del brazo. Ocupar elmenor volumen
posible para que no estorbe.
Los sensores que se han utilizado para la implementación son sensores infrarrojos que
proporcionan una señal analógica en función de la distancia a la que se encuentra el
objeto. Esta señal analógica, enviada por cada sensor que conforma el anillo, es
multiplexado y tratado por el microcontrolador y transmitidos a través de Bus CAN.
El diseño softwarese ha realizado partiendo de la implementación del protocolo
CANopen de Microchip® que proporciona un soporte en forma de librerías de
programación que facilitan el desarrollo de estos sistemas. El proyecto incluye una guía
práctica de estas librerías para el uso y desarrollo de sistemas CANopen.
El sistema anticolisión CANopen realizado se ha puesto en marcha y validado el
funcionamiento enlaboratorios del departamento de Ingeniería en Sistemas y
Automática de la Universidad Carlos III de Madrid.

Agradecimientos

A mi familia y amigos

INDICE GENERAL
Capítulo 1

1

Introducción
1.1 Motivaciones

8

1.2 Objetivos

9

1.3 Estructura del documento

10

Capítulo 2

11

Estado del arte
2.1 Asibot

11

2.2 Tecnología anticolisión

15

2.3Protocolo CAN-Bus

41

2.4 Protocolo CANopen

49

Capítulo 3

68

Diseño
3.1 Requisitos del sistema

68

3.2 Selección de componentes

69

3.3 Diseño hardware

82

3.4 Diseño software

94

3.5 Configuración software de la comunicación CAN

107

Capítulo 4

117

Ensayos y resultados
4.1 Pruebas y ensayos sobre el sensor infrarrojo

117

4.2 Pruebas y ensayossobre el circuito sensor

118

4.3 Ensayos circuito de control

120

4.4 Pruebas en sistemas de control CAN

122

Capítulo 5

125

Conclusiones y futuros desarrollos
5.1 Conclusiones

125

5.2 Futuras ampliaciones

127

5.3 Análisis crítico

129

Referencias

130

Anexos

131

Anexo 1 Listado de componentes

131

Anexo 2 Presupuesto

132

Anexo 3 Sensor...