Polit é cnica de Madrid
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Politécnica de Madrid
Trabajo de proyectos 2011-2012
Tercera Presentación: (22 de Mayo 2012)
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Politécnica de MadridEDP, presupuesto y componentes:
• EDP y Gantt
• Software
• Licencias y equipos
• Componentes (material de la compra)
• Cosysmo
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Politécnica de Madrid
Estructura de Descomposición del Proyecto ( EDP )
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Politécnica de MadridObjetivo:
• Crear una estructura tipo árbol exhaustiva y jerárquica de los componentes que forman un entregable del proyecto.
• El árbol se descompone en Paquetes de Trabajo
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Politécnica de MadridEntregables Esperados:
Características del proyecto elegidoMisión
Casos de UsoEscenarios, RequisitosArquitectura Funcional
Arquitectura FísicaDiseño de softwareDiseño electrónicoPlanos y esquemas
Documentación técnica de los componentesDocumentación técnica del ensambladoDocumentación y Registros de Pruebas
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Politécnica de MadridÁrbol de la EDP:
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Politécnica de MadridÁrbol de la EDP:
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Politécnica de MadridÁrbol de la EDP:
1. Dirección de Proyectos
1.1 Planificar Proyecto
1.2 Control de Proyecto
1.3 Reuniones
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Politécnica de MadridÁrbol de la EDP:
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Politécnica de MadridÁrbol de la EDP:
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Politécnica de MadridÁrbol de la EDP:
3.2 Sistema de Tracción 3.2.1 Motor 3.2.1.1 Adquirir Motor 3.2.2 Oruga 3.2.2.1 Adquirir Oruga
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Politécnica de MadridÁrbol de la EDP:
3.3 Sistema Energético 3.3.1 Batería 3.3.1.1 Adquirir Batería
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Politécnica de MadridÁrbol de la EDP:
3.4 Sistema de Comunicación 3.4.1 Antena 3.4.1.1 Adquirir Antena 3.4.2 Módulo Wireless
3.4.2.1 Adquirir Módulo Wireless
3.4.3 Sistema de Audio 3.4.3.1 Altavoz 3.4.3.1.1 Adquirir Altavoz 3.4.3.2 Microfono
3.4.3.2.1 Adquirir Micrófono
3.4.4 Sistema de Visión 3.4.4.1 Cámara 3.4.4.1.1 Adquirir Cámara 3.4.4.2 Servidor de Video
3.4.4.2.1 Adquirir Servidor Video
3.4.4.3 Leds 3.4.4.3.1 Adquirir Leds
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Politécnica de MadridÁrbol de la EDP:
3.5 Sistema de Control 3.5.1 CPU 3.5.1.1 Adquirir CPU 3.5.2 Módulo USB 3.5.2.1 Adquirir Módulo USB 3.5.3 Software 3.5.3.1 Adquirir Software
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Politécnica de MadridÁrbol de la EDP:
3.6 Sistema de Posicionamiento 3.6.1 Acelerómetro
3.6.1.1 Adquirir Acelerómetro
3.6.2 Giróscopo 3.6.2.1 Adquirir Giróscopo 3.6.3 Encoder 3.6.3.1 Adquirir Encoder
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Politécnica de MadridÁrbol de la EDP:
4. Ensamblado
4.1 Ensamblado de componentes
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Politécnica de MadridÁrbol de la EDP:
5. Pruebas y Puesta en Servicio 5.1 Pruebas Preliminares 5.2 Puesta en Marcha 5.3 Puesta en Operación 5.4 Recepción
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Politécnica de MadridDiccionario de la EDP:
• Surge una vez descompuesta la EDP
• Los niveles altos de la EDP suelen reflejar los entregables relacionados con el proyecto o el ciclo de vida de este.
• Se define entregable como un resultado o elemento que puede ser medido, tangible o comprobable y que debe ser producido para completar el proyecto o parte de este.
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Politécnica de MadridDiccionario de la EDP:
Identificación del paquete de trabajo PT 3
Nombre Gestión de Compra
Descripción Búsqueda y adquisición de todos los elementos especificados en el PT 2.
Responsable Ingeniero Jefe de Compras
Entregable asociadoDocumentación técnica de los componentes.
Paquetes de trabajo predecesores PT 2
Recursos Ingenieros de Automática y Electrónica Almacén
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Politécnica de MadridDiagrama de Gantt:
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Politécnica de MadridDiagrama de Gantt:
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Politécnica de MadridDiagrama de Gantt:
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Politécnica de MadridDiagrama de Gantt:
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Politécnica de Madrid
Licencias y equipos
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Politécnica de MadridObjetivo:
• Considerar todas las licencias software que necesita el proyecto
• Considerar todos los equipos que necesita el proyecto
• Nosotros hacemos parte de los equipos y para esto tenemos un laboratorio y tambien licencias software compartidas.
Consideraciones:
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Politécnica de MadridLicencias:
•Matlab
•Multisim
•Autocad
•Solidworks
•Orcad
•Office
Equipos:
• Pc (win 7 OEM y linux)
• Generatores de funciones
• Osciloscope
• Multimetro
• Cavi y materiales mecanicos
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Politécnica de Madrid
Software
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Politécnica de MadridObjetivo:
• Considerar como debe ser el software del robot
• Considerar la interfaces gráficas
• Considerar el algoritmo utilizado
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Politécnica de MadridSoftware:
• Para el robot: moose + linux• Para los controladores win 7• Apariencia gráficas simple e intuitiva, controla por
telecomando y pc• Algoritmo kalman filter y estimación de posiciones
y orientaciones
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Politécnica de Madrid
Material de la compra
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Politécnica de MadridCómo:
• Se estudian las interfaces para comprobar la conexión.
• Se hace una estimación de potencia para encontrar la batería idónea.
• Se estudian las funcionalidades y arquitectura física y se busca la instrumentación para implementarlas.
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Politécnica de MadridObjetivo:
• Obtener toda la instrumentación necesaria para cumplir con las funciones del robot.
Criterios:• Minimizar el costo y maximizar la realidad de las
características para obtener un robot que pueda realizar todas las funciones para las que se ha diseñado
• Baja complejidad externa y gran complejidad interna• Sistema modular y extensible
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Politécnica de MadridSistema de control
MODULAR EXTENSIBLE BARATO SIMPLE PEQUEÑO
Carateristicas de PC 104:• Sistema embebido de tiempo real, barato y el más utilizato en robótica• Características industriales: Alta afidabilita, soportar vibraciones, rango
de temperatura muy grande• Modular->extensible• Robusto• Pequeño
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Politécnica de Madrid
MODULAR EXTENSIBLE BARATO SIMPLE PEQUEÑO
Sistema de tracciònCarateristicas :• Sistema descentralizado retroacción de Posi.Vel.Inten• Motores bruschless: maximo par siempre, pocas vibraciones.• Modular->extensible• Muy disponible• Muy barato• Robusto• Pequeno• Alta f [Hz]
Motor Robbe Driver Robbe Maestro servo USB
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Politécnica de Madrid
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Politécnica de Madrid
MODULAR EXTENSIBLE BARATO SIMPLE PEQUEÑO
Sistema de comunicacionCarateristicas :• Muy potente (1w de potencia efectiva)• Muy barato• Modulares• Robusto• Pequeno• Simple
Antenna Modulo Wi-fi USB/ Ethernet Pc 104
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Politécnica de Madrid
MODULAR EXTENSIBLE BARATO SIMPLE PEQUEÑO
Sistema de comunicación audio-vídeoCaraterísticas :• Muy barato• Robusto• Pequeño• Simple
Altavoz Camara + microfono LED
Pc 104
TransistorUSB USB/Ethernet/WiFi
PWM
Maestro servo
Fotoresistencia
30W
360°
PIC
USB
USB
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Politécnica de Madrid
MODULAR EXTENSIBLE BARATO SIMPLE PEQUEÑO
Sistema de posicionamientoCaraterísticas :• Tecnologia MEMS (MicroEletroMecanicalSystem)• Fiable y características industriales• Error pequeño• Usb y Rs 232• GPS integrado• Robusto• Pequeño• Simple
IMU-> Accelerometro 3D; Magnetometro 3D; Giroscopio 3D : (inclinómetro x 3)
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Politécnica de Madrid
MODULAR EXTENSIBLE BARATO SIMPLE PEQUEÑO
Sistema estructuralCaraterísticas :• Fiable y características industriales• Modular->extensibles• Rígido y ligero• Robusto• Pequeño• Simple
Misumi tienes todo de mecanica, plasticos, es el riferimento para mucha industrias
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Politécnica de Madrid
MODULARES ESTENSIBLES BARATO SIMPLE PEQUENO
Estimacion de potenciaCarateristicas :• 5h De mission.
Strumentacion Consumo [w] Profil 1[1] Profil 2[1] TOT [w] TOT [w]Motore 500 0,6 0,3 300 150
Servo Mastro 1 0,6 0,3 0,6 0,3Web cam 5 0 1 0 5Speaker 5 0 1 0 5
Led 30 0,5 1 15 30IMU 1 1 1 1 1
Pic bat 1 1 1 1 1PC 104 8 1 1 8 8
Tiempo[h] 5 Tot [w] 325,6 200,3TOT[wh] 1628 1001,5
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Politécnica de Madrid
MODULARES ESTENSIBLES BARATO SIMPLE PEQUENO
Tecnologia de bacteriasTecnologia Codigo Tensiones
nominal [V]Energia/
peso [wh/kg]
Energia/ volumen
[wh/l]
Potencia / peso
[w/kg]
Descarga mensiles a
21°CRecarga Ciclios
nominales Vida Efecto memoria
Controllo d carga e
descarga
Litio Polimeri Li-Poly 3,7 >180 300 3000 4% 3C >1000 <5anni no si
Litio Ioni Li-ion 3,6 170 270 1800 5% 0,9C 1200 <5anni no si
Litio Ferro Fosfato LiFePo4 3,3 110 220 3000 5% 1C >3000 >10anni no si
Piombo acido PIOMBO 2,4 40 75 180 5% 2C 800 >10anni no no
Nichel Cadmio Ni-Cd 1,25 80 150 150 >20% 0,9C 2000 >15anni si no
Nichel Metallo Hydride
Ni-MH 1,25 120 140 1000 >30% 0,3C 1000 >15anni si no
Nichel Zinco Ni-Zn 1,65 100 280 900 Nc 0,5C 1000 >10anni si no
Ricaricabile alcalina
manganeseRAM 1,65 160 160 1000 <0,3% 0,05C 100 >10anni si no
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Politécnica de MadridNome Sito t.nogia L [mm] H [mm] P [mm] Vn [V] Ahn
[A*h] wh /L
Assente kayobattery Li-po 5,2 32 136 3,7 2,45 402Assente kayobattery Li-po 7,2 46 127 3,7 5 442Assente kayobattery Li-po 6,7 40 86,5 3,7 2,58 412Assente kayobattery Li-po 9,2 51 117 3,7 5,3 359Assente kayobattery Li-po 6,2 71 152 3,7 7,5 416Assente kayobattery Li-po 17,5 26,5 48,5 9 0,55 220aa 86a Saftbattery Li-ion 145 62 55 11 5,3 121
ba 684a Saftbattery Li-ion 67,4 37,1 89 7,5 6,8 229ba 685a Saftbattery Li-ion 259 79 73 15 13,4 135
mp 144350 Saftbattery Li-ion 43,9 54,5 14,9 3,8 2,6 273mp 174565 Saftbattery Li-ion 45 70 19,7 3,8 4,8 290mp 176065 Saftbattery Li-ion 60,5 20,3 70 3,8 6,8 297recing pak Italymodel Li-Po 137 20 46 7,4 4 235
Enix rs li-ion 70 60 20 3,8 6,8 304Varta rs li-ion 70 38 19,5 3,7 4,4 314Varta rs Li-po 64,7 36,8 11,6 3,7 2,26 303
V500ht Varta Ni-mh 6,5 24,2 34,1 1,2 0,51 114LPP 454261 8TH Varta Li-po 4,6 61 42 3,7 1,59 499
Lip6476 varta Li-po 10,5 48,7 33,9 3,7 2,03 433Pf7443150xp hobbyking Li-ion 175 48 39 19 4,35 246Kokam-XE1o Hobbyking Li-po 195 50 22,2 3,7 8 260Kokam 40ah Lipobattery Li-po 217 220 9 3,7 40 344Kokam 16ah KOKAM Li-po 206 106 7,5 3,7 16 361
Control de tension con PicInterfaces USB
Búsqueda de las baterías
75Ah*22,2(6cell)=1665WhL:262mm;W:257;T:70,2mm
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Politécnica de MadridEstimación perfecta en el tiempo
325,6w/1665whn= 0,195C
1665+5% = 1748wh
Profilo 11748wh/325,6w = 5,4 ore
Profilo 21748wh/200,3w = 8,7 ore
RISULTATO
Residuo di capacità dopo "n" cicliCUT OFF Descarga
[V]
CUT OFF Recarga
[V]D.O.D. Ciclos
Capacità relativa
%
2,7 4,2 105% 1000 80%
3 4,2 100% 1500 80%
3,35 4,14 80% 2500 94%
3,98 4,14 20% 3000 97%
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Politécnica de MadridAlimentación Interfaces y coste
InterfacceInstrumentacion Alimentacion[V] N° USB RS232 PWM Coste[£]
Motor Abinado 6 \ \ 1 56,28Driver 5,5-24 \ \ 1 55
Servo Maestro 5V/USB 1 1 1 12 25Web cam 5V /USB 1 1 \ \ 56Speaker 5VUSB 1 1 \ \ 30Pic bat 5V/USB 1 1 \ \ 10Xsense 5..30 1 1 1 0 1750
Led 5..30 1 Transistor \ 1 40PC 104 5..25 1 6 2 0 500Battery 22,2V/75Ah 1 nc nc nc 900
Tot 3978,68
Instrumentacion [£]
Estructura [£]
Ensamblaje [£]
Programacion y licencias [£]
Coste total[£]
3978,68 800 300 1500 6578,68
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Politécnica de Madrid
MODULAR EXTENSIBLE BARATO SIMPLE PEQUEÑO
ConexionesMotor Robbe Driver Robbe
Battery
Antenna Modulo Wi-fiUsb/Ethernet
Altavoz Camara + microfono LED
Pc 104
TransistorUSB USB/Ethernet/WiFi
Maestro servo
Fotoresistencia
PIC
USBPWM
Motor Robbe Driver Robbe
Motor Robbe Driver Robbe
Motor Robbe Driver Robbe
Motor Robbe Driver Robbe
Motor Robbe Driver Robbe
USB PWM
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Politécnica de Madrid
COSYSMO
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Politécnica de Madrid
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Politécnica de MadridPresupuesto
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