INTRODUCCIÓN A LOS MICROROBOTS - SENSORES - Silvia Santano Guillén Nov. 2006
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INTRODUCCIÓN A LOS MICROROBOTS
- SENSORES -
Silvia Santano Guillén
Nov. 2006
COMPLUBOT – C.P. Miguel Hernández – Alcalá de Henares – Madrid – Spain
complubot@gmail.com
INTRODUCCIÓN Los sensores son dispositivos electrónicos que proporcionan información del entorno a los robots. En cierta manera, los sensores implementan los “sentidos” en el robot. Resulta difícil concebir la posibilidad de un robot sin sensores. Cuanto mejores sean nuestros sensores, más eficientes serán los robots que construyamos con ellos. www.complubot.org complubot@gmail.com
1. SENSORES DE LEGO
A) ACTIVOS
Luz: Rotación:
- Analógico - Digital
-Rango del 0 al 100% -16 posiciones por
-(0.6 lux-760 lux) vuelta
B) PASIVOS
Temperatura Contacto:
- Analógico - Digital
- Rango de -20ºC a - 2 Estados
+50ºC
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2. PUERTOS DE ENTRADA DEL RCX
3 ENTRADAS
- Analógicas
- Rango 0-5v
- Convertidor A/D 10 bits
(de 0 a 1023)
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3. SISTEMA DE ENTRADA DEL RCX
• Las entradas del RCX se miden cada 3ms por el Firmware
del RCX.
• Los conectores de entrada disponen de dos hilos, pero en
realidad necesitamos tres cables:
– Alimentación
– Señal
– Masa
• Para solucionar esto el RCX
alimenta el dispositivo durante
un cierto tiempo y después
realiza la medida.
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4. MAS ALLA DE LOS LIMITES DEL RCX
Conexión de varios sensores en el mismo puerto
• CONTACTO + CONTACTO
(función OR)
• CONTACTO + LUZ
(el pulsador nos da una
medida fuera del rango del
sensor de luz)
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5. MEJORANDO EL SENSOR DE LUZ DE
LEGO (I)
Usos:
- Siguelíneas
- Distinción de colores en
la superficie Problemas
- Medida de distancias -No distingue bien los colores
por infrarrojos - Mala sensibilidad con niveles
bajos de luz
- Detección de Roboball
(infrarrojos) - Gran influencia de la luz
ambiente
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5. MEJORANDO EL SENSOR DE LUZ DE
LEGO (II)
• Soluciones:
Aislamos el led emisor para que
no afecte al receptor.
Mejora como sigue líneas y
como receptor de luz.
Cambiamos el led emisor rojo por
uno blanco para intentar mejorar la
identificación de colores
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5. MEJORANDO EL SENSOR DE LUZ DE
LEGO (III)
• Soluciones:
Incluimos más leds blancos para iluminar la zona a medir y
ser independientes de las variaciones de la luz ambiente.
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6. NUESTROS SENSORES (I)
6.1 Sensor de inclinación I: tubo • Dentro del tubo hay una
bola metálica que puede
rodar libremente.
• Cuando el robot se
inclina, cierra el circuito en
uno de los extremos del
tubo.
• En el circuito de cada
extremo hay una
resistencia de diferente
valor que podemos medir
con el controlador.
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complubot@gmail.com6. NUESTROS SENSORES (II)
6.2 Sensor de inclinación II: péndulo
• Funciona de forma muy
similar al modelo
anterior.
• La única diferencia está
en el sistema mecánico,
que en este caso, es un
péndulo que bascula en
función de la inclinación
del robot.
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6.4 Sensor de posición angular absoluta
• Resistencia variable
• Nos permite medir la posición de
mecanismos móviles.
• Rango de 0º a 270º
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complubot@gmail.com6. NUESTROS SENSORES (V) 6.5 Sensor de sonido Funciona como un interruptor que se acciona por el nivel del sonido www.complubot.org complubot@gmail.com
6. NUESTROS SENSORES (VI)
6.6 Medidor de distancias por ultrasonidos
Mide distancias en función
del tiempo recorrido de una
onda ultrasónica.
Basado en un módulo
SRF05.
Para hacerlo compatible con el RCX le pusimos:
• Oscilador astable para generar la señal de reloj
• Convertidor tiempo/amplitud (filtro RC) para obtener un
voltaje proporcional al tiempo
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complubot@gmail.com6. NUESTROS SENSORES (VII)
6.7 Medidor de distancias por infrarrojos
Mide distancias en función de la amplitud de
una luz infrarroja reflejada (no modulada).
Nuestro sistema de medida hace que sea
muy insensible a las variaciones de luz
ambiente.
Rango de medidas: 2 a 24 cm.
1- Corregimos 2 - Medimos 3 - Calculamos
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complubot@gmail.com6. NUESTROS SENSORES (VIII)
Sensor de temperatura Anemómetro Medidor de
radiación luminosa
Resistencia NTC Las cazoletas van girando y Resistencia LDR
que varía con la contamos las vueltas que dan que varía con la luz
temperatura.
Estación
Meteorológica
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complubot@gmail.com7. SENSORES EN EL NXT (I)
• EL NXT supone un gran avance respecto del RCX
• EL NXT dispone de 4 puertos para los sensores
• Hay un microcontrolador dedicado a la gestión de las
entradas para los sensores.
• Cada puerto dispone de un interfaz analógico (10bits) y de
otro digital
• El interfaz digital de cada puerto puede actuar como:
• 2 entradas/salidas discretas
• Bus I2C (maestro) de baja velocidad (9.6 Khz.)
• En total en un NXT podemos tener 4 buses I2C
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complubot@gmail.com7. SENSORES EN EL NXT (II)
Contacto Sonido
Mejor sistema mecánico Mide niveles de sonido.
que el del RCX
Reconoce tonos y patrones.
Luz
Ultrasonido
Puede trabajar tanto en modo reflexión
Mide el tiempo que tarda una
o como medidor de nivel de luz señal ultrasónica en ir y volver
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complubot@gmail.comCONCLUSIONES Podemos hacer nuestros propios sensores si no están a la venta o incluso mejorar bastante los que ya existen. Perfeccionar el comportamiento de los sensores, se traduce directamente en una mejora del funcionamiento del robot. www.complubot.org complubot@gmail.com
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