PROYECTO DE INGENIERIA Fase 3

 

 

PROYECTO DE INGENIERIA TRABAJO DE FASE 3  3 

Tutor(a) VICTOR HUGO RODRIGUEZ

Universidad Nacional Abierta y a Distancia  –UNAD Escuela de ciencias Básicas, Tecnologías e Ingeniería Octubre 4 de 2016

 

 

INTRODUCCION El Siguiente trabajo colaborativo busca darle solución a una situación problémica, a través de unradiactivo. proyecto que transporte de una forma eficiente en una planta nuclear un material Se tendrá en cuenta medidas para que el riesgo riesgo que existe de que en el momento del movimiento, la posible liberación de radiación sea muy mínima y no genere situaciones que lamentar con seres humanos que se encuentren cerca. De acuerdo a lo anterior se tiene en cuenta la información de LEGO MINDSTORMS  que es un set de construcción de robots programables que ofrece la oportunidad de construir, programar y controlar propios robots LEGO. El nuevo set LEGO MINDSTORMS  EV3 incluye todo lo que se necesita para crear 17 robots que caminan, hablan, se mueven y hacen todo lo que se puede imaginar. 

 

 

OBJETIVOS

GENERAL   Interactuar con con el Kit de Lego Mindstorms EV3



ESPECIFICO   Realizar la Fase 3   Dar respuesta a la solución óptima del problema planteado.

 

 

  T BL

NOMBRES Y APELLIDOS  

Jeiner Farfán Ospino 

Onias Torrejano De León 

Lina Patricia Anillo Gallego 

IVÁN GUSTAVO CORRALES 

DE ROLES DE PROYECTO

Rol asumido 

Director de Proyecto 

Responsable de la planificación del Responsable proyecto; dirige el proyecto mediante la coordinación de la ejecución de cada una de las tareas del proyecto y realiza el seguimiento del proyecto con el objeto de comparar el progreso del mismo en relación con lo establecido en la programación inicial.  TM Hardware  Experto en las componentes del kit LEGO MINDSTORM EV3, especialmente lo que refiere a sensores. Será el responsable del diseño y armado del robot que permitirá solucionar el problema planteado.   TM  Software Experto en la programación del bloque del kit LEGO MINDSTORM EV3. Será el responsable responsabl e del diseño y desarrollo del programa que permitirá solucionar el problema planteado.  TM Responsable de la comunicación entre Comunicaciones  el tutor y el grupo de trabajo colaborativo; también es responsable de recopilar y sistematizar la información informaci ón para elaborar los informes y documentar los procesos del proyecto. 

TM Control Alexander Carmona rocha 

Tareas o funciones realizadas 

Asiste al Director en sus de supervisión y control; es funciones responsable de alertar al Director de que algún miembro del equipo no esté cumpliendo con sus funciones individuales y/o de grupo, y especialmente de que en la ejecución de alguna alguna tarea se pueda llegar llegar a incurrir en retrasos, de acuerdo con lo previsto en el cronograma cronograma del proyecto. 

 

  PL NTE MIENTO DEL PROBLEM

a. Situación problemática En una planta nuclear se requiere transportar un material altamente radiactivo de una zona aislada a otra. A pesar de que la sustancia está encapsulada existe el riesgo de que en el transporte se libere radiación, de manera que ningún ser humano puede entrar en contacto con ella en la zona de transporte, por lo que en la planta se ha demarcado la trayectoria que debe seguir la cápsula con una línea negra sobre un fondo blanco, como se ilustra en la figura 4. La sustancia y su contenedor sólo pesan 60 gramos.

b. Planteamiento del problema.

Se requiere transportar un material altamente radiactivo, de una zona aislada a otra, se debe recoger la carga en un punto de salida y dejarla en un punto de entrega. Como existe el riesgo de que en el transporte se libere radiación, ningún ser humano se puede encargar de este oficio por lo tanto se debe considerar un medio de transporte de productos de tipo autónomo capaz de cumplir con una misión encomendada a través de un programa y que cumpla las siguientes características:   Un sistema autónomo de agarre, sujeción y liberación de una pieza ( uñas, tenazas o bandeja)

•

 

Capacidad de carga mínima del sistema de carga debe ser de 60 gramos

 

Posibilidad de recorrer una ruta demarcada o planteada previamente

 

Capacidad de asimilar información ordenada y que la ejecute de manera correcta

•

•

•

Variables como velocidad máxima y peso del medio de transporte no se tendrán en cuenta ya que no son determinantes en la tarea que debe cumplir.

c. Formulación del problema

¿Cómo diseñar y programar un robot con la tecnología LEGO capaz de recoger una carga de 60 gramos en un punto de salida y siguiendo una trayectoria establecida hasta dejarla en un punto de entrega de forma autónoma y segura?

d. Alternativas de solución

 

 

1. TRUN LEGO MINDSTORM EV3 GRIPP3R está diseñado para realizar trabajos de fuerza. Gracias a sus poderosas garras, es capaz de sujetar y transportar una lata de soda. Controla a GRIPP3R con tu smartphone o tableta usando la app gratuita Robot Commander Esta solución permite obtener una buena confiabilidad en cuanto al transporte del producto debido a las características de agarre que presenta, igualmente cumple con las características sugeridas.

2. BOBB3E LEGO MINDSTORM EV3 BOBB3E es un robot que se puede dirigir por control remoto; se puede manejar con los botones de control del transmisor IR y es capaz de levantar objetos. Posee sensores que le permiten precisión en movimientos giros

3. RSTORM LEGO MINDSTORM EV3 RSTORM es un robot que tiene su característica principal en el brazo de trabajo que le permite sujeción de piezas y con el otro brazo puede hacer lanzamiento de objetos.

 

 

e. Resumen de las Fuentes Consultadas

Barrón, P,. & Cortes, A. (2015).programación (2015).programación con LEGO para la educación (tesis de 1.   pregrado  preg rado). ). Universi Univ ersidad dad Autónoma Autó noma del Estado Esta do de Hida Hidalgo, lgo, Pachuca Pachu ca de Soto, Soto , México. Méxi co. Recuperado de: https://www.uaeh.edu.mx https://www. uaeh.edu.mx/docencia/Tesis/tl /docencia/Tesis/tlahuelilpan/lice ahuelilpan/licenciatura/doc nciatura/documentos/tesis_pro umentos/tesis_pro gramacion_con_lego_para_la_educ gramacion_con_lego_p ara_la_educacion_1_.p acion_1_.pdf df

Resumen El desarrollo de esta tesis se fundamenta en el análisis de los factores que influyen en el uso de la herramienta LEGO MINDSTROMS NXT en la ESTL (Escuela Superior de Tlahuelilpan) como herramienta para la implementación de una estrategia de aprendizaje que tiene como objetivo principal complementar el aprendizaje de los alumnos en tópicos de programación de una manera flexible, reforzando el conocimiento y fortaleciendo las materias de programación. Correa, Q., & Marlene, S. (2013). Aplicación del controlador PID en un Segway 2.  controlado de modo local y remoto mediante Bluetooth implementado en la plataforma LEGO NXT 2.0. (tesis de pregrado). Escuela Politec Politecnica nica Nacional, Quito, Ecuador. Recupera Recuperado do de: http://bibdigital.e http://bibdigital.epn.edu.ec/bits pn.edu.ec/bitstream/15000/6675/1/CD-5075.pdf  tream/15000/6675/1/CD-5075.pdf  

Resumen: Este proyecto está construido con el kit LEGO MINDSTORMS NXT 2.0 el cual brinda la facilidad de cambiar de diseño de una manera rápida y sin costos adicionales. El elemento principal del proyecto es el sensor de color RGB (red, green, blue) el cual funciona con ambientes de luminosidad definidos. Otra ventaja que presenta esta plataforma es que cuenta con un lenguaje gráfico de programación muy amigable con el usuario. El presente proyecto trata de la implementación de un controlador PID (Proporcional Integral Derivativo) en un Segway. Para comprobar el PID se utilizarán perturbaciones manuales y, a través de un control remoto. En forma automática el controlador PID se encarga de mantener el equilibrio en el sistema, para lo cual se toma como referencia la intensidad de luz emitida por un sensor de color RGB. Cuando se realiza una perturbación al sistema, la plataforma se moverá hacia adelante o atrás en una trayectoria lineal tratando de mantener su autobalanceo. Para realizar perturbaciones por control remoto se utiliza comunicación Bluetooth entre los dos controladores MINDSTORMS (principal y control remoto).

 

  3.

Lancheros, D. (2010). Diseño e Implementación Implementación de un Módulo Didáctico para el

 Aprendiza  Apren dizaje je en la Const C onstrucci rucción, ón, Implementa Imple mentación ción y Manipul Man ipulació ación n de Robots. Robo ts. Formación Forma ción universitaria, 3(5), 3 -8. https://dx.doi.org/10.40 https://dx.doi.org/10.4067/S0718-50062010000500002 67/S0718-50062010000500002

Resumen En este artículo se presenta un proyecto desarrollado como herramienta pedagógica que permite afianzar el aprendizaje en la construcción, implementación y manipulación de robots utilizando piezas Lego®. Se realizó una investigación preliminar de la literatura para determinar la situación actual a nivel nacional e internacional, luego se diseñó el módulo, comenzando por el software en conjunto con el sistema electrónico y el diseño de telerobots. En la última fase se evalúa el nivel de interpretación y capacidad de razonamiento espacial obtenido en los estudiantes que utilizaron el módulo. El desarrollo en términos de eficacia en el diseño e implementación de robots móviles fue de un alto nivel en los estudiantes de cuarto semestre de la carrera de tecnología en electrónica. 4.

Soto, J., Gomez, J., y Torres,I. (2013). Uso de los conceptos básicos de NXT-G 2.0 en la

construcción construcci ón y desarrollo de un robot seguidor de línea. Lampsakos,(9), 51 -58. Doi: http://dx.doi.org/10.21501/issn.2145-4086

Resumen: En este artículo se muestra la estrategia de programación de un seguidor de línea, a partir de la aplicación de fórmulas matemáticas básicas. Las formulas son traducidas en un lenguaje gráfico elemental, que hace posible la experimentación de la estrategia, en un robot LEGO MINDSTORM LEGO Mindstorms EV3. Guia de uso. Recuperado desde: h ttp://www.lego.com/esttp://www.lego.com/es5. es/mindstorms/downloads/user-guide

Resumen En este set de robótica LEGO® MINDSTORMS® EV3 tiene todos los elementos que necesita para crear y dar órdenes a miles de robots LEGO. Si nunca construyó un robot LEGO MINDSTORMS, le recomendamos comience por construir uno de los cinco personajes robóticos fascinantes que están ilustrados en el empaque de EV3. En las misiones del robot que se encuentran en el software de programación de EV3, verá las instrucciones de construcción y ejemplos de cómo programar los robots. Los robots fueron creados por diseñadores de LEGO MINDSTORMS para demostrar algunas de las maneras en las que se puede construir y programar con el sistema robótico LEGO MINDSTORMS EV3. Antes de darse cuenta, estará convirtiendo sus propias creaciones LEGO en robots animados de todo tipo con muchos tipos diferentes de comportamiento. Con LEGO MINDSTORMS EV3, nunca fue tan fácil construir y programar su propio robot. Imagine un robot y, luego, constrúyalo. Utilice los motores y sensores para agregar comportamiento y movimiento. El software lo guiará por los pasos que darán vida a su robot.

 

 

6. 

LEGO Mindstorms home page [Online]. http://www.lego.com/es-es/mindstorm http://www.lego.com/es-es/mindstormss  

Resumen: Página principal de los productos Lego Mindstorms, contiene información referente a los diferentes productos de la línea mindstorms así como el soporte técnico, los videos de creaciones variadas, descargas de catálogos y guías de uso, software de programación e información sobre la atención al cliente. 7.

Madsen, K. (2013). BOBB3E design, building and programming instructions. instructio ns. LEGO

Mindstorms

EV3.

The

LEGO

Group.

Recuperado

de:

http://www.lego.com/es-

es/mindstorms/build-a-robot/bobb3e

Resumen Presenta la construcción paso a paso de robot BOBB3E tanto de piezas individuales como de secciones que al final conformaran el conjunto del robot. 8.

Hernández, R., Fernández Fernández,, C., y Baptista, P.(2006). Metodología de la investigación.

México

D.F.,

México.

McGraw-Hill.

Recuperado

desde:

http://s3.amazonaws.com http://s3.amaz onaws.com/academia.edu.doc /academia.edu.documents/38758233/samp uments/38758233/sampieri-et-alieri-et-almetodologia-de-la-investigacion-4ta-e metodologia-dela-investigacion-4ta-edicion-sampie dicion-sampieriri2006_ocr.pdf?AWSAccessKeyId=AKIAJ56TQJRTWSMTNPEA&Expires=1475429857&Signature=  Avqi5zhU  Avqi 5zhUY%2Fe Y%2Fe0RrQ 0RrQ2B0P 2B0PSIck SIckAG6c% AG6c%3D&r 3D&respo esponse nse-con -content tent-disposition=inline%3B%20f disposition=inl ine%3B%20filename%3DS ilename%3DSampieri-et-al-metodol ampieri-et-al-metodologia-de-la-investi. ogia-de-la-investi.pdf pdf

Resumen En este libro se abordan los tres enfoques de la investigación, vistos como procesos: el proceso cuantitativo, el proceso cualitativo y el proceso mixto. Por ello, la obra está estructurada en cuatro partes: en la primera (Los enfoques cuantitativo y cualitativo en la investigación científica), que consta de dos capítulos, se compara la naturaleza y características generales de los procesos cuantitativo y cualitativo (capítulo I: Similitudes y diferencias entre los enfoques cuantitativo y cualitativo), además se presenta el primer paso que se desarrolla en cualquier estudio: concebir una idea para investigar (capitulo 2: EI nacimiento de un proyecto de investigación cuantitativo, cualitativo 0 mixto: la idea). En la segunda parte (EI proceso de la investigación cuantitativa, capitulo 3) se muestra paso por paso el proceso cuantitativo, que es secuencial. En la tercera parte (El proceso de la investigación cualitativa, capítulos 12 al 16) se comenta el proceso cualitativo, que es iterativo 0 recurrente. Po último, en la cuarta parte (Los procesos mixtos de investigación) se presentan diferentes procesos concebidos en la investigación mixta o hibrida.

 

 

9.

Parker, D. (2011). Garra coche con el regulador del juego. Ntx programs.com. programs.com.

Recuperado desde: http://www.nxtprograms. http://www.nxtprograms.com/claw_c com/claw_car/steps.html ar/steps.html

Resumen: Si usted tiene un LEGO ® MINDSTORMS ® NXT kit de robótica, a continuación, este sitio proporciona instrucciones de construcción y programas gratuitos descargables para una gran cantidad de proyectos de la diversión.  

Los proyectos diseñados para los jóvenes y jóvenes de corazón!

 

Sólo se requiere un kit NXT, no se necesitan piezas adicionales.

 

Las instrucciones instruccio nes completas de construcciones con fotografías en color

•

•

•

  No se requiere programación con experiencia. Simplemente puede descargar y utilizar los programas previstos. •

Estudiar los programas completamente comentado qué aprender, cómo funcionan, modificarlos y utilizar lo que aprende en sus propios programas. EV3RSTORM design, building and programming instructions. LEGO Mindstorms EV3. 10. The LEGO Group. Recuperado de: http://www.us.lego.com/es-es/mindstorms/build-arobot/ev3rstorm

Resumen Presenta la construcción paso a paso de robot EV3RSTORM tanto de piezas individuales como de secciones que al final conformaran el conjunto del robot

 

 

f. Evaluación de alternativas. Para evaluar las alternativas se aplicará criterio de diseño del robot con una ponderación del 30%, seguridad en el transporte de una carga 30% y estabilidad del robot con una ponderación el 20%. Autonomía en sujeción y liberación de cargas con una ponderación de 20%. Cada ítem se califica en una escala de 1 a 5 donde 1 significa que es el que menos cumple con la condición y 5 es el que cumple plenamente la condición. Al final se suma las calificaciones ponderadas y la mejor alternativa es la de mayor calificación.

ÍTEM 

LEGO MINDSTORM EV3 TRUN 

LEGO MINDSTORM EV3 BOBB3E 

LEGO MINDSTORM EV3 RSTORM 

Diseño (30%)

3

0,9

5

1,5

3

0,9

Seguridad en el transporte de una carga (30%)

4

1,2

4

1,2

2

0,6

Estabilidad (20%)

4

0,8

4

0,8

2

0,4

Autonomía en sujeción y liberación de cargas (20%)

2

0,4

5

1

3

0,6

TOTAL

3,3

4,5

2,5

g. Selección de la mejor alternativa. La mejor alternativa es la del LEGO MINDSTORM EV3 BOBB3E por tener la calificación más alta.

 

 

h. Diseño concept conceptual ual de de la solución

 

 

CONCLUSIÓN En la fase 3 utilizamos el Kit de Lego Mindstorms EV3 con el fin de dar desarrollo a la guía planteada, reconociendo así la parte del Hardware (Ensamble) y el Software (Programación), dando respuesta a la necesidad del problema planteado de acuerdo a la situación problemática.