Archivo de la categoría: Software

Puente H: Placa controladora de motores L9110S

La placa L9110S está diseñada para que los microcontroladores o circuitos lógicos puedan controlar con sencillez motores de corriente continua.

Driver de motores L9110S

El circuito está diseñado en base al chip controlador L9110, fabricado en la clásica cápsula DIP8 o en un diseño SOP8 SMD y basado en transistores MOSFET.

Circuito integrado L9110S

La tensión de alimentación para los motores puede variar de 2,5 a 12 V.

Diagrama de conexión

Como se observa en el siguiente diagrama, el control con el cableado típico no requiere componentes adicionales.

Conexión básica

Las entradas se pueden conectar directamente al microcontrolador. Si se conectan a un circuito que tiene salidas OC (Open Colector, o Colector Abierto) se requiere una resistencia pull-up conectada a la alimentación de 5V. Si bien en la hoja de datos del chip indica que el valor adecuado es ?1 k?, el módulo en sí incluye en su circuito resistores de 10 k? conectados al voltaje de alimentación de la lógica, o Vcc.

El circuito tiene dos entradas: una que puesta en ALTO hará que el motor avance, y una que puesta en ALTO hará que retroceda. Si se desea que el motor esté detenido, ambas entradas deben estar en el mismo valor: las dos en estado BAJO (LOW), o ambas en estado alto (HIGH). La placa tiene dos salidas, con bornera, que se conectan directamente al motor.

Las entradas que no se conectan a un circuito son tomadas como nivel BAJO (L, o Low) sin que ingrese ruido. Con un nivel ALTO (H, o HIGH), la corriente en esa entrada será de alrededor de 1 mA. El nivel de tensión para que el chip detecte la entrada en estado lógico BAJO o L es como máximo de 0,7 V.

Típicamente, para el nivel ALTO o H, la tensión en el pin de entrada debe ser de alrededor de la mitad del valor de alimentación o más (hasta, como máximo, el valor de la tensión de alimentación).

La corriente del motor se puede mantener constantemente desde 0,75 hasta 0,8 A (750 a 800 mA), y el circuito soporta picos de 1,5 a 2 A.

La hoja de datos ofrece una lista de los valores lógicos de las entradas y salidas.

nuevo-5

Esta tabla se puede ampliar para situaciones no típicas. Si sólo hay una entrada en el nivel H y la otra está en nivel L, el motor gira. Pero si ambas entradas están en H, o ambas entradas están en L, las salidas están en un tercer estado, o “flotante” (ningún voltaje), y no ambas en 0 volt, o “L”, como se muestra en la tabla.

Las salidas están conectadas internamente a diodos que protegen al circuito de los pulsos de contracorriente.

El L9110 gestiona dinámicamente frecuencias de hasta 40 kHz, mientras que el tiempo de conmutación más breve para la regulación por ancho de pulso (PWM) es de alrededor de 15 uS.


Diagrama de conexiones

Conexiones

Diagrama eléctrico

Circuito Eléctrico

Ejemplo práctico para controlar un robot

Ejemplo práctico - Control de un Robot

Ejemplo de programa para Arduino: prueba de movimientos

L9110S como amplificador de sonido para su robot

El control de un motor no es la única aplicación posible. El circuito también se puede utilizar como un sustituto de amplificador de potencia para una salida de audio digital de un microcontrolador.

En lugar de conmutar corriente a través del parlante como se realiza habitualmente, con un transistor, este circuito proporciona una doble amplitud de los impulsos de salida y, por lo tanto, aporta una potencia significativamente mayor.

Para una fuente de alimentación de 5 V es conveniente conectar un altavoz con una impedancia de 8 ? (o superior), mientras que con una entrada de 3 voltios puede utilizarse un altavoz adaptado a un voltaje menor. Para controlar el altavoz es necesario utilizar dos salidas en las que el nivel H alternará en cada media onda de la frecuencia del sonido.

En la siguiente figura hay una conexión que es normal con una salida, y funciona bien de 5 Hz a aproximadamente 30 kHz. Es importante mantener la condición de salida del microcontrolador en un nivel H cuando no se emite sonido, de lo contrario circulará corriente constante por el parlante.

Amplificador

El insecto palo robótico HECTOR da sus primeros pasos

Un equipo de investigadores de la Universidad de Bielefeld ha tenido éxito en enseñarle la forma de caminar al único robot de su tipo en el mundo. Sus primeros pasos fueron registrados en un video. El robot se llama HECTOR y su construcción se basa en las formas de un insecto palo (Phasmatodea)

Con un diseño inspirado en los insectos, HECTOR tiene juntas elásticas pasivas y un exoesqueleto ultraligero. Lo que lo hace único es que está equipado con un gran número de sensores y que funciona de acuerdo con un concepto inspirado en la biología, un control reactivo descentralizado: el Walknet. Para el 2017, el robot andante estará equipado con habilidades adicionales dentro de un importante proyecto en el Centro de Excelencia de Tecnología de Interacción Cognitiva (CITEC).

Dibujo de diseño de HECTOR

El robot andante ha sido construido por el grupo de investigación en biomecatrónica. En el futuro, HECTOR servirá como una plataforma para los biólogos y expertos en robótica para poner a prueba las hipótesis sobre la locomoción animal. Un aspecto importante será la fusión de grandes cantidades de datos de los sensores de manera que el robot pueda caminar de modo más autónomo que antes. Una cuestión clave más será una óptima coordinación de los movimientos en un robot con articulaciones elásticas.




“La forma en que actúa la elasticidad en las unidades de HECTOR es comparable a la forma en que los músculos actúan en los sistemas biológicos”, dice el profesor Dr. Axel Schneider. Él dirige el grupo de investigación biomecatrónica y coordina el proyecto CITEC junto con el Profesor Dr. Volker Dürr del Departamento de Cibernética Biológica de la Facultad de Biología. Schneider y su equipo desarrollaron sus propios actuadores elásticos. HECTOR tiene 18 de esos. Gracias a la elasticidad inspirada en la biología que poseen sus unidades, HECTOR puede adaptarse con flexibilidad a las propiedades de las superficies sobre las que camina.

“Sin embargo, la elasticidad por sí sola no es suficiente para que HECTOR pueda caminar a través de un entorno natural que contiene obstáculos”, dice Schneider. “El reto era desarrollar un sistema de control que se encargara de coordinar los movimientos de sus patas en entornos difíciles, también”.

El colega de Schneider Jan Paskarbeit fue responsable del desarrollo y la construcción del robot. Él también programó una versión virtual de HECTOR con el fin de poner a prueba enfoques de control experimental sin dañar el robot. “Todos los subsistemas tienen que comunicarse entre sí para que el robot camine sin ninguna dificultad”, dice Paskarbeit. “De lo contrario, por ejemplo, HECTOR podría tener demasiadas patas en el aire al mismo tiempo, volverse inestable y caerse. Por otra parte, las patas tienen que ser capaces de reaccionar a las colisiones contra obstáculos. Hemos Solucionado esto implementando un comportamiento reflejo para subir por encima de los objetos”, explica el investigador del CITEC.

En el Centro de Excelencia CITEC, ocho grupos de investigación se han unido durante tres años en un proyecto a gran escala para optimizar a HECTOR. Los científicos vienen de los campos de la informática, la biología, la física y la ingeniería.

En la actualidad, los investigadores están trabajando en el equipamiento de la sección frontal de HECTOR con sensores de largo alcance, como en una cabeza. Ya tienen un prototipo con dos cámaras laterales y dos antenas táctiles. Tanto el sistema visual como el táctil están inspirados en los de los insectos; sus espacios de funcionamiento y su resolución son similares a los de modelos animales.

Equipo de diseño de HECTOREquipo de trabajo

“Un gran reto ahora será encontrar una forma eficaz de integrar estos sensores de largo alcance con los sensores de posición y los sensores de las articulaciones. HECTOR es la plataforma ideal de investigación para hacer esto”, dice Volker Dürr.

A hexapod walker using a heterarchical architecture for action selection

Por otra parte, hasta la fecha Hector ha sido un sistema reactivo: Reacciona a los estímulos de su entorno; gracias al programa de software “Walknet” puede caminar con un paso de insecto; y gracias a otro programa llamado “Navinet” es capaz de encontrar el camino hacia cualquier objetivo distante. Pero Schillling y Cruse también han desarrollado un programa llamado “reaCog” que se activa cuando dos de los otros programas no son capaces de resolver un problema dado.

Este nuevo software permite al robot simular un “comportamiento imaginado” para resolver dicho problema: Héctor busca nuevas soluciones y evalúa si estas acciones tendrían sentido, en vez de completar automáticamente cualquier operación predeterminada. El hecho de ser capaz de imaginar acciones es una característica central de una forma simple de conciencia.

Autoconciencia

Pero en breve, además, Héctor demostrará cómo funciona la nueva arquitectura de software para él creada y que le proporcionará la “autoconciencia”. De momento, esta arquitectura solo ha sido probada en simulaciones informáticas.

Como explica Holk Cruse, “el ser humano posee conciencia reflexiva cuando no solo puede percibir lo que experimenta, sino que también tiene la capacidad de experimentar que está experimentando algo. Por tanto, la conciencia reflexiva existe si un sistema técnico o humano puede verse a sí mismo ‘desde fuera de sí mismo’, por así decirlo”.

Cruse y Schilling han demostrado como puede surgir conciencia reflexiva de un robot. “Con el nuevo software, Héctor puede observar su estado mental interno —en cierta medida, sus estados de ánimo— y dirigir sus acciones, usando esta información”, señala Schilling. Pero, además, estas facultades básicas estarán preparadas para que Héctor también sea capaz de evaluar el estado mental de otros. Así será “capaz de sentir las intenciones o expectativas de los demás, y actuar en consecuencia”, aseguran los investigadores.

Noticias relacionadas:






Proyecto ZURI (Alemania), un robot con estructura de papel y cartón

Este proyecto es presentado en la página de Zoobotics, donde también se pueden encontrar otras propuestas en el área de la robótica.

Robot ZURI de 4 patasRobot 4 patas

Diseño interiorDiseño

En este proyecto, el trabajo consiste en idear, crear el concepto, diseñar y construir un prototipo para pruebas de una plataforma modular de robot compuesto de materiales baratos y livianos, como papel y cartón.

El ZURI es un robot programable con estructura de papel y cartón gris. Este equipo móvil, concebido como un kit, se puede armar con unas pocas herramientas (cutter, regla, una mesa de base para los cortes, una herramienta para marcar y plegar que se utiliza para artesanías y origami, adhesivo y destornillador).

MaterialesMateriales: papel y cartón

El robot de papel y cartón posee un sensor de distancia, motores servo y sus controladores, y un módulo Bluetooth para controlarlo de manera inalámbrica vía una PC o un teléfono inteligente.

HerramientasHerramientas

El robot ZURI es un sistema de estructura modular. Se basa en dos variantes de patas (2DOF o dos grados de movimento / 3DOF o tres grados de movimiento) y dos módulos de cuerpo diferentes (1M / 2M). La combinación de los módulos de patas y cuerpos permite armar un montón de variantes. Como resultado, se dan diferentes niveles de dificultad relativos a la programación y la coordinación de los movimientos.

zuri zoobotics video 01 from zoobotics on Vimeo.




Sigue leyendo

Computadora Industrial Abierta Argentina (CIAA)

La CIAA es una plataforma electrónica preparada especialmente para aplicaciones industriales, cuyo diseño está disponible para ser usado libre y gratuitamente en el desarrollo de productos y servicios.


La CIAA nació a partir de una iniciativa de CADIEEL y la ACSE con el objetivo de promover el crecimiento de la industria nacional, y hoy es el resultado del trabajo colaborativo de decenas de empresas y universidades de la República Argentina.

Aplicaciones de la CIAA

La CIAA sirve para aplicaciones en agroindustria, industria automotriz, fábricas de alimentos, metal-mecánica, control de procesos químicos, máquinas textiles, etc., dónde se usan sistemas electrónicos para automatizar procesos, y está siendo adoptada en todo la República Argentina, gracias al trabajo de CADIEEL y el apoyo del Ministerio de Industria y del Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva.

ACSE También es ideal para la enseñanza en escuelas técnicas, terciarios y universidades, y se está utilizando en cientos de cursos a lo largo y ancho de nuestro país, a partir de la tarea de la ACSE y el apoyo del Ministerio de Educación.




Sigue leyendo

Trabajando en el proyecto de robótica de Envión

Este fin de semana, frío y nublado y con algunas lluviecitas, estuve trabajando para preparar las próximas clases de robótica


Y bueno, como debía mostrar alguna interacción con servomecanismos e indicadores luminosos, además del circuito de control desde la PC que es la base de lo que utilizaremos en el proyecto anual, armé una sencilla maqueta de una casa (en esto sí que toco de oído) que abre y cierra la puerta y enciende la luz, ambos controlados a distancia, para mostrarle a los alumnos de Envión cómo haremos la implementación de algunos de los efectos.

Mesa de trabajo, con el programa de la interfase en la compu

Trabajando en la interfase

La maqueta ya en funcionamiento