robótica y linux: cómo se hizo cube revolutions. upsam-2005

8/14/2019 Robtica y Linux: Cmo se hizo Cube Revolutions. UPSAM-2005

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Robtica y Linux:Cmo se hizo Cube Revolutions

Escuela Politcnica SuperiorUniversidad Autnoma de Madrid

Juan Gonzlez Gmez

IV Jornadas Software Libre UPSAM. Marzo, 2005.

IV Jornadas de Software Libre en la UPSAM


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La charla sobre Robtica y Linux normalmente la damosdos personas...

Una de ellas, Andrs Prieto-Moreno, acaba de ser padre:


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Desde recin nacida se est familiarizando con elsoftware libre:


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NDICE

Introduccin

Mecnica

Software

Electrnica

Trabajo Futuro


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Introduccin


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Robtica

Dos grandes reas: Manipulacin: Capacidad demodificacin de los objetos del entorno

Locomocin: Facultad paradesplazarse de un lugar a otro

Robtica Industrial Robtica Mvil


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Clasificacin Robots

Con ruedas:

Con orugas:

Con patas:

Otros:


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Cube Revolutions

Robot podo Modular: Constituido por 8 mdulos igualesAbierto: Toda la informacin est disponible para que cualquiera lopueda construir o modificar: planos y software.

Aplicaciones: Estudio de la locomocin

Acceso a zonas de difcil acceso


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Evolucin

Cube (2001) Cube Reloaded (2003)

Cube Revolution (2004) Hypercube (200?)


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Mecnica


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Mdulos Y1

Mdulos Y1 Material: pvc expandido de 3mm Se utilizan servos del tipo Futaba 3003 Conexin en fase y desfase

Vdeo


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Planos

Para "compartir" el robot, necesitamos tener los planos Qu herramientas usar para el diseo de estos planos?

Alternativas que se tenan:

AUTOCAD QCAD

Muy profesional

Muy extendido

Lo mejor de lo mejor....

Precio de la licencia"proporcional" a lo bueno que es...

Slo Windows

Limitaciones a la comparticin

Poco conocido No profesional

LIBRE


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QCAD

Con QCAD es ms fcilcompartir los planos

Versin actual: 2.0.4

Ya s es profesional...

Diseo en 2D

Formato DXF (Autocadlo puede importar)

Disponible en Debian

(apt-get install qcad)


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Diseo con QCAD

PASO 1: Tener los planos del Servo Futaba 3003

Adems, as la "comunidad" dispone de los planos, para otros usos


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Diseo con QCAD

PASO 2: Diseo del mdulo

Di QCAD


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Diseo con QCAD

PASO 3: Creacin de la plantilla con las piezas

PASO 4: Construccin

Se imprimen en papel de pegatina

Se pega sobre una plancha de PVC

Se cortan las piezas

Se monta el mdulo

Montaje


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Montaje

Planos Plantillas

El corte puede ser "manual" Para prototipos msavanzados: Corte por lser

Montaje


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Montaje

Versin artesanal Corte por lser

Demo de QCAD

Modelo 3D


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Modelo 3D

Los planos estn muy bien para la construccin Para hacerse una "idea" del aspecto del mdulo, es mejorhacer un modelo en 3D

BLENDER

BLENDER


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BLENDER

Modelado 3D y animacin Programa bajo licencia GPL Multiplataforma Disponible en Debian (apt-get install blender)

BLENDER


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BLENDER

Se importan las plantas de las piezas, desde QCAD y se les daaltura Primero fue necesario crear el modelo virtual de los servos

Despues se modelaron las piezas del mdulo Y1

Documentacin


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Documentacin

Los modelos en 3D son muy tiles para documentar... Ej: Proceso de montaje de los mdulos Y1

Documentacin


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Documentacin

Gusano virtual Gusano real

Tambin resulta muy til para ver la pinta que tendr el robotantes de construirlo

Veamos los mdulos con Blender


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Veamos los mdulos con Blender...


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Electrnica

Arquitectura


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AlimentacinPC

RS-232

Arquitectura

El gusano se controla desde el PC

Lo manejamos como si fuese un perifrico La electrnica se conecta al puerto serie por un lado ydirectamente a los servos por el otro Incluye un microcontrolador (PIC o 6811)

Tarjeta Skypic


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Tarjeta Skypic

Por ejemplo se puede usar la tarjeta Skypic

Basada en el PIC16F876 ES HARDWARE LIBRE

Disponibles todos los esquemas

Se conceden permisos para su uso, modificacin, distribucin

y fabricacin.

Herramienta diseo electrnico


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Qu herramienta usar para diseo del hardware?

El diseo de la Skypic se ha hecho con el EagleNo es libre, pero hay versin para Linux (disponible en Debian,en el repositorio non-free)



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Sin embargo, hace poco se ha liberado el programa KICAD

Es totalmente profesional Licencia GPL!!!!!

Demo de KICAD


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Software

Arquitectura


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PC

RS-232

q

Cliente Servidor

Los servos son "perifricos" del PC El software se comunica con la electrnica mediante tramasque se envan por el puerto serie El servidor actual permite manejar hasta 8 servos. Estesoftware NO es especfico para Cube Revolutions. Se puedeusar para programar cualquier robot que tenga hasta 8 servos

Tramas

Tramas para manejo de servos


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p j

Cliente Servidor

PING Servicio de PINGPONG

ID Servicio deidentificacinRID

ENABLE Servicio de

habilitacin de servos

POS Servicio deposicionamiento deservos

API en C para posicionamiento de servos


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p p

sg_servos8_pos1_grados()

sg_tramas_init()

sg_servos8_init()Inicializacin

sg_ping()

sg_id()

sg_servos8_enable()

sg_open() Abrir puerto serie

Servicio PING

Servicio de identificacin

Habilitacin de servos

Posicionamiento

Programa "hola servo"


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#include

#include "sg-tramas-servos8.h"

int main (void)

{int serial_fd; /*-- Descriptor puerto serie */

serial_fd=sg_serial_open("/dev/ttyS0"); // Abrir puerto serie

sg_tramas_init(serial_fd); //-- Inicializar

sg_servos8_init(serial_fd);

sg_servos8_enable(0x03); //-- Habilitar servo 1 y 2

sg_servos8_pos1_grados(1,90); //-- Posicionar en un extremo

sg_servos8_pos1_grados(2,90);

sleep(2);

sg_servos8_pos1_grados(1,-90); //-- Posicionar en otro extremo

sg_servos8_pos1_grados(2,-90);

close(serial_fd); //-- Cerrar puerto serie

}

Programa "hola servo"


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DEMO

Manejando servos desde intefaz grfica


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Manejando servos desde intefaz grfica

La API permite establecer laposicin de cualquiera de los8 servos

No es un software especficopara CUBE: es vlido paraotros robots articulados

DEMO

Probando Cube


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Probando Cube

DEMO


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Software para laLocomocin

Generacin del movimiento


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Generacin del movimiento

A partir del tipo de onda, amplitud y longitud de onda, seconsiguen secuencias de movimiento diferentes

Locomocin


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La locomocin se implementa segn el siguiente diagramade bloques:

Modelo depropagacin

de ondas

Secuencia(Matriz)

Generacin Reproduccin

DEMO 2

Resumen del software


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MECANICA QCAD (GPL)BLENDER (GPL)

ELECTRNICA

TARJETA SKYPIC (GPL)

EAGLE (no libre)

KICAD (GPL, futuro)

SOFTWARE

Lenguajes: C y C#

GTK y GTK# (GPL)Mono (GPL)

Enlaces


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Algunas direcciones web son difciles de recordar... Para acceder atoda la informacin hacer lo siguiente:

1) Ir a Google

2) Teclear: "Cube Reloaded"3) Pinchar en voy a tener suerte

Tambin podis acceder directamente a la direccin:

www.iearobotics.com


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lbum de Fotos

Hispabot 2004


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Experimentos con un Gusano de Seda


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El gusano de seda descansando, una vezfinalizada la jornada laboral en el laboratorio

En los congresos de Robtica hay mucho estress


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En los congresos de Robtica hay mucho estress..

IV Jornadas de Software Libre en la UPSAM


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Robtica y Linux:

Cmo se hizo Cube Revolutions

Escuela Politcnica SuperiorUniversidad Autnoma de Madrid

Juan Gonzlez Gmez

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