Intro robòtica

download Intro robòtica

of 25

  • date post

    19-Mar-2016
  • Category

    Documents

  • view

    214
  • download

    0

Embed Size (px)

description

Introducció de la robòtica amb lego

Transcript of Intro robòtica

  • 20/12/2011

    1

    Robot

    Definici de Robot

    Mquina electro-mecnica guiada per un ordinador.

    Robot intelligent: robot capa de realitzar tasques per si mateix o sota la guia dun usuari.

    Poden ser: Autnoms o Semi-autnoms

    Una caracterstica dels robots intelligents, s que per la seva aparena o moviments, fan pensar que tenen la intenci de fer les coses per si mateixos.

  • 20/12/2011

    2

    Aparena dels robots

    La forma dels robots depn de ls que sen fa dells.

    Aparena dels robots

  • 20/12/2011

    3

    Aparena dels robots

    Aparena dels robots

  • 20/12/2011

    4

    Funcionament dun Robot

    Per tenir autonomia un robot necessita percebre el seu entorn, prendre decisions i actuar per fer els canvis desitjats.

    Necessita de:

    Sensors

    Microprocessador

    Actuadors

    Funcionament dun Robot

    SENSORS: dispositius electrnics que li permeten veure, oir, tocar, olorar i tastar.

    Transformen els estmuls fsics (vibracions, ones, etc.) en un senyal elctric que un ordinador s capa dentendre.

    Sensor Ultrasnic

    Sensor Fotosensible

    Sensor Acstic

    Sensor Tctil

    Vista Oda Tacte

  • 20/12/2011

    5

    Funcionament dun Robot

    ACTUADORS: dispositius mecnics que sutilitzen per moure o controlar un sistema. Sn operats per una font denergia elctrica (ms comuna), neumtica o hidrulica i converteixen lenergia en moviment.

    Motor

    Funcionament dun Robot

    MICROPROCESSADOR: s un xip que realitza la majoria de les operacions dun ordinador.

    Necessita duna memria, uns dispositius dentrada i sortida i un conjunt dinstruccions (programa)

  • 20/12/2011

    6

    Funcionament dun Robot

    Elements:

    Sensor Ultrasnic

    Sensor Fotosensible

    Vista

    Sensor Acstic

    Oda

    Sensor Tctil

    Tacte

    Motor

    Funcionament dun Robot

    Connexions:

    3 ports de sortida (motors), 4 ports dentrada (sensors)

    Bluetooth

    USB

  • 20/12/2011

    7

    Funcionament dun Robot

    El microprocessador rep la informaci que donen els sensors, decideix que fer i envia les ordres als actuadors per que executin lacci decidida.

    Funcionament del Robot

    (microprocessador)

    El Processador executa comandes.

    La Memria emmagatzema el programa i les dades.

    Els dispositius dentrada transfereixen la informaci des del mn exterior a lordinador.

    Els dispositius de sortida transfereixen la informaci des de lordinador al mn exterior.

    Memria

    Processador

    Entrades Sortides

  • 20/12/2011

    8

    Funcionament dun Robot (NXT)

    Processador: 32 bit ARM Atmel AT91SAM256 funcionant a 50 Mhz

    Memria: 64K RAM Esttica, 256K Flash

    3 Sortides per a Motors (A, B, C)

    4 Entrades de Sensors (1, 2, 3, 4)

    Bot retrocs

    Bot dret Bot On/Selecci

    Pantalla LCD

    Port de comunicacions USB

    Bot esquerre

    Funcionament dun Robot

    Per prendre les decisions, lordinador del robot necessita dun programa informtic.

    Un programa s conjunt dinstruccions escrit en un llenguatge determinat.

  • 20/12/2011

    9

    Funcionament dun Robot

    (programa)

    Conjunt dordres especificades en un llenguatge de programaci.

    Modelen un procs real o mental.

    En funci de la informaci de les entrades, un algorisme determina les accions de sortida.

    Funcionament dun Robot

    Execuci dun programa en el NXT

    Escriu el programa en

    un PC NxtPL)

    Es descarrega

    al NXT

    NXT executa els

    comandaments

    El converteix a codi de bytes (Programa de

    texte)

    El codi de bytes es converteix en

    ARM (NXT) comandaments en

    codi mquina

    Move X to register 001 1000111...

    SetPower(A,3)

  • 20/12/2011

    10

    Sensors

    Distingeix entre llum i foscor o entre blanc i negre i els valors entre mig (tons de grisos)

    Valor de 0 (fosc o negre) fins a 100 (molta llum o blanc brillant).

    Sensor de llum

    El que veuen els nostres ulls

    El que veu el sensor de llum

  • 20/12/2011

    11

    Sensor de llum

    Format per un LED emissor de llum i un fotodetector

    Fotodetector ms sensible als infrarojos

    Sensor de llum

  • 20/12/2011

    12

    Funcionament

    Llum dambient

    Sensor de llum

    Funcionament

    Llum reflectida

    Sensor de llum

  • 20/12/2011

    13

    Sensor de llum

    Copyright 2009 J. Sluka

    Les ones de so entren en el transductor intern del sensor i es transformen en senyal elctric

    Sensor de so

  • 20/12/2011

    14

    Dna dos tipus de valors:

    dBa, elimina les baixes i altes freqncies

    dB, no filtra cap freqncia

    Sensor de so

    Sensor de so

    Soroll suau

  • 20/12/2011

    15

    Sensor de so

    Soroll fort

    Sensor de tacte

    s un commutador

    Indica 0 si no est polsat

  • 20/12/2011

    16

    Sensor de tacte

    Indica 1 si est polsat

    Sensor dultrasons

    Permet reconixer objectes, evitar obstacles, mesurar distncies i detectar moviment

    Pot mesurar distncies entre 0 i 2,5 m amb una precisi de 3 cm

    Objectes grans amb superfcies dures proporcionen millors lectures

  • 20/12/2011

    17

    Sensor dultrasons

    Per determinar la distncia mesura el temps (T) que passa des de que emet lona d'ultras fins que rep la part reflectida (quan rebota en lobstacle)

    La velocitat del so s aproximadament 341 m/s

    Sensor dultrasons

  • 20/12/2011

    18

    Motor ms encoder

    Permet conixer quants graus gira el motor amb una precisi de 1

    Servomotor

    Encoder s un dispositiu que dna una sortida digital com

    a resultat del moviment angular o lineal

    Fotodetector

    LED

  • 20/12/2011

    19

    Encoder

    Codificadors incrementals: que detecten canvis en la rotaci a partir duna posici de referncia

    Seal fotointerruptor

    principal

    Seal ndice

    t

    t

    Encoder Fotodetectores

    LED

    A

    B

    Fotodetectores

    LED

    A

    B

    A

    B

    t

    t

    A

    B

    t

    t

    (a) (b)

    (c) (d)

  • 20/12/2011

    20

    Encoder

    Codificadors absoluts: que donen la posici angular actual

    Fuente de luz

    (LED) y ptica

    0000

    0001

    0011

    Fotodetectores

    Encoder

  • 20/12/2011

    21

    El motor est controlat per un pont H

    Servomotor

    La velocitat dels motors es controla per modulaci PWM (Pulse Width Modulation)

    Els cicles sn de 128s, 7800 Hz amb el firmware estndard

    Amb aquests s controla la potncia

    La velocitat del motor depn de la potncia

    Servomotor

  • 20/12/2011

    22

    Altres sensors

    Altres Sensors

    Giroscopi

    Per mesurar o mantenir lorientaci

    Es basa en el principi de conservaci del moment angular

    Lelectrnic mesura lacceleraci angular i integra dues vegades

  • 20/12/2011

    23

    Altres Sensors

    Brixola

    Per mesurar lorientaci relativa amb els pols magntics de la terra

    Lelectrnica t dos o ms sensors magntics en quadratura i composa el vector per saber on s el nord

    Altres Sensors

    Accelermetre

    s un instrument electromecnic que mesura les forces dacceleraci

    Pot mesurar forces esttiques (gravetat) o dinmiques (moviment)

    Permeten saber si el robot est pujant, si cau, si hi ha un element que vibra, etc.

  • 20/12/2011

    24

    Altres Sensors

    Sensor de color

    Permet detectar colors en funci de la longitud dona reflectida

    Distingeix fins a 18 colors.

    Funciona com els sensor de llum

    Altres Sensors

    Cmera

    Processa les imatges en temps real

    Permet detectar fins a 8 objectes (8 colors definits per lusuari) a 30fps

    T un filtre dinfrarojos

  • 20/12/2011

    25

    Altres Sensors

    Vector de sensors de llum

    8 sensors amb llum controlada

    Permet fer el seguiment de lnies, trobar patrons de fosc i clar, etc.

    Porta un bloc PID