Sistemas mecatrónicos básicos

Transcripción

1 Sistemas mecatrónicos básicos Sensores Dr. D. Álvaro Sánchez Miralles Dr. D. Fidel Fernández Bernal Dr. D. José Porras Galán

2 Transductor Sensor Aspectos Clasificación Transductor Dispositivo que convierte una señal de un tipo de energía en otro Sensores - 2

3 Transductor Sensor Aspectos Clasificación Definición: Componente que utiliza un transductor para captar información del entorno y ser utilizada por el robot Consta de: Controlador (a veces) Transductor Acondicionador (a veces) Controlador SENSOR Acondicionamiento Transductor Entorno Sensores - 3

4 Transductor Sensor Aspectos Clasificación Introducción Ultrasonido Infrarrojo Contacto Color Encoder La velocidad de operación El coste Tasa de error Robustez frente a cambios en el medio?? Requerimientos computacionales. Potencia, peso y tamaño. (críticos en el tamaño, peso y consumo del robot) Sensores - 4

5 Transductor Sensor Aspectos Clasificación La velocidad de operación El coste Tasa de error Robustez frente a cambios en el medio Requerimientos computacionales. Potencia, peso y tamaño. (críticos en el tamaño, peso y consumo del robot) Sensores - 5

6 Transductor Sensor Exteroceptivos Propioceptivos Aspectos Clasificación Definición Percepción de aspectos externos al robot Percepción del estado interno del robot Tipos de sensores Distancia Energía Proximidad Orientación Luminosidad Temperatura Posición???? Velocidad Color Aceleración Visión Sensores - 6

7 Transductor Sensor Exteroceptivos Propioceptivos Aspectos Clasificación Definición Percepción de aspectos externos al robot Percepción del estado interno del robot Tipos de sensores Distancia Proximidad Luminosidad Energía Orientación Posición Temperatura Velocidad Color Aceleración Visión Sensores - 7

8 Problemas SRF04 -Montaje -LEGO Otros sensores Distancia medida d = Transmisor Receptor 1 2 ct d t: tiempo de la medición c: velocidad del sonido en el aire c = c T m / s T: temperatura en grados Celsius c 0 : 331m/s Sensores - 8

9 Problemas SRF04 -Montaje -LEGO Otros sensores Introducción Ultrasonido Infrarrojo Contacto Color Encoder Problemas que hay que conocer La velocidad del sonido es variable El tiempo en blanco (blanking time). 3-15cm La atenuación. Sólo influye en la máxima medida El ángulo de medida (field of view) Medida devuelta a) b) Sensores - 9

10 Problemas SRF04 -Montaje -LEGO Otros sensores Las reflexiones Cross-Talk. Se resuelve espaciando las medidas La potencia de la señal ultrasónica es clave!!! Sensores - 10

11 Problemas SRF04 -Montaje -LEGO Otros sensores Sensores - 11

12 Problemas SRF04 -Montaje Introducción Ultrasonido Infrarrojo Contacto Color Encoder Anillo -LEGO Otros sensores Plataforma Pan-Tilt Sensores - 12

13 Problemas SRF04 -Montaje -LEGO Otros sensores Características técnicas PARÁMETRO VALOR UNIDAD Dimensiones del circuito 43 x 20 x 17 mm Tensión de Alimentación 5 V (corriente continua) Frecuencia de Trabajo 40 KHz Rango Máximo 3 m Rango Mínimo 3 cm Duración mínima del Pulso de Disparo (nivel TTL) Duración del pulso Eco de Salida (nivel TTL) Tiempo Mínimo de Espera entre una Medida y la Siguiente 10 μs μs 10 ms Sensores - 13

14 Problemas SRF04 -Montaje -LEGO Otros sensores Integración con LEGO Sensores - 14

15 Problemas SRF04 -Montaje -LEGO Otros sensores Conexionado GND Disparo ECO + 5 V Sensores - 15

16 Problemas SRF04 -Montaje -LEGO Otros sensores Marcas SRF04 (3cm-3m) Consumo: 30-50mA Pequeño y barato (13 Libras) SRF08 (3cm-6m) (25.5 Libras) Cebek (3cm-1m) Muy barato, 11.1E + 5E Se compra por separado el control y el transductor (C-0508, C-7210). Hay que trucarlo. Polaroid (15cm-10m) Peor: blanking time, cross-talk, reflexiones Consumo: 100mA-2A Grande Caro (57$) Sensores - 16

17 Introducción Ultrasonido Infrarrojo Contacto Color Encoder Aspectos GP2D12 Triangulación -Respuesta Comparativa Tiempo de vuelo a Ventajas Direccionalidad Precisión Sensores - 17

18 Introducción Ultrasonido Infrarrojo Contacto Color Encoder Aspectos Comparativa Láser con Infrarrojos GP2D12 -Respuesta Comparativa Láser Precisión mm en 30m Medidas/ s Otros Alto consumo Alto coste Montaje Pan-tilt Bajo consumos Infrarrojos mm en 80 cm 25 Bajo coste Montaje en Anillo Sensores - 18

19 Introducción Ultrasonido Infrarrojo Contacto Color Encoder Aspectos GP2D12 -Respuesta Comparativa 5V GND V o Sensores - 19

20 Introducción Ultrasonido Infrarrojo Contacto Color Encoder Aspectos GP2D12 -Respuesta Comparativa Características técnicas PARÁMETRO VALOR UNIDAD Tensión de Alimentación 5 V (corriente continua) Consumo 33 ma Rango Máximo 80 cm Rango Mínimo 10 cm Tiempo entre medidas 32 ms Sensores - 20

21 Introducción Ultrasonido Infrarrojo Contacto Color Encoder Aspectos GP2D12 -Respuesta Comparativa Tensión de salida (V) 3,00 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 Curva de respuesta 0, Distancia real (cm) Sensores - 21

22 Introducción Ultrasonido Infrarrojo Contacto Color Encoder Aspectos GP2D12 -Respuesta Comparativa Conexionado y LEGO Sensores - 22

23 Introducción Ultrasonido Infrarrojo Contacto Color Encoder Aspectos GP2D12 -Respuesta Comparativa Comparativa con otros GP2Dxx Sensores - 23

24 Conexiones Como un interruptor Utilización Choque Final de carrera Sensores - 24

25 Conexiones Conexionado y LEGO Sensores - 25

26 Conexiones Distancia (d): 0.3 mm Sensores - 26

27 Conexiones 5V GND Vo Sensores - 27

28 Ranura Conexiones Señal medida V 0 V cc 4.7 KΩ 100 Ω V cc Emisor luz Receptor Sensores - 28

29 Conexiones Emisor luz Transmisión Rueda ranurada Receptor Sensores - 29