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INTRODUCCIÓN A LA MICROROBOTICA - RESCUE EN LA RCJ -

INTRODUCCIÓN A LA MICROROBOTICA - RESCUE EN LA RCJ -. Iván Gallego Nov. 2007. COMPLUBOT – C.P. Miguel Hernández – Alcalá de Henares – Madrid – Spain complubot@gmail.com. Cada año, los mejores equipos de cada país, compiten en un evento de forma conjunta.

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INTRODUCCIÓN A LA MICROROBOTICA - RESCUE EN LA RCJ -

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  1. INTRODUCCIÓN A LA MICROROBOTICA- RESCUE EN LA RCJ - Iván Gallego Nov. 2007 COMPLUBOT – C.P. Miguel Hernández – Alcalá de Henares – Madrid – Spain complubot@gmail.com

  2. Cada año, los mejores equipos de cada país, compiten en un evento de forma conjunta. La RCJ está orientada a estudiantes de hasta 19 años divididos en dos categorías: Primaria. Hasta 14 años Secundaria. De 15 a 19 años En ambas categorías se compiten en las pruebas de soccer, rescue y dance (prueba libre). ¿QUE ES LA ROBOCUP JUNIOR? • La ROBOCUP Júnior (RCJ) es un proyecto educativo a nivel mundial que involucra a más de 25 países.

  3. La prueba de RESCUE se desarrolla en un escenario que simula una catástrofe y donde el robot es un robot de rescate. Es un sigue-líneas en un escenario tridimensional. PRUEBA DE RESCUE • La línea pude desaparecer (gap) o estar bloqueada por algún objeto (derrumbe) que hay que esquivar. • Además en el recorrido se encuentran siluetas de víctimas que hay que “salvar” parándose durante 1 segundo encima de ellas.

  4. EXPERIENCIA PREVIA En la RCJ del 2006 (Bremen - Alemania) participamos, en la prueba de Rescue, con dos robots basados en RCX y construido con piezas de LEGO. Estos robots disponían de dos sensores de luz para seguir la línea e identificar víctimas y de un sensor para detectar obstáculos por ultrasonidos (SRF05), en uno de ellos y por infrarrojos en el otro.

  5. MEJORAS PARA UN ROBOT DE RESCUE Basándonos en nuestra experiencia previa estas son las características de nuestros nuevos robot de RESCUE: • Sensor sigue-líneas más eficaz. • Mejora en la identificación de víctimas. • Sistema de tracción (motores y ruedas) más potente. • Sensor de inclinación para detectar el comienzo y fin de la rampa. • Sistema de localización de obstáculos mejorado.

  6. TCVS ROBOT DE RESCUE DE COMPETICIÓN TCVS (The Crazy Victim Saver), es nuestro robot para la prueba de RESCUE de la RCJ 2007, desarrollado de julio de 2006 a abril de 2007. TCVS en la RCJ 2007 - ATLANTA

  7. La estructura de TCVS esta realizada de la siguiente manera: Formada por dos placas superpuestas de fibra de carbono. Unidas por cuatro varillas roscadas de M4 con tuercas de acero y separadores de nylon. TCVS - ESTRUCTURA • También hemos usado piezas de LEGO sujetadas con tornillos, termo cola o cyanoclirato.

  8. TCVS – CONTROLADOR El controlador del TCVS es el NXT de LEGO: • El "cerebro" del NXT es un procesador ARM-7 de 32 bits, 256 KB de memoria FLASH, 64 KB de RAM y una velocidad de funcionamiento de 48 MHz. • Conexión por USB y Bluetooth para descargar programas. • Procesador de 8 bits dedicado solo a las entradas y salidas. • 3 puertos para el control de servo-motores. • 4 puertos para sensores analógicos e I2C

  9. TCVS - DIAGRAMA DE BLOQUES Servo Motor Servo Motor Indicador de victimas Sensor de color Sensor de inclinación SFR08 NXT SFR08 ALCACNY sensor sigue-lineas BUS I2C SFR08 BUS I2C SFR08 alimentacion 5V SFR08 Bateria LIPO 7.4v - 2200mA/h Regulador de 5V Sensores ultrasónicos

  10. TCVS – SISTEMA MOTRIZ (I) • Esta formado por dos servo-motores de corriente continua, conectados a dos salidas del NXT, controlados en velocidad. • Cada motor mueve una rueda de espuma de neopreno de gran poder de tracción. • Las ruedas motrices se encuentran en la parte trasera del robot. • Debido al gran tamaño de los motores a sido necesario colocarlos en posición horizontal.

  11. TCVS - SISTEMA MOTRIZ (II) • En la parte delantera del robot esta puesta una “rueda loca” esta rueda no tiene motricidad y además lleva unos rodillos de nylon duro que nos permiten girar con gran facilidad. Los servo-motores incorporan un sensor de rotación de un grado de resolución (360 pulsos por vuelta) y una reductora que los hace girar a 180 rpm.

  12. TCVS – SENSOR SIGUE-LÍNEAS (I) El sensor sigue-líneas ALCACNY es un dispositivo comercial desarrollado por el Dto. de Electrónica de la Universidad de Alcalá de Henares (UAH). • Es un sensor inteligente (PIC18) que se comunica con el NXT mediante un bus I2C (puerto de sensores del NXT). • Dispone de 10 emisores/receptores de luz del tipo CNY70.

  13. S0 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 b7 S8 S7 b5 S6 b5 S5 b4 S4 b3 S3 b2 b1 S2 S0 S1 S9 b0 TCVS - SENSOR SIGUE-LÍNEAS (II) int AlcaCny() { int n; byte cnyRply[2], cnyMsg[3]; const int MsgSize = 0; const int MsgAddr = 1; const int MsgReadAddr =2; cnyMsg[MsgSize] = 2; cnyMsg[MsgAddr] = 0x54; cnyMsg[MsgReadAddr] = 9; while (nI2CStatus[alcacny] == STAT_COMM_PENDING); sendI2CMsg(alcacny,cnyMsg[0],2); while (nI2CStatus[alcacny] == STAT_COMM_PENDING); readI2CReply(alcacny,cnyRply[0],2); n=cnyRply[0]<<1; if ((cnyRply[1]& 0x40) != 0) n= n | 0x0001; if ((cnyRply[1]& 0x80) != 0) n= n | 0x0200; return n; } ALCACNY Vista Inferior Mapa de registros del ALCACNY (Add 0x54) Reg 09 CNY’s Centrales Reg 10 CNY’s Extremos

  14. TCVS – SONAR (I) El TCVS dispone de 5 sensores medidores de distancia por ultrasonidos. Cada sensor se encuentra en una orientación diferente. De esta forma conseguimos información de los obstáculos que rodean al robot sin necesidad de girar.

  15. TCVS – SONAR (II) Cada sensor está basado en un módulo SRF08 que se comunica por bus I2C. Todos los módulos SRF08 están conectados al mismo bus I2C (al mismo puerto de sensor del NXT). Cada SRF08 tiene asignada una dirección diferente (0xE0, 0xE2, 0xE4, 0xE6 y 0xE8). El alcance y la ganancia está ajustadas (comandos por el bus I2C) de forma que el rango máximo de medida sea 1 metro.

  16. TCVS – SONAR (III) Inicializamos SRF08 Ajuste de ganancia y Rango Estructura de registros del SRF08 Iniciamos medida Comando 0x51 (cm) ¿Medida Finalizada? No Si Leemos medida

  17. TCVS – SONAR (IV) int srf08_lee_distancia(byte srf08_add) { srf08Msg[MsgSize] = 2; srf08Msg[MsgAddr] = srf08_add; srf08Msg[MsgSubAddr] = 2; while (nI2CBytesReady[srf08] > 0) readI2CReply(srf08, srf08Rply[0], 1); while (nI2CStatus[srf08] == STAT_COMM_PENDING); sendI2CMsg(srf08,srf08Msg[0],2); while (nI2CStatus[srf08] == STAT_COMM_PENDING); readI2CReply(srf08,srf08Rply[0],2); return srf08Rply[1] + (srf08Rply[0]<8); } Ejemplo: Función de medida de un sensor SRF08

  18. Este sensor ilumina con los colores primarios, rojo, verde y azul, para extraer la composición del objeto a detectar. Para detectar esta composición usamos un fotodiodo. TCVS – SENSOR DE COLOR • Esta placa esta situada en la parte inferior del robot para detectar las victimas. • Los led se encienden secuencialmente.

  19. TCVS – SENSOR DE INCLINACIÓN • Lo usamos para detectar el principio y el final de la rampa. • Esto lo hacemos porque en el modulo superior no hay línea y tenemos que navegar en el. • Este sensor esta colocado en la parte inferior del robot. • Funciona como si fuera un pulsador, el sensor tiene una bolita dentro que al inclinarse hace contacto.

  20. TCVS – INDICADOR DE VICTIMAS • Compuesto por 22 LEDS que al iluminarse forman la palabra “VICTIM”. • Se utiliza para señalar al arbitro que hemos detectado la victima. • Estos LEDS se controlan con una salida de los motores.

  21. FW2R – HACIA UN NUEVO ROBOT DE RESCUE En este nuevo robot de Rescue usamos la tarjeta ALCAdsPIC como CPU y una ALCACNY como sensor sigue-líneas. Dispone de un único sensor de ultrasonidos (por ahora) SRF08 conectado al bus I2C para la detección de obstáculos. El objetivo es estabilizar el diseño para conseguir un robot 100% funcional.

  22. FW2R – EVOLUCIÓN (I) Todos nuestros nuevos robots estarán equipados con motores Maxon mucho más potentes, ligeros y fiables que los que usábamos hasta ahora. La detección del comienzo de rampa es algo que nos ha dado muchos problemas en el pasado Algo tan sencillo como un final de carrera parece una mejor solución que el sensor de inclinación.

  23. FW2R – EVOLUCIÓN (II) Nuevas plataforma motriz y nuevas ruedas onmidireccionales. El nuevo robot de Rescue tendrá una plataforma motriz de 4 ruedas onmidireccionales que le dotaran de una gran agilidad. Este nuevo diseño de ruedas lo utilizaremos también en los robots de la pruebas de Soccer.

  24. FW2R – EVOLUCIÓN (III) Nueva estructura Diseñada para ser fabricada en una única pieza de fibra de carbono la nueva estructura facilitará la integración del robot además de proporcionarle un cierto grado de flexibilidad.

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