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Robótica y Linux
Juan González GómezEscuela Politécnica Superior
Universidad Autónoma de Madrid
Andrés Prieto-Moreno TorresIFARA Tecnologías
Profesor asociado UAM
Enero, 2005 ¡Innóvame! Jornadas de difusión de la innovación tecnológica. CDTInternet.net
¡INNÓVAME!
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ÍNDICE
Robótica, Linux, Innovación
Robot "hola mundo"
Robots articulados: "los ojos"
Robot ápodo: "Cube revolutions"
Enero, 2005 ¡Innóvame! Jornadas de difusión de la innovación tecnológica. CDTInternet.net
Robot cuadrúpedo: "PuchoBot"
Otras aplicaciones de visión y control
Robot de exploración: "Observer"
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Robótica, Linux, Innovación (I)
● Tecnología evoluciona muy rápidamente● Época en la que la innovación está de moda● Cada año aparecen nuevos artefactos electrónicos: PDAs, MP3s, móviles...
...Pero... ¿quienes son los que innovan en el sector tecnológico?
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Robótica, Linux, Innovación (II)
● Ideas buenas tiene mucha gente, pero llevarlas a la práctica puede resultar imposible● Ej. PDA para invidentes● Los ingenieros con conocimientos de las TICs nos sentimos "frustrados":
...sólo los que tienen acceso a ese conocimiento
"No podemos abrir el capó de nuestros coches para ver cómo funciona el motor"
Resultado: Innovación reservada a unos pocos
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Robótica, Linux, Innovación (III)
...Pero las cosas están cambiando...
Aparición del movimiento del software librecomo oposición a este monopolio de la información
● El software libre surge por la inquietud de "conocer el interior", no ser simplemente un "consumidor" de tecnología. Poder participar en su desarrollo, o al menos, entender sus detalles.● Se ha creado un conocimiento "desde cero", que se puede considerar como "patrimonio de la humanidad"
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Robótica, Linux, Innovación (IV)
¿Por qué no extender estas ideas a otras disciplinas?
● Por ejemplo a la robótica y sobre todo, a la electrónica
Hardware libre
Un diseño se considera hardware libre si aplica las mismas 4 libertades del software libre a los planos: esquemático, PCB y fichero para la fabricación.
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Nuestros comienzos (I)
● En la asignatura de Sistemas Digitales I (UPM) había que hacer un órgano digital como práctica...
● Disponible en el laboratorio un hardware con un microprocesador● No nos lo podíamos llevar a casa...● No lo podiamos comprar: no estaba disponible● No lo podíamos construir porque no había planos...
● Nos construimos nuestra propio hardware, desde cero● Construimos nuetros propios robots
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Nuestros comienzos (II)
● Fundamos la empresa Microbótica, junto con 3 socios más● Impartimos talleres y seminarios de robótica● Todo el material es libre
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Nuestros comienzos (III)
● Vendimos la acciones de Microbótica● Fundamos el sitio web IEAROBOTICS.COM, dedicado a la divulgación de información técnica sobre electrónica y robótica● Andrés trabaja y es socio de la empresa de ingeniería IFARA Tecnologías● Juan es profesor Ayudante en la Escuela Politécnica de la UAM
Para que haya innovación
● Necesarios unos ingredientes (hardware y software libre)● Despertar las inquietudes ● y sobre todo: Jugar
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ÍNDICE
Robótica, Linux, Innovación
Robot "hola mundo"
Robots articulados: "los ojos"
Robot ápodo: "Cube revolutions"
Robot cuadrúpedo: "PuchoBot"
Otras aplicaciones de visión y control
Robot de exploración: "Observer"
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Funcionalidad:
Es capaz de seguir una línea negra de forma autónoma
Robot "Hola Mundo"
Infrarrojo 1
Infrarrojo 2Pilas
Electrónica
Motor 1
Motor 2
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Robot "Hola Mundo"
Sensor de infrarrojos:● CNY70 (3€)● Modulado en contínua -> corta distancia
Estructura ALF:● Varillas roscadas de 4mm:
- dos de 8cm - una de 10cm
● 20 Tuercas● Piezas de Lego Technic
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Robot "Hola Mundo"
Electrónica de control:● Placa con Microcontrolador SKYPIC● Microcontrolador PIC 16F876 (4€)
Control 8 servos
Led pruebas
Pulsador Pruebas
ICD2
Puerto Serie
Puerto programacion
Puerto A Reset
Puerto C
Puerto B
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Robot "Hola Mundo"
Electrónica de control:● Tarjeta CT293 o equivalente● Driver de Potencia 293
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Robótica, Linux, Innovación
Robot "hola mundo"
Robots articulados: "los ojos"
Robot ápodo: "Cube revolutions"
Robot cuadrúpedo: "PuchoBot"
Otras aplicaciones de visión y control
Robot de exploración: "Observer"
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Los "ojos"
Minicámaras
Servos
● Dos minicámaras● 4 Servos del tipo Futaba 3003
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Los "ojos"
● Cada ojo tiene dos grados de libertad
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Los "ojos": Servos
● Rango de giro: 180 grados● Modelo usado: Futaba 3003● Muy útiles para la construcción de Robots articulados● Precio aprox: 12 euros
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¿Cómo podemos mover servos desde el PC?
Una alternativa: Clientes-Servidores por el puerto serie
Servo 1
Servo 2
Servo 3
Servo 4Cliente Servidor
RS-232
Los "ojos"
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Escuché y olvidé Ví y recordé Hice y comprendí
Los "ojos"
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Robótica, Linux, Innovación
Robot "hola mundo"
Robots articulados: "los ojos"
Robot ápodo: "Cube revolutions"
Robot cuadrúpedo: "PuchoBot"
Otras aplicaciones de visión y control
Robot de exploración: "Observer"
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Cube Revolutions
● ROBOT ÁPODO: No usa ni ruedas ni patas para desplazarse
Locomoción mediante ondas sinusoidales que recorren elcuerpo del gusano
Cube
Cube ReloadedCube Revolutions
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Cube Revolutions:Características I
● Construido mediante la unión de Módulos Y1
● Cada módulo tiene 1 grado de libertad● Se utilizan servos Futaba 3003● Material: PVC expandido
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Cube Revolutions:Control
● Secuencias de movimiento generadas en el PC, a partir de ondas sinusoidales
Semionda
onda
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Cube Revolutions:Control
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Robot cuadrúpedo: "PuchoBot"
Otras aplicaciones de visión y control
Robot de exploración: "Observer"
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Pucho Bot
Características
● Robot Cuadrúpedo con tres motores por pata● Estructura resistente de aluminio con doble eje● Capaz de avanzar, retroceder, girar a la izquierda y derecha● Capacidad de movimiento autónomo
Motivación:
Probar robots articulados con extremidades que no necesiten ruedas para desplazarse. Comprobar agilidad para sortear obstáculos.
Jornadas de Difusión Tecnológica, CDTinternet.net Ene, 2005
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Pucho Bot : Estructura
Servo 2Servo 1 Servo 3
Control Central
Control servos
Jornadas de Difusión Tecnológica, CDTinternet.net Ene, 2005
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Pucho Bot : Electrónica
x4
RS232
SPI
x4
x4
Jornadas de Difusión Tecnológica, CDTinternet.net Ene, 2005
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Pucho Bot : Control
Jornadas de Difusión Tecnológica, CDTinternet.net Ene, 2005
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Pucho Bot : Demo
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Servidores de Control y Vídeo:
• Codificador MPEG-1/2 o MPEG-4• 2 x RS-232, 2xRS-422• Interfaz Ethernet 100BaseT• Sistema Operativo Linux embebido• Disco Duro de estado sólido (DiskOnChip)• Interfaz Web de Configuración• Equipo de intemperie, IP-66• Op. Temp.: -20 a 70ºC
Plataforma de vigilancia:
• Movimiento Azimut y Elevación• Cámara IR• Cámara visible• Equipo de intemperie, IP-66• Op. Temp.: -20 a 70ºC
Otras aplicaciones de visión y control
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Otras aplicaciones de visión y control
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Otras aplicaciones de visión y control
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Otras aplicaciones de visión y control
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Otras aplicaciones de visión y control
Robot de exploración: "Observer"
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Robot "Observer"
Características
● Robot tipo tanque. Desplazamiento con orugas● Estructura resistente de aluminio● Modem radio para la recepción y envío de información● Cámara de video con Pan & Tilt para exploración● Transmisor de Video
Motivación:
Tener una plataforma móvil controlable desde el PC y con capacidad de emitir video. Se trata de probar algoritmos de visión en robots.
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Camara con Pan & Tilt
Radio Modem
Transmisor de Video
Electronica
Robot "Observer"
Servomotores
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Robot "Observer"
El robot se controla desde el PC mediante dos Canvas o Touch Pad
Con uno controlamos el movimiento y con el otro la posición de la cámara
El Video se puede digitalizar con una capturadora para verlo en un PC o directamente conectarlo a una TV.
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Robot "Observer"
Escuché y olvidé Ví y recordéHice y comprendí
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IEARobotics..........: http://www.iearobotics.comIfara Tecnologías...: http://www.ifara.com
CT293+ ..........: http://www.iearobotics.com/proyectos/ct293/ct293.htmlFutabas............: http://www.iearobotics.com/proyectos/cuadernos/ct2/ct2.htmlRobot Tritt......: http://www.iearobotics.com/proyectos/tritt/tritt.htmlRobot Cube.....: http://www.iearobotics.com/personal/juan/doctorado/cube-reloaded/Robot Pucho...: http://www.iearobotics.com/personal/andres/proyectos/pucho/pucho.html
Observer.........: http://www.ii.uam.es/~mecatron/index.php3?seccion=4&pagina=6
Enero, 2005 ¡Innóvame! Jornadas de difusión de la innovación tecnológica. CDTInternet.net