UNIVERSIDAD TECNICA PARTICULAR DE LOJA


ESCUELA DE ELECTRONICA Y TELECOMUNICACIONES


         PROYECTO DE FIN DE CICLO




TEMA:    Brazo Robótico


DOCENTE:     Ing. Patricio Puchaicela


CICLO:     IERO


PARALELO:         “A”


INTEGRANTES:
                  Roger Sarango
             Carlos Cruz


  PERIODO ACADEMICO:         Sep 09 - Feb 10
Proyecto de Programación
                                                         Tema: Brazo Robótico




1. Tema.
   Desarrollo teórico y construcción de un Brazo Robótico.

2. Descripción.
   Construcción de un brazo robótico, con movimientos de cuatro
   articulaciones con servomotores, con una pinza en el extremo del
   mismo para sujetar objetos livianos y demostrar el funcionamiento y
   utilización de la electrónica y mecánica que se se aplicará a lo largo de
   la carrera de Ingeniería en Electrónica y Telecomunicaciones con la
   utilización de un programa de computadora para controlar los
   movimientos, tambien demostrar la analogía que existe con el brazo
   humano y relacionarlas entre sí.
   - Comunicación serial:

         PC            PIC            HARDWARE



     -   Diagrama Básico del Brazo Robótico:

                                                              Motor
                                                              3
         Motor
         2
                                                              Motor 4
                                                              (pinzas)


         Motor
         1




3. Objetivos:
   3.1. General.- Construir un brazo robótico que pueda realizar
         movimientos en ángulos con servomotores, y adjuntar una
         pinza para sostener objetos livianos y con ayuda de una
         computadora enviar datos para realizar dichos movimientos.
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Proyecto de Programación
                                                           Tema: Brazo Robótico




     3.2. Específicos.
        3.2.1. Saber manipular instrumentos electrónicos y programas de
               computación, ya que es la base de la Ingeniería en
               Eléctrónica y Telecomunicaciones.
        3.2.2. Conocer los distintos elementos que se utilizan para fabricar
               un circuito electrónico.
        3.2.3. Estar más familiarizados en el campo de la robótica y utilizar
               esta rama de la Ingeniería en Electrónica para crear
               instrumentos eletrónicos que sirvan para bien a la sociedad.

4. Herramientas
   4.1. Hardware:
                  -      Computadora con puerto serial.
                  -      Servomotores – 3kg fuerza y 6 kg fuerza.
                  -      Resistores.
                  -      Piezas de aluminio.
                  -      PIC.
                  -      Capacitores.
                  -      Condensadores.
                  -      Placa de circuitos.
   4.2. Software:
                  -      Programa MicroCode Studio.
                  -      Programa C++.
                  -      Programa Visual Basic.

5. Fundamentos Teoricos.
   5.1. Microcontrolador.




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Proyecto de Programación
                                                          Tema: Brazo Robótico


      Un microcontrolador es un circuito integrado o chip que incluye en
      su interior las tres unidades funcionales de una computadora: unidad
      central de procesamiento, memoria y unidades de E/S
      (entrada/salida).

      5.2.   Servomotor.




El componente principal de un servo es un motor de corriente continua,
que realiza la función de actuador en el dispositivo: al aplicarse un voltaje
entre sus dos terminales, el motor gira en un sentido a alta velocidad, pero
produciendo un bajo par. Para aumentar el par del dispositivo, se utiliza
una caja reductora, que transforma gran parte de la velocidad de giro en
torsión.


      5.3.   Puerto Serial.

Un puerto serie o puerto serial es una interfaz de comunicaciones de
datos digitales, frecuentemente utilizado por computadoras y periféricos,
en donde la información es transmitida bit a bit enviando un solo bit a la
vez, en contraste con el puerto paralelo que envía varios bits
simultáneamente. La comparación entre la transmisión en serie y en
paralelo se puede explicar usando una analogía con las carreteras. Una
carretera tradicional de un sólo carril por sentido sería como la
transmisión en serie y una autovía con varios carriles por sentido sería la
transmisión en paralelo, siendo los vehículos los bits que circulan por el
cable


6. Metodología:
   Se utizará distintas metodologías para comprender el funcionamiento
   de los programas de computadoras, los circuitos electrónicos y la

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Proyecto de Programación
                                                                         Tema: Brazo Robótico


        utilización de distintos instrumentos electrónicos en este caso un
        “Brazo Robótico”.

        Análisis.- Dividir y Vencer:

                                  BRAZO ROBÓTICO



           Movimientos de                                        Construcción de pinzas
           articulaciones.                                       para sujetar objetos.



Artic. 1       Artc. 2       Artc. 3                                    Artc. 4 (pinzas)



           3 servomotores                                            1 servomotor



                                         Instrucciones por
                                         computadora


                                         Ordenes en grados
                                         (ángulos)


                                       Transferencia de datos:

                                       (PC - PIC - HARDWARE)



                                        Realizar movimientos




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Proyecto de Programación
                                                         Tema: Brazo Robótico




Algoritmo: movimiento servomotores y pinzas, (general).

1. Inicio
2. Leer motor 1, motor 2, motor 3, motor 4.
3. Si (orden motor 1) entonces
4.      Girar 1
5. Caso contrario
6.      Volver a verificar
7. Si (completada orden) entonces
8.      Pasar al siguiente servomotor
9. Caso contrario
10.     No pasar
11.     Si (orden motor 2) entonces
12.         Girar 2
13.     Caso contrario
14.         Volver a verificar
15.     Si (completada orden) entonces
16.         Pasar al siguiente servomotor
17.     Caso contrario
18.         No pasar
19.        Si ( orden motor 3) entonces
20.            Girar 3
21.        Caso contrario
22.            Volver a verificar
23.        Si (completada orden) entonces
24.            Pasar al siguiente servomotor
25.        Caso contrario
26.            No pasar
27.            Si (orden motor 4) entonces
28.                Girar 4
29.            Caso contrario
30.                 Volver a verificar
31.             Si (completada orden) entonces
32.                Pasar a la instrucción 3
33.             Caso contrario

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Proyecto de Programación
                                                         Tema: Brazo Robótico


34.               Imposible acción
35.            Fin si
36.        Fin si
37.     Fin si
38. Fin si
39. Fin programa



7. Alcance del Proyecto.
   7.1. El alcance del brazo robótico será que pueda moverse en
         distintas direcciones tales como: a la derecha e izquierda (eje
         x), arriba y abajo (eje y) y utilización de pinzas para el traslado
         de objetos(desde cojerlo de un punto inicial hasta llevarlo al
         destino que se desee).
   7.2. El proyecto que se realizará servirá para que nosotros como
         profesionales en desarrollo tengamos experiencia en el campo
         de la robótica, no solo teórica sino también práctica.

8. Bibliografía:
 Libro de Programacion y Resolucion de problemas con C++. Nell
   Dale, Chip Weems / Cuarta edición, Capitulo 1: Tecnicas de
   resolución (Dividir y vencer, Metodo de bloques de construccion).
 http://es.wikipedia.org/wiki/Microcontroladores
 http://es.wikipedia.org/wiki/Servomotor_de_modelismo
 http://es.wikipedia.org/wiki/Puerto_serial




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Proyecto de Programación
            Tema: Brazo Robótico




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Brazo

  • 1.
    UNIVERSIDAD TECNICA PARTICULARDE LOJA ESCUELA DE ELECTRONICA Y TELECOMUNICACIONES PROYECTO DE FIN DE CICLO TEMA: Brazo Robótico DOCENTE: Ing. Patricio Puchaicela CICLO: IERO PARALELO: “A” INTEGRANTES: Roger Sarango Carlos Cruz PERIODO ACADEMICO: Sep 09 - Feb 10
  • 2.
    Proyecto de Programación Tema: Brazo Robótico 1. Tema. Desarrollo teórico y construcción de un Brazo Robótico. 2. Descripción. Construcción de un brazo robótico, con movimientos de cuatro articulaciones con servomotores, con una pinza en el extremo del mismo para sujetar objetos livianos y demostrar el funcionamiento y utilización de la electrónica y mecánica que se se aplicará a lo largo de la carrera de Ingeniería en Electrónica y Telecomunicaciones con la utilización de un programa de computadora para controlar los movimientos, tambien demostrar la analogía que existe con el brazo humano y relacionarlas entre sí. - Comunicación serial: PC PIC HARDWARE - Diagrama Básico del Brazo Robótico: Motor 3 Motor 2 Motor 4 (pinzas) Motor 1 3. Objetivos: 3.1. General.- Construir un brazo robótico que pueda realizar movimientos en ángulos con servomotores, y adjuntar una pinza para sostener objetos livianos y con ayuda de una computadora enviar datos para realizar dichos movimientos. 2
  • 3.
    Proyecto de Programación Tema: Brazo Robótico 3.2. Específicos. 3.2.1. Saber manipular instrumentos electrónicos y programas de computación, ya que es la base de la Ingeniería en Eléctrónica y Telecomunicaciones. 3.2.2. Conocer los distintos elementos que se utilizan para fabricar un circuito electrónico. 3.2.3. Estar más familiarizados en el campo de la robótica y utilizar esta rama de la Ingeniería en Electrónica para crear instrumentos eletrónicos que sirvan para bien a la sociedad. 4. Herramientas 4.1. Hardware: - Computadora con puerto serial. - Servomotores – 3kg fuerza y 6 kg fuerza. - Resistores. - Piezas de aluminio. - PIC. - Capacitores. - Condensadores. - Placa de circuitos. 4.2. Software: - Programa MicroCode Studio. - Programa C++. - Programa Visual Basic. 5. Fundamentos Teoricos. 5.1. Microcontrolador. 3
  • 4.
    Proyecto de Programación Tema: Brazo Robótico Un microcontrolador es un circuito integrado o chip que incluye en su interior las tres unidades funcionales de una computadora: unidad central de procesamiento, memoria y unidades de E/S (entrada/salida). 5.2. Servomotor. El componente principal de un servo es un motor de corriente continua, que realiza la función de actuador en el dispositivo: al aplicarse un voltaje entre sus dos terminales, el motor gira en un sentido a alta velocidad, pero produciendo un bajo par. Para aumentar el par del dispositivo, se utiliza una caja reductora, que transforma gran parte de la velocidad de giro en torsión. 5.3. Puerto Serial. Un puerto serie o puerto serial es una interfaz de comunicaciones de datos digitales, frecuentemente utilizado por computadoras y periféricos, en donde la información es transmitida bit a bit enviando un solo bit a la vez, en contraste con el puerto paralelo que envía varios bits simultáneamente. La comparación entre la transmisión en serie y en paralelo se puede explicar usando una analogía con las carreteras. Una carretera tradicional de un sólo carril por sentido sería como la transmisión en serie y una autovía con varios carriles por sentido sería la transmisión en paralelo, siendo los vehículos los bits que circulan por el cable 6. Metodología: Se utizará distintas metodologías para comprender el funcionamiento de los programas de computadoras, los circuitos electrónicos y la 4
  • 5.
    Proyecto de Programación Tema: Brazo Robótico utilización de distintos instrumentos electrónicos en este caso un “Brazo Robótico”. Análisis.- Dividir y Vencer: BRAZO ROBÓTICO Movimientos de Construcción de pinzas articulaciones. para sujetar objetos. Artic. 1 Artc. 2 Artc. 3 Artc. 4 (pinzas) 3 servomotores 1 servomotor Instrucciones por computadora Ordenes en grados (ángulos) Transferencia de datos: (PC - PIC - HARDWARE) Realizar movimientos 5
  • 6.
    Proyecto de Programación Tema: Brazo Robótico Algoritmo: movimiento servomotores y pinzas, (general). 1. Inicio 2. Leer motor 1, motor 2, motor 3, motor 4. 3. Si (orden motor 1) entonces 4. Girar 1 5. Caso contrario 6. Volver a verificar 7. Si (completada orden) entonces 8. Pasar al siguiente servomotor 9. Caso contrario 10. No pasar 11. Si (orden motor 2) entonces 12. Girar 2 13. Caso contrario 14. Volver a verificar 15. Si (completada orden) entonces 16. Pasar al siguiente servomotor 17. Caso contrario 18. No pasar 19. Si ( orden motor 3) entonces 20. Girar 3 21. Caso contrario 22. Volver a verificar 23. Si (completada orden) entonces 24. Pasar al siguiente servomotor 25. Caso contrario 26. No pasar 27. Si (orden motor 4) entonces 28. Girar 4 29. Caso contrario 30. Volver a verificar 31. Si (completada orden) entonces 32. Pasar a la instrucción 3 33. Caso contrario 6
  • 7.
    Proyecto de Programación Tema: Brazo Robótico 34. Imposible acción 35. Fin si 36. Fin si 37. Fin si 38. Fin si 39. Fin programa 7. Alcance del Proyecto. 7.1. El alcance del brazo robótico será que pueda moverse en distintas direcciones tales como: a la derecha e izquierda (eje x), arriba y abajo (eje y) y utilización de pinzas para el traslado de objetos(desde cojerlo de un punto inicial hasta llevarlo al destino que se desee). 7.2. El proyecto que se realizará servirá para que nosotros como profesionales en desarrollo tengamos experiencia en el campo de la robótica, no solo teórica sino también práctica. 8. Bibliografía:  Libro de Programacion y Resolucion de problemas con C++. Nell Dale, Chip Weems / Cuarta edición, Capitulo 1: Tecnicas de resolución (Dividir y vencer, Metodo de bloques de construccion).  http://es.wikipedia.org/wiki/Microcontroladores  http://es.wikipedia.org/wiki/Servomotor_de_modelismo  http://es.wikipedia.org/wiki/Puerto_serial 7
  • 8.
    Proyecto de Programación Tema: Brazo Robótico 8