Robotica Avanzada

Los motores servo, generalmente son usados para controlar: aviones, lanchas y carros de radio control. Este tipo de motores tiene internamente un motor de corriente directa acoplado a un juego de engranes que sirve para disminuir la velocidad, y un potenciómetro que esta conectado a una pequeña tarjeta de control que recibe una señal cuadrada dependiendo de la variación en su ancho de pulso en la señal de entrada será la posición deseada en el eje.

¿Como funciona un servo? El servo tiene 3 cables: tierra, alimentación y el cable de señal, muchos servos pueden rotar 90 grados en aproximadamente medio segundo, para hacer mover un servo tienes que conectarlo a una fuente de 5 volts capaz deentregar hasta un ampere, la señal quese le da es de 5v generalmente y el pulso que se le entrega oscila entre 1 y 2 milisegundos y esta secuencia se repite 50 veces por segundo, el ancho del pulso que se le entrega determinará la posición. En un servo el ángulo puede variar dependiendo del fabricante pero la mayoría de los servos se moverá al centro mandando una señal de 1.5 ms. Los servos son circuitos de lazo cerrado, debido a que siempre están comparando una posición con el ancho de pulso que esta entrando, si el servo es movido con la mano este regresara a la posición equivalente al pulso entrante, sin embargo, si el servo esta apagado se puede mover su eje fácilmente con la mano y no habrá auto corrección.

SERVOS VS MOTORES DE PASOS EN ROBOTS Los servos son mejores porque:

Respuesta dinámica, aceleran mas rápido cuando inician y cuando paran también cuando cambian de dirección. Los servos son fáciles de ajustar, plug & play

Los motores de paso no porque:

Pierden pasos y su aceleración es mucho menor El calentamiento que presenta este motor es excesivo Resonancia por el exceso de bobinas

No se calientan Requieren bajas velocidades para evitar Mas potencia, la curva de torque del servo es perder pasos linear , su máxima potencia puede estar disponible a bajas y altas RPM Demandan muchísima corriente No pierde pasos ni posiciones siempre llega ya que esta retroalimentado por sensor

Mucho ruido eléctrico Son muy grandes y pesados

Sistema de lazo cerrado, sin errores Mejor resolución que los motores de pasos

Requieren mucha electrónica para encenderlos En robots móviles consumen mucha batería

EL CIRCUITO SUMOBOT (SERVO DIDACTICO DE ALTA CAPACIDAD) El circuito sumobot es un convertidor de frecuencia a voltaje y también tiene 3 cables como lo haría un servo donde el cable marcado será la señal, el cable de en medio será el positivo aunque este no se conecta porque el positivo lo toma desde la otra alimentación (la de potencia) y el tercer cable que es tierra, este si lo utiliza, ya que para realizar una conexión entre diferentes tarjetas, las tierras tienen que ser las mismas, para que se cierre el circuito.

El circuito sumobot es un servo en toda la extensión de la palabra que convierte un motor de corriente directa o motoreductor en un servo.

Proyecto ARMADO DEL CIRCUITO SUMOBOT El circuito presentado en esta escrito, convierte pulsos como los que provienen de un receptor de radio control es decir la señal (PWM) en un voltaje que posteriormente puede ser amplificada la señal con un puente H y así entregar al motor la corriente que se necesite, el circuito simplificado puede estar implementado con un PIC aunque el esquema que se presenta aquí es mas tradicional. Si uno gusta de armar proyectos muy seguramente ya se tienen los componentes. Desde un microcontrolador y usando el lenguaje Pic Basic Pro compiler (instrucción: pulsout) o desde picaxe (instrucción: servo 4,100) es muy sencillo emular la señal que mueve un servo desde picaxe lo cual veremos mas adelante.

Acerca del circuito sumobot: Se debe conectar una fuente de 5 volts con una señal de 1 a 2 ms en el cable de señal. Los pulsos de entrada son conmutados por U1A y los capacitores C2 y C3 se cargan mediante R2 , al final de cada pulso los capacitores de muestreo y retención C8 y C9 son refrescados con el voltaje de C2 y C3. El voltaje muestreado es comparado mediante los amplificadores operacionales U2A,U2C en una escala arriba y una escala abajo. El escalamiento de los resistores R9, R10, R11, R12 hace solamente que solo un canal PWM este activo a la vez La señal PWM hace que la señal pase a través de los switches análogos U3B y U3C y son switcheados por U1D y U1E, y sihay falta de pulsos entrantes U1C controlado por C7 y R4 apagaran la salida, esto asegura que si la unidad de control se torna inestable o se resetea se apagara el motor. En la salida se encuentra conectado un puente H (L298E)

El uso de capacitores en tres etapas permite operar con bajo poder lo cual es muy bueno el LM324 una fuga de corriente significativa y esta ocurre si se alimenta al circuito lo menoscausa 10 veces por segundo en un rango de baja repetición si no se cambia el rango esto por producirá que el motor vibre un poco, esto puede pasar en pulsos emulados desde un software en el cual las repeticiones “loop” varían. La frecuencia PWM en este circuito es de aproximadamente 3 Khz, esto es muy eficiente para muchos puentes H pero es un poco ruidoso en la bobina del motor, cambia C5 y C6 para un gran cambio en la frecuencia y R3 para hacer cambios menores en la frecuencia Para cambiar la sensibilidad del ancho de pulso cambia los valores de R5 de hecho como se comporta es: 1 milisegundo causara señal completa en una salida y 3 milisegundos causara señal completa en la otra salida R10 y R11 ajustan el tamaño de la banda muerta (cuando las dos salidas están apagadas) si se quiere ajustar la banda muerta incrementa el valor de R10 y R11 a 33k (tal vez) y coloca un potenciómetro (trimmer) de 100k para los pines U2 (pines 3 y 9) Si requieres mucha potencia en el motor y muy buen control necesitaras disminuir el timeout para esto reduce el valor de R4 donde el valor default es 4.7 Mohm da como resultado 2.5 segundos y R4=470K da 0.25 segundos.

Hoy en día nuevas, aplicaciones en la robótica se han dado lugar con el uso de servos, además de que son excelentes para controlar robots debido a su gran resolución, tienen la propiedad de auto corregir su movimiento en caso de que existiera alguna fuerza excesiva en el eje. Esto se logra mediante la comparación entre la posición del motor y el ancho de pulso de señal entrante.

EJEMPLO DE LA SEÑAL ENTRANTE EN UN SERVO: Continuación te proponemos un programa desde PIC Basic Pro compiler para emular la señal de un servo así podrás mover el circuito sumobot sin ningún problema: For b1=1 to 10 Pulsout portb.1,100 Pause 20 Donde:

Señales entrantes de PWM en el cable blanco de un servomotor de radio control. En el programa anterior la pausa de 20 ms asegura que el programa manda el pulso a un rango de 50 pulsos por segundo. Pulsout será la instrucción que se manda para entregarle una señal cuadrada al servo, el numero 0 es el PIN por el que saldrá la señal, esta deberá estar conectada al cable blanco del servo y el número 150 es la posición de en medio de un servo, esta puede variar dependiendo la marca del servo. La posición extrema izquierda es 100 y la posición extrema derecha es 200.

CONECTANDO EL MOTOR DE DC A LA TARJETA SERVO SUMOBOT Para conectar el motor tendrás que ver la corriente máxima (es decir con carga máxima o el eje del motor detenido por el usuario) para ver si es compatible con las características de voltaje y corriente de la tarjeta, al principio conecta el motor indistintamente en la tarjeta, conoceremos a que sentido debe ir cuando conectemos el potenciómetro al eje.

DISIPACION TERMICA DE LA TARJETA Dependiendo la corriente máxima del motor de DC que vayas a conectar al circuito servo sumobot, tendrás que colocar un disipador de acuerdo a esta corriente, tendrás que conectar uno de 10cm*4cm de largo, pero si ves que con el motor que has seleccionado el disipador que trae se calienta demasiado coloca uno con mas área de aluminio.

ELIGIENDO EL POTENCIOMETRO O SENSORDE RETROALIMENTACION El sensor que retroalimenta la posición hacia la tarjeta electrónica servo sumobot y de cualquier servo analógico es un potenciómetro, este se deberá colocarlo de manera que cuando este conectado al eje mediante engranes y se le dicte una señal de entrada determinada, el eje pare en esta señal, y si se mueve el eje manualmente, este regrese a esa posición debido a que el potenciómetro también se movió y cuando se movió, retroalimentó y regresó el eje hacia la posición determinada, si esto no sucede volteé el potenciómetro respetando el cable de en medio es decir solo intercambie los extremos. Si requiere que el eje del servo tenga mayor rango de movimiento cambie el potenciómetro, pruebe diferentes valores, 50K, 100K etc. También pruebe los llamados potenciómetros de muchas vueltas (helipots) o (trimpots) este será un buen experimento del que aprenderá mucho.

¿QUE MOTORES PUEDO CONECTAR? Como habíamos mencionado antes, puede conectar cualquier motor que se encuentre dentro de las características de voltaje y corriente y podemos añadir que estos pueden ser motorreductores esto moverá mas carga y podrá hacer proyectos más grandes.

MODIFICACIÓN DE UN SERVO PARA SU ROTACIÓN CONTÍNUA

Un servo normalmente responde a la señal de control y se refleja entregando posiciones en el mando, recordemos que el mando es el disco que se encuentra insertado en el eje del motor. Estas posiciones generalmente están en un rango de 180 grados, si nosotros queremos utilizar el servo en las llantas de un robot móvil tendremos que modificarlo para su rotación continua, así el motor podrá cambiar su velocidad, parar y girar al lado contrario también con diferentes velocidades para esto habrá que modificar el motor. Como nota podemos mencionar que hay muchos tipos de servos y tienen variaciones en su estructura pero la modificación será la misma

PASO 1 Quite los tornillos para desensamblar el servo, hágalo con cuidado para que no salgan las piezas volando y después no sepa como re armarlo.

PASO 2 Abra con mucho cuidado la tapa de arriba del servo, revise bien y verá que son dos partes que se abren la parte de arriba contiene la mecánica y la de abajo la electrónica, una vez que haya abierto la de arriba memoriza como van los engranes, tenga cuidado en no contaminar con partículas como polvo u otros objetos la grasa de los engranes, también tenga mucho cuidado en no dañar los engranes.

PASO 3 Ahora saque este engrane

, es el principal y vera que tiene un tope de

plástico, tendrá que cortarlo.

PASO 4 Cuando sacó el engrane principal habrá notado que hay un potenciómetro abajo, este potenciómetro es el encargado de retroalimentar a la electrónica las posiciones de los engranes. Tendremos que quitar este potenciómetro para esto destape con cuidado la parte de abajo del servo y habrá que hacer palanca con un desarmador entre la tarjeta y el chasis del servo para quitar la tarjeta electrónica, como verá el motor principal esta soldada a esta tarjeta.

Generalmente el potenciómetro sale hacia abajo, tendrá que hundirlo con ayuda de unas pinzas ya que se encuentra metido a presión.

PASO 5 Desolde el potenciómetro y verifique de que valor es, supongamos que este es de

5K tendrá que sustituirlo por 2 resistencias de la mitad del valor es decir tendrá que poner 2 resistencias de 2.5K en lugar del potenciómetro de esta manera:

Cuando ponga las resistencias asegurese que estas queden encima del chip de control y que las patas de las resistencias queden dobladas de tal manera que no hagan contacto en ningún otro lado de la tarjeta electrónica.

PASO 6 Reensamble todo nuevamente y asegurese que el eje rote continuamente , puede hacer esto mandando un pulso PWM al servo notará que en lugar de que llegue a una posición en especial llegará a una cierta velocidad , ahora el servo esta modificado y listo para usarse en aplicaciones móviles. En teoría un servo modificado si recibe una señal cuadrada de 1.5 ms el motor se detendrá y si se le da una señal de 1.7 ms el motor caminará en el sentido de las manecillas del reloj, si se le da una señal menor a 1.5 el motor girará en sentido contrario. Tal vez si ha modificado servos diferentes entre si, le convenga hacer anotaciones para saber como se modifican los distintas marcas de motores servo.

SERVOS DIGITALES

Los servos estándar usados para modelos de radiocontrol usan señales digitales para controlar su posición esto es llamado control digital proporcional, la posición de la salida es proporcional al ancho de pulso entrante pero internamente estos servos son completamente análogos lo que los deja un poco atrás en lo ultimo en tecnología que es el servo digital este utiliza FETS de alta corriente para mejorar el desempeño del motor , también dentro del circuito electrónico se encuentra un microprocesador que esta controlado por los pulsos que se mandan desde la unidad de control, en estos se puede reajustar el centro y la velocidad del servo fácilmente, pero para esto se necesita una unidad de programación. Los servos digitales tienen un costo muy superior a los servos analógicos pero están mucho mejor implementados es decir los engranes son mejores y están construidos con materiales muy duros y procesos de ultima tecnología como lo es el titanio o kevlar cortados con láser. Entre las desventajas encontramos que tienen muy poco rango de movimiento. También se puede notar la enorme corriente que requieren para manejar la carga en el mando (1.6 Amp por servo), son algo ruidosos, este tipo de servos emiten un sonido muy agudo debido a la alta frecuencia que pasa por la bobina y lo emiten cuando mas carga mueve el servo, muchas veces el sensor de posición ya no es un potenciómetro como lo tienen los servos analógicos , en el digital el que se encarga de sensar la posición es un encoder óptico que esta constituido por un disco con ranuras y sensores infrarrojos cuentan las ranuras y procesan esta información para reestablecer la posición en el eje del motor.

CONTROL PID EN UN SERVO

PID es un acrónimo que cada vez es mas usado en los sistemas automáticos donde se realizan procesos y control de movimiento, a continuación se explica que es, como funciona y como se aplica. PID tiene mucho en común en el proceso de control de temperaturas, presiones etc. cualquier proceso que requiera un control optimo, en robótica se usa para desacelerar motores al llegar a su posición con la finalidad de evitar el momento de inercia y por lo tanto, evitar la fatiga y desgaste de los engranes que estén relacionados con el movimiento del segmento, generalmente es aplicado en sistemas de lazo cerrado y es una dinámica que obedece a una respuesta de cambio de frecuencia

PID significa: “proporcional integral y diferencial”, donde el termino integral se aplica en bajas frecuencias y el diferencial en altas frecuencias estas frecuencias son relativas a el ancho de banda de el proceso del servo

Un muy completo diagrama de la compensación PID puede ser:

PID es un mecanismo de filtro usado en control y referido a la salida mediante agregar factores y funciones. PID es una ecuación diferencial que se resuelve en el dominio de frecuencia y para esto habrá que consultar libros de análisis matemático de frecuencias aplicadas al control para un mayor entendimiento en este tema. En una explicación simple de este algoritmo de control podemos definir por separado P, I, D donde la formula más básica es:

el

Salida = Kp*error proporcional - Kd*Error derivativo + Ki * error integral. *El término proporcional es un valor de salida basado en la diferencia del punto de referencia y el actual *El derivativo es un termino basado entre el error proporcional y el primer derivativo o la velocidad de error (es el error disminuyendo o incrementando). *El termino integral es el opuesto al derivativo, es la suma de todos los errores a la vez el termino integral esta incluido para permitir al controlador que avance la salida de tal manera que todos los errores eventualmente se cancelen. Las constantes Kp, Kd y Ki son solo factores o valores de ganancia usados para mezclar varios términos juntos y dar como resultado una ecuación (salida). Estos factores cambian dependiendo la calidad los motores, el peso dely robot y la carga decorrectas las baterías alimentan losdemotores, condesuficiente información especificaciones de que los componentes es posible calcular los valoresexactos para las ganancias y calculo PID pero en términos prácticos la prueba y error son suficientes para obtener buenos valores y resultados En la practica de la implementación del algoritmo PID, si uno esta usa las integrales es para escalar los términos (multiplica por un factor) y luego divide la salida por ese factor, de esta

manera los valores fraccionales pueden ser de utilidad para realizar algún programa dentro del microcontrolador o agregar funciones a la salida.

PID es una técnica relativamente sofisticada de compensación que se implementa en un servo

SERVO TERMINOLOGIA Motor coreless .- Esto se refiere a la armadura del motor donde un servo convencional tiene una armadura de metal en la que están pegados los imanes, n un diseño coreless la armadura usa un alambre delgado que forma una copa que gira alrededor de los magnetos evitando la pesada carcaza de acero este diseño provoca una operación mas suave y un tiempo de respuesta mas rápido

Control indirecto, esto se refiere a el potenciómetro dentro del servo, el control indirecto es cuando el potenciómetro de retroalimentación esta en otro lado de el movimiento y no pegado al eje final (la parte donde se inserta el mando)

Línea SP este es el eje dentado del servo donde los servos HITEC estándar tienen 24 dientes y los FUTABA 25 dientes

Torque es la máxima potencia que el servo puede producir, normalmente esta dado en onzas por pulgada o newton metro Mando.Retroalimentación.-

Tiempo de transito es la cantidad de tiempo que toma a un servo en mover su eje a una determinada posición por ejemplo un servo con tiempo de transito de 0.19 seg. a 60 grados eso significa que tomara 1/3 de segundo en rotar 60 grados.

Span es el estrecho donde el servo no responde entre dos limites (respuesta del servo en determinar una posición)

USOS DE LOS SERVOS El servo tiene muchas utilidades y dependiendo la aplicación se deberá determinar el tamaño del servo generalmente esta elección se hace poniendo un torquimetro en el mecanismo con carga máxima para saber la fuerza (torque) que deberá tener el servo. A continuación presentamos algunas utilidades y usos más interesantes de los servos:

Son usados para motorizar plataformas móviles en robots de gran capacidad y Son usados en combinación con que requieren mucho control giroscopios y acelerómetros para ya que son gobernados por mantener de pie a humanoides sistemas de tele presencia

Son usados para controlar los alerones en los aviones ya que la presión que se ejerce debajo del ala para levantar el avión es contrarrestada por el reposicionamiento del servo

Son muy usados en sistemas robóticos de muchas patas ya que se pueden conectar y controlar vía serial desde microcontroladores y

Los servos se usan para dirigir sonares, cámaras y sistemas de medición en general con la finalidad de sensar o medir un

En vehículos de ultima tecnología como el Segway se utilizan en combinación con

microprocesadores

mayor rango

giroscopios para evitar la caída

El servo tiene gran utilidad en plataformas robot de 2 ruedas, de la misma manera que el segway se combina con giroscopios para equilibrar

En sistemas para discotheque los servos tienen gran utilidad y demanda ya que producen efectos en reflejos en espejos que están pegados al eje del servo

La confianza que se les puede tener a estos motores es tal que se implementan en sillas de ruedas para discapacitados e incluso ellos pueden controlar pequeñas palancas que controlan los movimientos de robots no tienen de mucho tiempo de los servos duración batería Son usados para hacer y motorizar robots de entretenimiento de gran capacidad de funcionamiento (muchas funciones) aunque estos

En la industria los brazos robot y los alimentadores son motorizados por servos de alto torque el uso de estos motores es importante porque el robot se maneja por posiciones.

Los propulsores en los robots submarinos están motorizados con servos

El servo tuvo su primera aparición con fines militares (dirigibles) y actualmente son muy usados en esta industria ahora comandando robots espía y exploradores , también son muy usados en aviación militar

En un exoesqueleto el servo amplifica la fuerza del cuerpo humano con la finalidad de hacer trajes grúa y hacer terapia en personas con discapacidad

El servo es un excelente copiador de movimientos que antes fueron procesados

Un robot barman sirve una bebida En robots de limpieza es en donde si los motores fallaran sencillo combinar sensores con el liquido se regaría , los servos servos para determinar la ruta son muy usados en sistemas de del aparato visión artificial y lógica difusa

En los telescopios computarizados comerciales el sistema de posicionamiento esta constituido por servos, aquí la computadora toma como referencia una estrella y los servos mueven el aparato apuntando según un mapa estelar

Incluso en el espacio los servos

Otra utilidad de estos motores son en robots de capacidad

desde un software es así como se realizan sistemas de realidad virtual y aquí la actividad de los servos consiste en ponerlos en los asientos y así reproducir el vuelo de un avión etc.

son los motores más confiables para fabricar exploradores y tomar muestras de tierra.

industrial y domestica como lo son las cortadoras de pasto robot, aquí son fundamentales ya que se necesitara mas potencia en el motor cuando encuentre una piedra en su camino.

MC33030 SERVO DRIVER /CONTROLADOR DE MOTORES El MC33030 de la marca “ON semiconductor”es un controlador servo para motores de DC de 16 pines este chip fue diseñado también para aplicaciones donde un potenciómetro es el sensor de posición , este circuito le da características de sistema de lazo cerrado a este tipo de motores, este chip consiste en un comparador de ventana y una entrada comuna si como un puente H capaz de disipar hasta 1 Amp se puede programar la sobre corriente y apagar el sistema, este chip es ideal para casi todas las aplicaciones servo y de posición en donde se requiere sensar temperatura, presión, luz, flujo magnético o cualquier otra cosa que se necesite convertir a voltaje

CONTROL PARA HACER UN SERVO CONUN MOTO REDUCTOR BASADO EN AMPLIFICADORES OPERACIONALES.

Y quien no recuerda la serie “Cuentos desde la cript a” donde el cadáver presentaba el programa de historias de terror, el cadáver era un mecanismo lleno de servos donde a unos metros de distancia se encontraba un operador con un exoesqueleto y en cada articulación un potenciómetro a continuación presentamos el circuito que hace esto posible.

Es necesario seleccionar el amplificador operacional que trabajará en este proyecto ya que hay unos que son pre amplificadores estos, no funcionarán. El op amp que elijamos tiene que ser de potencia. El potenciómetro puede ser de cualquier tipo, ya sea térmico, por luz etc. El otro potenciómetro (el que no se sujeta al eje del motor) es el control del servo si se le da vuelta 1 mm a este potenciómetro el motor dará 1mm de vuel ta también este es el potenciómetro que se pone en la articulación del exoesquelto y el motor se pone en el cuerpo animatrónico y cuando el operador se mueve el cuerpo animatrónico se moverá con un realismo único.

GIROSCOPIOS

Un giroscopio es un dispositivo electromecánico que puede sensar el movimiento rotacional, hace unos años todos los giroscopios usaban un motor eléctrico que hacia girar un disco pesado donde este tenia un momento angular y al moverlo da un pequeño tiron hacia el lado contrario impidiendo que se salga de su orbita.

El fenómeno giroscópico es demostrado en las clases de física con una rueda de bicicleta girando y el alumno sosteniendo el sistema y el profesor le dice al alumno que se siente en una silla giratoria, entonces el profesor mueve la silla y el alumno siente el efecto en sus manos y de cómo el sistema intenta a su posición El giroscopio tendrá mayor tiron de regresar regreso cuando detectesrcinal. una perturbación mas larga El primer giroscopio electromecánico fue hecho por la compañía Kavan en Alemania en 1978 con la finalidad de volar helicópteros de radio control y con esta tecnología se pudo por primera vez manipular un helicóptero en vuelo invertido

Los siguientes giroscopios producidos en masa para radio control fueron producidos por la compañía KO en Japón alrededor de los años 80

Los giroscopios piezo fueron fabricados hasta 1988 donde modelistas independientes diseñaron usando cristales piezo cerámicos, la compañía Futaba fue de las primeras que ofreció comercialmente el piezo giroscopio Un piezo giroscopio tiene mejores capacidades que un electromecánico ya que no tienen partes móviles y pueden soportar golpes mayores además que son mas sensitivos a pequeñas perturbaciones en términos técnicos se dice que tiene un ancho de banda mayor , un ancho de banda mayor significa que el sensor puede detectar a baja frecuencia pequeñas perturbaciones y a muy alta frecuencia pequeñas y rápidas perturbaciones.

El futuro de esta tecnología son los giroscopios láser de anillo donde se utilizan dos haces de luz viajando en direcciones opuestas dentro de un contenedor triangular, y los haces rebotan en las paredes dando vueltas y vueltas por reflexión cuando hay una perturbación uno de los haces viajara una menor distancia, esta reducción provee la diferencia de información. Un cristal piezo es un cristal especialque genera un pequeño cambio devoltaje por presión. Esta presión se introduce cuando se dobla ligeramente, cuando hay una perturbación de movimiento inerciaque del movimiento doblaes el cristal suficiente generar dispara unala señal posteriormente amplificada y para usada comoel voltaje señal que de retroalimentación, los piezo cristales son usados en micrófonos, cuando uno habla se doblan los cristales y se srcina la señal de sonido, también si uno aplica voltaje al piezo cristal este se doblara. Los piezo cristales dentro de los giroscopios son sensitivos a la temperatura y cuando esta cambia el cristal introduce un pequeño cambio de voltaje, este falso voltaje introduce movimientos indeseables en el servo, la diferencia de un giroscopio caro y uno barato es, que el más costoso tiene circuiteria superior y el circuito compensa cambios de temperatura más eficientemente Finalmente podemos decir que es conveniente implementar un servo rápido para ser implementado con giroscopios

CONSTRUCCION DE UN SEGWAY (VEHICULO AUTOEQUILIBRABLE) A continuación proponemos un proyecto implementado con giroscopios donde se fija una señal de control hacia el giroscopio y después hacia dos tarjetas servo que controlaran dos motoreductores, el proyecto consiste en un autoequilibrable de dos ruedas:

El autoequilibrable seway hace una refresco de 200 veces por segundo, para este caso megaservo CRYA hará 150 veces por segundo y el giroscopio será el encargado de tirar hacia el otro lado en el momento que detecte una pequeñísima inclinación , para esto tendremos que darle una señal fija mediante la tarjeta w-713 de control de servos esta tarjeta nos entregara una señal de servo que dará la referencia , a esta tarjeta se conectaran 2 tarjetas megaservo (clave 106) cada una de estas tarjetas será la encargada de controlar motoreductores de alto torque (clave 220) tendrás que hacer el chasis de aluminio y las llantas si puedes conseguir de bicicleta mejor ya que son ligeras y tienen buen agarre en el piso , también tendrá que poner especial cuidado en poner baleros entre la catarina y el chasis, obviamente tendrás que mandar al torno a hacer algunas piezas pero eso te asegurara la calidad en el movimiento esto es importante porque es un aparato delicado en su construcción debido a la precisión que debe de tener el mecanismo.

La altura del poste principal es de 1m y el manubrio es corto (30-40cm) lo largo de la base es de 60cm incluyendo las llantas. En realidad puedes hacerlo del tamaño que sea pero lo importante es que este bien balanceado esto quiere decir que los dispositivos como batería y motores tendrán que ir en medio y hasta abajo para que no le cueste mucho trabajo a los motores equilibrar. También se tendrá que equilibrar batería y motores es decir si ya has construido todo el vehículo y notas que se va para adelante estando el vehículo apagado, tendrá que hacer para atrás la batería a manera de intentar que mecánicamente el vehículo entero tenga torque cero es decir que no se vaya ni para adelante ni para atrás.

Las catarinas que van entre la llanta y el eje son de 40 dientes paso 35 y las catarinas que van sujetas al eje del motor son de 10 dientes paso 35 y la cadena es de paso 35, así que escoge tus llantas solo un poco mas grandes que la catarina de 40 dientes, las llantas con rayos de una bicicleta para niños estarán bien. Sujete los motores al chasis con soportes de aluminio (tendrás que hacerlos o en un taller de torno) y el chasis tendrá que ser de aluminio de ese que se usa en cancelaría, tal vez se tenga que usar un tipo mas delgado de aluminio para el poste y el manubrio y el giroscopio y las tarjetas electrónicas puedes sujetarlas mediante esa cinta que pega por los dos lados (cinta scotch). Los potenciómetros que van en el manubrio van sujetos con soportes de aluminio que también tendrás que hacer, estos provienen de la tarjeta megaservo(vienen incluidos) y su propósito es el de dar vuelta a la izquierda o a la derecha. Cuando hayas terminado la construcción del vehículo te darás cuenta que necesita un ajuste, este lo podrás hacer desde la tarjeta que fija la señal del servo (clave w-713) pero este ajuste es muy sencillo.

Para hacer una plataforma robótica sin manipulación humana puedes sustituir esta tarjeta de fijación de señal por una tarjet a de microcontrolador picaxe (también disponible en CRYA* ) y añadir sensores de diversos tipos como sensores infrarrojos para seguir línea o tal vez sensores de proximidad etc.

FUENTE DE ALIMENTACION PARA SERVOS Un servo de radio control analógico consume alrededor de 1 Amp y uno digital 1.6 Amp, ciertamente es mucha demanda para un motor aunque vale la pena debido a las funciones que realizan estos dispositivos. Usar una fuente conmutada de computadora nos dará problemas ya que estas switchean alta frecuencia y eso hace que el servo tenga una respuesta indeseada.

Es muy conveniente tener una fuente de alimentación adecuada e incluso sobrada la fuente que proponemos no tiene nada de especial y es recomendada para encender 5 servos estos pueden encenderse al mismo tiempo o separados:

FORMAS DE CONTROL DE SERVOS RADIO CONTROL Un servo puede entregársele una señal de control de varias formas, entre ellas esta el radio control, en esta forma existe un radio y un receptor que ya esta provisto con entradas especiales para manejar cierto numero de servos, estos radios son muy comunes para manejar aeromodelismo y el numero de canales determinará cuantos servos pueden ser movidos por el control, estos radios tienen un cristal abatible del mismo valor en el control y en el receptor como opción para cam biar la frecuencia, normalmente tienen un alcance de 1Km y una duración de batería de 40 minutos aproximadamente.

TARJETA ELECTRONICA AUTONOMA

Tarjeta PICAXE 18X, esta cuenta con una alimentación para 9v, led indicado de encendido, puerto DB9 para la comunicación con la PC y tres hileras de pines para conectar directamente un máximo de 8 servos a diferencia de la otra tarjeta picaxe, esta cuenta con un doble regulador de voltaje, significa que con esta puedes manejar hasta 4 servos al mismo tiempo. (Esta tarjeta incluye el PIC16F88 Picaxe 18x)

EMULADOR MANUAL DE SEÑAL DE SERVOIMPLEMENTADA CON LM555

SERVO IMPLEMENTADO CON UN PIC 16F84A-4P UTILIZANDO PBP (BASIC) En este proyecto implementamos un servo con un microcontrolador PIC16F84A-4p y mediante este se logra un seguidor solar: Muchas veces necesitamos de un sistema basado en microcontroladores que realice las acciones de un servo es decir podemos comandar un motor con un puente H conectado a un pic con la intención de realizar ajustes pero desde un programa, aquí mostramos un ejemplo de un programa que tiene dos fotorresistencias de 2Mohms conectadas, una en el pin6 y la otra en el pin 7 y en el pin 0 y 1 tenemos conectado un puente H. El proyecto es de un seguidor solar para un colector de agua el cual siempre requiere tener la incidencia de luz en el foco de una parábola, en el foco hay un tubo de cobre y toda la luz se concentra y el agua que pasa por el tubo se calienta, este proyecto es solo un ejemplo aunque podemos mencionar muchos mas. Include “ bs1defs.bas” Trisb=%1100000 Inicio: Pot 6,255,b0

Pot 7,255,b1 If b0>b1 then uno If b0=b1 then dos If b0