Materiales Utilizados<\/h2>\n\n\n\n
Los materiales utilizados en la elaboraci\u00f3n de este proyecto se dividen en tres secciones, los \u201cmateriales extras\u201d que son los que tuvimos que comprar ya que no cont\u00e1bamos con ellos dentro del kit de Arduino que nos proporcion\u00f3 la URJC, los \u201cmateriales de la URJC\u201d, que son los que utilizamos des kit, y los materiales que utilizamos para construir la estructura, que son materiales que ten\u00edamos ya en casa por lo que su coste no se tomara en cuenta.<\/p>\n\n\n\n
Materiales Extras:<\/mark><\/strong><\/a><\/h3>\n\n\n\nMaterial<\/mark><\/strong><\/td>Descripci\u00f3n<\/mark><\/strong><\/td>Coste <\/mark><\/strong> <\/td><\/tr>![\"\"](\"https:\/\/blogs.etsii.urjc.es\/dseytr\/wp-content\/uploads\/sites\/8\/2023\/12\/Imagen1-1.jpg\")
<\/td>Modulo MPU5060, este es el modulo de giroscopio\/aceler\u00f3metro que hemos utilizado para conocer la posici\u00f3n de nuestro robot y actuar en consecuencia de los datos que este nos proporciona.<\/td> 3,33 x 3<\/strong>
=<\/strong>
9,99 \u20ac<\/strong><\/td><\/tr>![\"\"](\"https:\/\/blogs.etsii.urjc.es\/dseytr\/wp-content\/uploads\/sites\/8\/2023\/12\/Imagen2.jpg\")
<\/td>Driver A4988, estos fueron los controladores que utilizamos para facilitar en control de los motores por medio de comandos escritos en el c\u00f3digo del software.<\/td> 1,6 x 5<\/strong>
=<\/strong>
7\u00b499 \u20ac<\/strong><\/td><\/tr>![\"\"](\"https:\/\/blogs.etsii.urjc.es\/dseytr\/wp-content\/uploads\/sites\/8\/2023\/12\/Imagen3-1.jpg\")
<\/td>Llantas de pl\u00e1stico de 150mm, estas serian las llantas que ir\u00edan conectadas a nuestros motores, permiti\u00e9ndole as\u00ed a nuestro robot desplazarse y mantenerse en equilibrio<\/td> 3,79 x 3<\/strong>
=<\/strong>
11,37 \u20ac<\/strong><\/td><\/tr>![\"\"](\"https:\/\/blogs.etsii.urjc.es\/dseytr\/wp-content\/uploads\/sites\/8\/2023\/12\/Imagen4.jpg\")
<\/td>Motor paso a paso NEMA 17, son los motores que utilizamos para mover las ruedas y realizar la tarea del desplazamiento del robot.<\/td> 10,00 x 2<\/strong>
=<\/strong>
19,99 \u20ac<\/strong><\/td><\/tr>![\"\"](\"https:\/\/blogs.etsii.urjc.es\/dseytr\/wp-content\/uploads\/sites\/8\/2023\/12\/Imagen5-1.jpg\")
<\/td>Pilas de petaca de 4,5 v estas son las encargadas de suministrar la energ\u00eda necesaria a nuestros motores.<\/td> 5,00 x 4<\/strong>
=<\/strong>
20,00 \u20ac<\/strong><\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\nMateriales de la URJC:<\/h3>\n\n\n\nMaterial<\/mark><\/strong><\/td>Descripci\u00f3n<\/mark><\/strong><\/td><\/tr>![\"\"](\"https:\/\/blogs.etsii.urjc.es\/dseytr\/wp-content\/uploads\/sites\/8\/2023\/12\/Imagen8.jpg\")
<\/td>Bater\u00eda de 9v que utilizamos para alimentar nuestra placa de Arduino cuando esta estuviera desconectada del ordenador.<\/td><\/tr> ![\"\"](\"https:\/\/blogs.etsii.urjc.es\/dseytr\/wp-content\/uploads\/sites\/8\/2023\/12\/Imagen9.jpg\")
<\/td>Placa de Arduino Uno esta fue la palca de Arduino que utilizamos para cargar el c\u00f3digo de nuestro sistema.<\/td><\/tr> ![\"\"](\"https:\/\/blogs.etsii.urjc.es\/dseytr\/wp-content\/uploads\/sites\/8\/2023\/12\/Imagen10.jpg\")
<\/td>Cables de distintas longitudes que se emplearon para hacer las conexiones f\u00edsicas del sistema entre los distintos componentes y los puertos de la placa.<\/td><\/tr> ![\"\"](\"https:\/\/blogs.etsii.urjc.es\/dseytr\/wp-content\/uploads\/sites\/8\/2023\/12\/Imagen11.jpg\")
<\/td>Protoboard sobre conectamos los distintos componentes y realizamos las correspondientes conexiones entre estos.<\/td><\/tr> ![\"\"](\"https:\/\/blogs.etsii.urjc.es\/dseytr\/wp-content\/uploads\/sites\/8\/2023\/12\/Imagen12.jpg\")
<\/td>Condensador de 100uf 50v, estos se conectan a los controladores de los motores para controlas las posibles fluctuaciones de energ\u00eda y evitar que estos se da\u00f1en.<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\nMateriales de la Estructura:<\/h3>\n\n\n\nMateriales<\/mark><\/strong><\/td>Descripci\u00f3n<\/mark><\/strong><\/td><\/tr>![\"\"](\"https:\/\/blogs.etsii.urjc.es\/dseytr\/wp-content\/uploads\/sites\/8\/2023\/12\/Imagen13.jpg\")
<\/td>Cinta adhesiva decorativa, para agrupar los cables de forma mas est\u00e9tica, y juntar distintas piezas a la estructura.<\/td><\/tr> ![\"\"](\"https:\/\/blogs.etsii.urjc.es\/dseytr\/wp-content\/uploads\/sites\/8\/2023\/12\/Imagen14.jpg\")
<\/td>Cinta Doble Cara, se utilizo para fijar las pilas entre si y a la estructura del robot, as\u00ed como solo motores a la base.<\/td><\/tr> ![\"\"](\"https:\/\/blogs.etsii.urjc.es\/dseytr\/wp-content\/uploads\/sites\/8\/2023\/12\/Imagen15.jpg\")
<\/td>Cinchas de pl\u00e1stico, nos permiten fijar con mayor firmeza los elementos m\u00e1s pesados a la estructura para asegurar que no se muevan.<\/td><\/tr> ![\"\"](\"https:\/\/blogs.etsii.urjc.es\/dseytr\/wp-content\/uploads\/sites\/8\/2023\/12\/Imagen16.jpg\")
<\/td>Palitos de madera, funcionan como columnas para mantener una plataforma sobre otra.<\/td><\/tr> ![\"\"](\"https:\/\/blogs.etsii.urjc.es\/dseytr\/wp-content\/uploads\/sites\/8\/2023\/12\/Imagen17.jpg\")
<\/td>Tablas, se utilizaron para construir las estructuras, son las distintas plataformas donde se colocan los componentes del sistema.<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\nCircuito Montado<\/h2>\n\n\n\n![\"\"](\"https:\/\/blogs.etsii.urjc.es\/dseytr\/wp-content\/uploads\/sites\/8\/2023\/12\/Imagen18.jpg\")
Figura 1. Circuito_Proyecto<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\nEste es un modelo del circuito montado, mostrando las conexiones entre los drivers, los motores y el giroscopio\/aceler\u00f3metro, al igual que los pines que ocupan en la placa de Arduino<\/p>\n\n\n\n
El modulo MPU5060 est\u00e1 conectado a los 5v de la placa y al GND, y los puertos SCL y SDA del modulo a los puertos anal\u00f3gicos A5 y A4 respectivamente, esos ser\u00e1n los puertos que se tendr\u00e1n que leer luego para conseguir los valores de posici\u00f3n y aceleraci\u00f3n del giroscopio\/aceler\u00f3metro.<\/p>\n\n\n\n
Los drivers A4988 son los que tienen un mayor n\u00famero de conexiones, por un lado, se conectan a la placa de Arduino por los puertos digitales 4, 7, 8, 12, y 13, que corresponden a los puertos step, dir y enable, los puertos step y dir son los encargados de indicar la direcci\u00f3n de la rotaci\u00f3n y el numero de pasos que debe dar los moteres, y el enable indica si los motores deben detenerse o seguir rotando, fuera de la placa los controladores est\u00e1n conectados a las pilas de petaca que son las que suministran la energ\u00eda a los motores, que estar\u00e1n conectados cada uno a su respectivo driver.<\/p>\n\n\n\n
Los moteres est\u00e1n conectados a los drivers por cuatro pines, dos de ellos suministran la energ\u00eda necesaria al motor y los otros dos traducen la informaci\u00f3n de los puertos dir y step indic\u00e1ndole al motor como debe de rotar.<\/p>\n\n\n\n
Problemas y Soluciones<\/h2>\n\n\n\nProblema<\/mark><\/strong><\/td>Soluci\u00f3n<\/mark><\/strong><\/td><\/tr>Material defectuoso: Uno de los motores de se compraron para realizar este proyecto nos llev\u00f3 con un problema, ten\u00eda una de las piezas internas rotas y esto causaba un funcionamiento incorrecto del mismo.<\/td> Para solucionar este problema hemos tenido que desmontar los motores y comprar una nueva pieza para sustituir la que estaba rota.<\/td><\/tr> Lectura de los datos del MPU5060: los datos le\u00eddos directamente desde el modulo eran bastante complejos y dif\u00edciles de tratar.<\/td> Como soluci\u00f3n a este problema se dise\u00f1\u00f3 una funci\u00f3n que por medio de los datos obtenidos y algunos c\u00e1lculos de trigonometr\u00eda nos devolv\u00eda un valor en grados sobre el eje X e Y que eran mas f\u00e1ciles de tratar dentro del c\u00f3digo.<\/td><\/tr> Configurar el voltaje de los drivers: Los drivers tienen unas resistencias internas que regulan el voltaje que pasa desde las pilas a los motores y este se tenia que regular de forma manual en el driver.<\/td> Esto requiri\u00f3 de varios ajustes a me dida que se hac\u00edan cambios en el circuito para conseguir un correcto funcionamiento de los motores.<\/td><\/tr> Definir la posici\u00f3n 0 del MPU5060: De forma predefinida el m\u00f3dulo trae configurado unos valores base de lo que considera la posici\u00f3n 0 sobre sus ejes, que no correspond\u00eda con la de nuestro sistema.<\/td> Dise\u00f1amos un c\u00f3digo un que lee esos valores por defecto y los va modificando de forma c\u00edclica buscando de llevarlos a los valores de equilibrio, que le indican al modulo que esta en su posici\u00f3n 0.<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\nPasos Seguidos<\/h2>\n\n\n\n
En un primer momento se intent\u00f3 utilizar un repositorio de internet que contaba con un c\u00f3digo de un proyecto semejante al nuestro, pero este c\u00f3digo presentaba algunos fallos, y tenia una alta complejidad que dificultaba el entenderlo y poder modificarlo, as\u00ed que optamos por escribir nuestro propio c\u00f3digo desde 0, gui\u00e1ndonos con la documentaci\u00f3n de los diferentes componentes que utilizamos que pudimos encontrar en internet.<\/p>\n\n\n\n
Una vez tomada esta decisi\u00f3n nos dimos cuenta de que trabajar directamente con todos los componentes conectados entre si era mas complicado y no nos permit\u00eda reconocer de forma eficiente en donde se produc\u00edan los fallos, as\u00ed que optamos por probar los componentes de forma independiente para conocer mejor como funcionaban y estar seguros de que funcionaban correctamente.<\/p>\n\n\n\n
Las primeras pruebas se realizaron con los drivers y los motores, probamos la funcionalidad de los motores haci\u00e9ndolos rotar en sentido horario y antihorario y a diferentes velocidades, para esto utilizamos el siguiente c\u00f3digo.<\/p>\n\n\n\n\n![\"\"](\"https:\/\/blogs.etsii.urjc.es\/dseytr\/wp-content\/uploads\/sites\/8\/2023\/12\/Imagen20-3.jpg\")
Figura 2. Codigo_Prueba_Motores2<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n![\"\"](\"https:\/\/blogs.etsii.urjc.es\/dseytr\/wp-content\/uploads\/sites\/8\/2023\/12\/Imagen22-3.jpg\")
Figura 3. C\u00f3digo_Prueba_Motores2<\/figcaption><\/figure>\n<\/figure>\n\n\n\n![\"\"](\"https:\/\/blogs.etsii.urjc.es\/dseytr\/wp-content\/uploads\/sites\/8\/2023\/12\/Imagen23.jpg\")
Figura 4. Codigo_Prueba_Motres3<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\nUna vez que comprobamos que los motores funcionaban correctamente y que hac\u00edan todas las acciones que se esperaban de ellos pasamos a hacer las pruebas con el m\u00f3dulo MPU5060, estas prueban tomaron algo m\u00e1s de tiempo, ya que el procesamiento de los datos obtenidos fue complicado y la documentaci\u00f3n que encontr\u00e1bamos no dejaba muy claro como hacerlo, pero aun as\u00ed finalmente conseguimos dise\u00f1ar un c\u00f3digo que era capaz de procesar los datos obtenidos del m\u00f3dulo y traducirlos a unos valores que nos indicaban la inclinaci\u00f3n del m\u00f3dulo en grados.<\/p>\n\n\n
\n![\"\"](\"https:\/\/blogs.etsii.urjc.es\/dseytr\/wp-content\/uploads\/sites\/8\/2023\/12\/Imagen31.jpg\")
Figura 5. Codigo_Prueba_MPU1<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n![\"\"](\"https:\/\/blogs.etsii.urjc.es\/dseytr\/wp-content\/uploads\/sites\/8\/2023\/12\/Imagen41.jpg\")
Figura 6. Codigo_Prueba_MPU2<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\nCuando conseguimos obtener estos datos legibles, en grados, nos dimos cuenta de que posici\u00f3n de equilibrio o el grado 0 no era el correcto, al menos no para nuestro proyecto, asique fue necesario investigar como configurar una posici\u00f3n de equilibrio nueva sobre nuestro modulo MPU y para eso utilizamos el siguiente condigo que nos permite leer los valores de posici\u00f3n del m\u00f3dulo y ajustarlos de manera que este sepa que esa es nueva posici\u00f3n de equilibrio o su grado 0.<\/p>\n\n\n
\n![\"\"](\"https:\/\/blogs.etsii.urjc.es\/dseytr\/wp-content\/uploads\/sites\/8\/2023\/12\/Imagen50.jpg\")
Figura 7. Codigo_Calibrado_MPU1<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n![\"\"](\"https:\/\/blogs.etsii.urjc.es\/dseytr\/wp-content\/uploads\/sites\/8\/2023\/12\/Imagen60.jpg\")
Figura 8. Codigo_Calibrado_MPU2<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n![\"\"](\"https:\/\/blogs.etsii.urjc.es\/dseytr\/wp-content\/uploads\/sites\/8\/2023\/12\/Imagen70.jpg\")
Figura 9. Codigo_Calibrado_MPU3<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n![\"\"](\"https:\/\/blogs.etsii.urjc.es\/dseytr\/wp-content\/uploads\/sites\/8\/2023\/12\/Imagen80.jpg\")
Figura 10. Codigo_Calibrado_MPU4<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\nYa para terminar una vez entendido el funcionamiento de cada uno de los componentes procedimos a montar el circuito completo, y dise\u00f1ar el c\u00f3digo que nos permitiera leer los datos del MPU y realizar los movimientos de los moteres necesarios seg\u00fan el valor de los datos le\u00eddos, esto c\u00f3digo requiri\u00f3 una posterior modificaci\u00f3n es algunos de los valores que utiliz\u00e1bamos para indicar la velocidad de giro de los motores y la direcci\u00f3n de este giro en funci\u00f3n del peso y el tama\u00f1o de la estructura, fueron cambios que se realizaron con un m\u00e9todo de prueba y error de forma manual hasta conseguir los valores m\u00e1s \u00f3ptimos para nuestro proyecto, el c\u00f3digo final ser\u00eda el siguiente.<\/p>\n\n\n
\n![\"\"](\"https:\/\/blogs.etsii.urjc.es\/dseytr\/wp-content\/uploads\/sites\/8\/2023\/12\/Imagen90.jpg\")
Figura 11. Codigo_Proyecto1<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n![\"\"](\"https:\/\/blogs.etsii.urjc.es\/dseytr\/wp-content\/uploads\/sites\/8\/2023\/12\/Imagen100.jpg\")
Figura 12. Codigo_Proyecto2<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n![\"\"](\"https:\/\/blogs.etsii.urjc.es\/dseytr\/wp-content\/uploads\/sites\/8\/2023\/12\/Imagen110.jpg\")
Figura 13. Codigo_Proyecto3<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\nYa con el circuito montado y el c\u00f3digo probado el \u00faltimo paso fue montar la estructura, asegur\u00e1ndonos de te dejar nada suelto y de hacerlo de las manera m\u00e1s limpia y menos desordenada posible, fijando las piezas para que nada se moviera fuera de su sitio y permitiendo un f\u00e1cil acceso a los componentes en caso de necesitar hacer modificaciones, reparaciones o mantenimiento.<\/p>\n\n\n\n
Casos de Usos<\/h2>\n\n\n\n\n- Patinete autoequilibrio \u201cHoverBoard\u201d: este es un ejemplo real, este tipo de art\u00edculo, aunque hay poca gente que lo utiliza, es un buen ejemplo de casos de uso de nuestro proyecto.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n
![\"\"](\"https:\/\/blogs.etsii.urjc.es\/dseytr\/wp-content\/uploads\/sites\/8\/2023\/12\/Imagen120.jpg\")
<\/figure>\n<\/div>\n\n\n\n- M\u00e1quina de equilibrio para transportar art\u00edculos pesados en almacenes, para evitar ca\u00eddas de art\u00edculos pesados y altos podemos utilizar este tipo de proyecto. Y as\u00ed ayudar a los trabajadores que eviten levantar art\u00edculos pesados, de este modo reduce las lesiones laborales.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n
![\"\"](\"https:\/\/blogs.etsii.urjc.es\/dseytr\/wp-content\/uploads\/sites\/8\/2023\/12\/Imagen130.jpg\")
<\/figure>\n<\/div>\n\n\n\n- Puede ser utilizado para explorar entornos desconocidos y medir si el territorio est\u00e9 plano o inclinado.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n
![\"\"](\"https:\/\/blogs.etsii.urjc.es\/dseytr\/wp-content\/uploads\/sites\/8\/2023\/12\/Imagen140.jpg\")
<\/figure>\n<\/div>\n\n\n\n- Pueden ser utilizados en entornos m\u00e9dicos para ayudar a pacientes con discapacidades o mayores de edades, as\u00ed facilit\u00e1ndole el movimiento. <\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n
![\"\"](\"https:\/\/blogs.etsii.urjc.es\/dseytr\/wp-content\/uploads\/sites\/8\/2023\/12\/Imagen150.jpg\")
<\/figure>\n<\/div>\n\n\nVideo Funcionamiento<\/h2>\n\n\n\n
Material<\/mark><\/strong><\/td>| Descripci\u00f3n<\/mark><\/strong><\/td> | Coste <\/mark><\/strong> <\/td><\/tr> | <\/td>Modulo MPU5060, este es el modulo de giroscopio\/aceler\u00f3metro que hemos utilizado para conocer la posici\u00f3n de nuestro robot y actuar en consecuencia de los datos que este nos proporciona.<\/td> | 3,33 x 3<\/strong> | =<\/strong> 9,99 \u20ac<\/strong><\/td><\/tr> <\/td>Driver A4988, estos fueron los controladores que utilizamos para facilitar en control de los motores por medio de comandos escritos en el c\u00f3digo del software.<\/td> | 1,6 x 5<\/strong> | =<\/strong> 7\u00b499 \u20ac<\/strong><\/td><\/tr> <\/td>Llantas de pl\u00e1stico de 150mm, estas serian las llantas que ir\u00edan conectadas a nuestros motores, permiti\u00e9ndole as\u00ed a nuestro robot desplazarse y mantenerse en equilibrio<\/td> | 3,79 x 3<\/strong> | =<\/strong> 11,37 \u20ac<\/strong><\/td><\/tr> <\/td>Motor paso a paso NEMA 17, son los motores que utilizamos para mover las ruedas y realizar la tarea del desplazamiento del robot.<\/td> | 10,00 x 2<\/strong> | =<\/strong> 19,99 \u20ac<\/strong><\/td><\/tr> <\/td>Pilas de petaca de 4,5 v estas son las encargadas de suministrar la energ\u00eda necesaria a nuestros motores.<\/td> | 5,00 x 4<\/strong> | =<\/strong> 20,00 \u20ac<\/strong><\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n Materiales de la URJC:<\/h3>\n\n\n\n
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