Microcontroldadores.

 

Subtema 3. Microcontroladores

Ahora conocerás más sobre los sistemas de control, al explorar el interesante mundo de los “microcontroladores”. Es importante reconocer que, para la robótica, es necesario el uso de diversos dispositivos para un óptimo trabajo y la incorporación de microcontroladores aumentan los componentes físicos de los robots. En la actualidad, el software de los robots se estructura en tres niveles: sistema operativo, plataforma de desarrollo y aplicaciones concretas, el microcontrolador puede hacer operaciones muy sofisticadas, con la idea de facilitar las aplicaciones robóticas.

Como sabes, el modo en que se programan los robots se ha ido desarrollando, ya que cuentan con microcontroladores baratos y rápidos que los hacen más inteligentes. La mecánica de creación de aplicaciones para robots no difiere especialmente de la de aplicación, es decir: El programador tiene que escribir la aplicación en cierto lenguaje, compilar y enlazar su código con las bibliotecas de la plataforma o del sistema operativo, para este proceso es necesario el estudio y aprendizaje de la lógica utilizada y el lenguaje de la máquina, para así finalmente ejecutarla en los computadores a bordo del robot.

Los microcontroladores son pequeños chips o dispositivos que pueden ser programados para realizar acciones o instrucciones que nosotros deseemos. Muchos son de bajo costo, prácticos y poderosos para circuitos que necesitan ahorrar espacio físico. Además, son utilizados para mejorar la fiabilidad del funcionamiento y disminuir el consumo en los circuitos.

Características de un microcontrolador

En otras palabras, los microcontroladores son circuitos integrados compuestos de entradas salidas, memoria y unidades lógico-aritméticas. Son, en sí, un elemento completo y funcional para realizar operaciones digitales. En contraste, comparados con un microprocesador, son más “lentos”, dado que realizan menos instrucciones por segundo. A continuación, podrás ver un ejemplo con símbolos y sus principales partes.

El circuito integrado L293D es un controlador de motores. Esta construido con 4 mitades de puente-H; esta característica nos permite controlar distintas cantidades de motores. Por ejemplo, puede controlar cuatro motores DC unidireccionalmente o dos motores DC en ambas direcciones. También podría controlar un motor a pasos de bi-polar. Como puedes ver, este controlador tiene varias aplicaciones.

 

Una de las principales ventajas del controlador, es que permite una alimentación independiente para los motores. Por darte un ejemplo, se pueden controlar motores desde los 4.5 Vdc hasta 36 Vdc. Es importante mencionar que, cuando se manejan potencias mayores a 5 watts (P = V*I), se necesita un buen disipador. El voltaje lógico de control es de 5 Vdc. A pesar de esta restricción, podría ser controlado con lógica de 3.3 V. La desventaja de usar lógica de 3.3 V es que aún requeriría una fuente de 5 VDC conectada al pin 16.

 

De momento esto es lo más importante sobre sistemas de control. Te recomiendo repasar la información varas veces y observar vídeos que te ayuden a comprender mejor el universo de los robots. Si tienes alguna pregunta, sugerencia o comentario, no dudes en ponerte en contacto con un servidor, para mí es un gusto platicar sobre estos temas. ¡Nos vemos a la próxima!

 

 

Fuente: https://aleph.org.mx/que-es-el-puente-h-l293d

Sistemas de control - grados de control

 

Subtema 2: Grados de control

 

¿Recuerdas qué es un sistema de control? ¿Te acuerdas cuál es su principal función? ¡Recurre a tus apuntes! Ya que ahora continuaremos con este tema, al conocer los “grados de control”. Lo primero que debes saber es que existen varios grados de control en son función del tipo de parámetros que se regulan, lo que da lugar a las siguientes unidades de control:

®      De posición: el controlador interviene únicamente en el control de la posición del elemento terminal.

®      Cinemático: en este caso el control se realiza sobre la posición y la velocidad.

®      Dinámico: controla las propiedades dinámicas del manipulador y de los elementos asociados a él, además de regular la velocidad y la posición.

®      Adaptativo: engloba todas las regulaciones anteriores y, también, se ocupa de controlar la variación de las características del manipulador al variar la posición.

Cabe destacar otra clasificación de control, y es la que distingue entre control en bucle abierto y control en bucle cerrado. El control en bucle abierto da lugar a muchos errores, y aunque es más simple y económico que el control en bucle cerrado, no se admite en aplicaciones industriales en las que la exactitud es una cualidad imprescindible.

La inmensa mayoría de los robots que hoy día se utilizan con fines industriales se controlan mediante un proceso en bucle cerrado, es decir, mediante un bucle de realimentación. Este control se lleva a cabo con el uso de un sensor de la posición real del elemento terminal. La información recibida desde el sensor se compara con el valor inicial deseado y se actúa en función del error obtenido, de forma tal que la posición real coincida con la que se había establecido inicialmente.

¿Qué es un sistema de lazo abierto?

Un sistema de control de lazo abierto se caracteriza por que no recibe ninguna información o retroalimentación sobre el estado de la variable, por lo regular estos se utilizan cuando la variable es predecible y tiene un amplio margen de error, ya que se puede calcular el tiempo o las veces que se debe de repetir el ciclo para completar el proceso.

 

 

¿Qué es un sistema de lazo cerrado?

Como te puedes imaginar ya, este sistema es más completo ya que recibe información sobre los estados que va tomando la variable. Esta retroalimentación se logra colocando sensores que envían información de puntos clave del proceso para que así pueda actuar de manera autónoma.

 

Fuentes: https://platea.pntic.mec.es/vgonzale/cyr_0708/archivos/_15/Tema_5.3.htm

https://ingmecafenix.com/automatizacion/sistema-de-control

Sistema de control de un robot

 

TEMA DE LA SEMANA:

SISTEMA DE CONTROL DE UN ROBOT

¡Hola de nuevo! Para mí es un gusto continuar compartiendo información relevante relacionada con la robótica. En esta ocasión hablaremos sobre los sistemas de control de un robot; veremos qué son, los grados de control que hay sobre ellos, y cómo funcionan los microcontroladores. Así que abre tu bloc de notas, libreta de apuntes o cuaderno de robótica, ¡porque ya comenzamos!

 

Subtema 1: ¿Qué son los sistemas de control?

Los sistemas de control están formados por un conjunto de dispositivos de diversa naturaleza (mecánicos, eléctricos, electrónicos, neumáticos, hidráulicos) cuya finalidad es controlar el funcionamiento de una máquina o de un proceso.

En todo sistema de control podemos considerar una señal de entrada que actúa sobre el mismo y una señal de salida proporcionada por el sistema, según el siguiente esquema:

 

Podemos pensar, por ejemplo, en un sistema de control destinado a verificar la temperatura en una habitación: la temperatura es la magnitud variable que queremos controlar y para regularla hay que aplicar una señal de entrada al sistema de calefacción; como resultado se alcanza un determinado valor en la temperatura de la habitación que constituye la señal de salida del sistema. Existen dos tipos de sistemas de control: en lazo abierto y en lazo cerrado.

En otras palabras, el sistema de control es el "cerebro" del robot, el órgano de tratamiento de la información. Es el responsable de determinar los movimientos precisos de cada parte del mecanismo para que el elemento terminal pueda ser movido a la posición y orientación requeridas en el espacio. Puede tratarse de un PLC (Programmable Logic Controller) en los modelos menos avanzados o de un sistema basado en microprocesadores en los más avanzados. En su memoria contiene un modelo físico del propio robot, un modelo de su entorno y los programas necesarios para desarrollar los algoritmos de control.

 

 

Fuente: https://ingmecafenix.com/automatizacion/sistema-de-control