<Moderador1> Bienvenidos a la segunda conferencia del irc organizada por A.R.D.E.
<Moderador1> titulada "Proyecto para autoestabilización de cámaras de visión"
<Moderador1> Esta conferencia correrá a cargo de Jose Antonio Casas.
<Moderador1> José Antonio Casas ha desarrollado un interesante Proyecto Fin de Carrera
<Moderador1> sobre la estabilización automática de cámaras de visión
<Moderador1> basado en giróscopos y acelerómetros.
<Moderador1> A través de su página EasyBots (http://www.fer.nu/easybots/ )
<Moderador1> comparte algunos detalles de este fascinante proyecto de automatización.
<Moderador1> Durante la conferencia explicará cómo se le ocurrió la idea
<Moderador1> y nos contará detalles y consejos de su interesante proyecto.
<Moderador1> Al final habrá un tiempo para que hagáis a José Antonio
<Moderador1> las preguntas que queráis sobre este tema.
<Moderador1> Al ser un irc moderado, no podréis escribir directamente sin que se os de la palabra.
<Moderador1> Para ello tendréis que mandar un mensaje a uno de los dos moderadores,
<Moderador1> cosa que se hace dando al botón derecho del ratón sobre uno de los nombres de los moderadores
<Moderador1> Ahora cedemos la palabra a José Antonio. Bienvenido y muchas gracias por compartir
<Moderador1> tus experiencias en estas sesiones de conferencias en el irc de A.R.D.E.
<ieis> Buenas tardes a tod@s!
<ieis> Bueno
<ieis> Como ya ha dicho desmosteles os hablaré un poco de mi PFC
<ieis> para ello es conveniente q:
<ieis> Hayais visitado mi web:
<ieis> http://www.fer.nu/easybots/
<ieis> y hayais visto el primer video
<ieis> también sería interesante tener un navegador abierto con el siguiente link:
<ieis> http://www.analog.com/en/prod/0,2877,ADXL202,00.html
<ieis> Os vais a la parte derecha inferior
<ieis> y entrais en:
<ieis> Analog Dialogue
<ieis> una vez allí seleccionais el último artículo: Dual Axis, Low g, Fully Integrated Accelerometers
<ieis> (Analog Dialogue, Vol. 33, No. 1, January, 1999)
<Moderador1> el que está debajo del título Related Tech Info?
<ieis> el último
<ieis> por favor Demosteles verifica que todos los link que ponga sean accesibles
<ieis> por cierto,
<ieis> pido disculpas por las faltas de ortografía y demás errores sintácticos que pueda cometer, casi todo lo que escribo lo escribo en tiempo real :D
<ieis> Bien
<ieis> Esta presentación se basa en mi proyecto final de carrera realizado en el IRI (Instituto de Robótica e Informática Industrial) necesario para obtener el título de ingeniero superior en telecomunicación, en la ETSETB (Escuela Superior de Ingenieros de Telecomunicación de Barcelona).
<Moderador1> Al link se puede ir también por aquí http://www.analog.com/library/analogDialogue/archives/33-01/accel/index.html
<ieis> si, mejor
<ieis> Para los que no esteis familiarizados con el concepto "sensor inercial"
<ieis> es símplemente un sensor que mide algún tipo de fuerza de inercia
<ieis> como por ejemplo la fuerza de coriolis
<ieis> en mi trabajo se usan 2
<ieis> el acelerómetro
<ieis> y el gyroscopio (a partir de ahora GYRO)
<ieis> podemos ver un esquema del acelerómetro en el link indicado al principio
<ieis> en este caso
<ieis> el accel. escogido se basa en la medición de la fuerza de aceleración por medio de una masa suspendida en un soporte rígido
<ieis> Fijémonos en la Fig.1
<ieis> Figure 1. Beam Dimensions for a Single Finger
<ieis> Allí podemos hacernos una idea de las dimensiones en las que nos movemos
<ieis> Como se comenta en el artículo, está fabricado mendiante tecnología MEMS
<ieis> o sea
<ieis> Micromecanizado en Silicio
<ieis> mirando la figura
<ieis> puede verse que hay unos "electrodos"
<ieis> que forman un condensador
<ieis> la capacidad del cual cambia en función de la posición de la parte de adentro (que es flotante)
<ieis> la parte flotante está sujetada al soporte fijo mediante unas membranas también fabricadas en polisicio
<ieis> formando algo parecido a un muelle
<ieis> si la masa suspendida
<ieis> se ve sometida a una fuerza, se mueve
<ieis> se desplaza
<ieis> ese desplaza provoca una variación en la capacidad entre los electrodos y eso es lo que se mide
<ieis> hay otro tipo de accel. basados en otro princio de funcionamiento
<ieis> (convección de la calor en el interior del encapsulado)
<ieis> es un sistema patentado por la casa MEMSIC
<ieis> tiene ventajas e inconvenientes, sus principales ventajas es la falta de partes móviles
<ieis> pero tiene una mayor independencia con la temperatura
<ieis> bien
<ieis> llegados a este punto
<ieis> debemos entender
<ieis> que el acelerómetro nos permite leer el valor de cualquier aceleración
<ieis> por ejemplo
<ieis> la gravedad
<ieis> por lo tanto
<ieis> si orientamos el sensor
<ieis> con su eje de medida
<ieis> paralelo a la gravedad
<ieis> la salida debería ser: 1g
<ieis> (después de la calibración, claro)
<ieis> y si lo ponemos ortogonal
<ieis> su salida debería de ser 0g
<robotika> a ver ahora si va , he tenido que instalar el mirc
<ieis> por medio de una razón trigonométrica podemos hayar el ángulo de inclinación respecto de la gravedad
<ieis> por tanto
<ieis> si colocamos el sensor
<ieis> pegado en algún sitio
<ieis> el sensor dará la inclinación de la cosa en la q esté pegado
<ieis> esto parece resolver todos nuestros problemas
<ieis> pero
<ieis> a q tipo de fuerzas está sometido este sensor?
<ieis> la respuesta es:
<ieis> múltiples
<ieis> una de ellas es la gravedad
<ieis> pero
<ieis> sabemos q cada vez q algo se mueve
<ieis> es xq se le ha aplicado una fuerza
<ieis> q le ha provocado una Acceleraciópn
<ieis> q
<ieis> en consecuencia debería haber sido leida por el acelerómetro
<ieis> entonces
<ieis> nuestro sistema de equilibrio es sensible
<ieis> a todo tipo de fuerzas
<ieis> si movemos el robot
<iei> nuestro sistema de equilibro (balance) se confundirá y detectará una variación en su ángulo de inclinación respecto de la gravedad
<iei> ello
<iei> limita la respuesta del sistema
<iei> si nuestro sistema requiere una respueta lenta
<iei> no hay problema
<iei> en caso contrario
<iei> solo el accel. no es suficiente
<iei> entre el juego el GYRO
<iei> ahora tocaría explicar la base de funcionamiento del gyro
<iei> pero me limitaré a indicar q está basado en la lectura de la fuerza de corilis presente en todos los movimientos giratorios
<iei> también se realiza con tecnología MEMS
<iei> mediante un sistema bastante más complicado q el accel.
<iei> este sensor tiene una particularidad
<iei> es insensible a todo lo q no sea variación angular (idealmente)
<iei> es decir
<iei> aceleraciones como la gravedad no le afectan
<iei> entonces
<iei> tenemos un sensor
<iei> q nos va una lectura de la velocidad instantanea del cuerpo en el q está alojado
<iei> lo rápido q gira
<iei> integrando la velocidad angular
<iei> se obtiene la variacion angular
<iei> es decir, el ángulo
<iei> en verdad
<iei> solo interesa el ángulo
<iei> la velocidad angular angular instanea no nos resulta útil
<iei> así pues
<iei> este sensor nos servirá para proporcinar la respuesta RAPIDA del sistema
<iei> cuando el sistema (el robot)
<iei> esté quieto
<iei> la lectura del accel. será la correcta
<iei> en cambio
<iei> cuando el sistema esté en movimiento utilizaremos la info del gyro
<iei> este es a grandes rasgos los misterios de mi PFC
<iei> la dualidad ACCEL. GYRO.
<iei> aportan informaciones complementarias
<iei> bien
<iei> cambiando de tema
<iei> seguimos con la parte más "mecánica" del sistema
<iei> (lo debería de haber puesto antes)
<iei> q son:
<iei> Características deseadas del pan&tilt:
<iei> ?? Tres ejes de libertad, pan, tilt y yaw.
<iei> ?? Peso y consumo reducido (se usará en un robot móvil).
<iei> ?? Velocidad de respuesta rápida, tanto de la parte electrónica como de la parte mecánica.
<iei> ?? Posicionamiento preciso.
<iei> ?? Comunicación con un PC mediante una conexión serie RS232
<iei> ?? Inmune a interferencias eléctricas presentes en la fuente de alimentación.
<iei> y el alcance del proyecto:
<iei> la parte mecánica se basa en la idea del GIMBAL:
<iei> Gimbal: Mecanismo que usa los ángulos de Euler para medir la rotación de un objeto en tres dimensiones y controlar su rotación. El mecanismo está formado normalmente por dos o tres anillos montados sobre ejes en ciertos ángulos de manera que se podría situar un objeto en el centro de la estructura de forma que el objeto siempre estuviese suspendido en un plano horizontal independientemente del movimiento del soporte.
<iei> http://www.yourdictionary.com/images/ahd/jpg/A4gimbal.jpg
<iei> estaría bien haber visto el video
<iei> para hacerse una idea de como se aloja la cámara y la similitud de la estructura con el link indicado
<iei> ahora pasaremos a aspectos más generales
<iei> al esquema general:
<iei> http://www.fer.nu/easybots/presentacion_IRC/esquema_general_.jpg
<iei> vemos q el sistema dispone de 2 placas
<iei> la controladora y la de sensores
<iei> ambas con alimentaciones separadas e independientes
<iei> centrémonos en la placa controladora:
<iei> http://www.fer.nu/easybots/presentacion_IRC/esquema_placa_controladora_.jpg
<iei> basada en un pic de gama media/alta
<iei> q controla los 3 servos q controlan las rotaciones en cada uno de los ejes
<iei> q se comunica con el pc
<iei> y q se comunica con la placa de sensores
<iei> mediante una comunicación serie síncrona optoaislada
<iei> similar al SPI
<iei> pero unidireccional
<iei> pasemos a la placa sensora q es la más interesante:
<iei> http://www.fer.nu/easybots/presentacion_IRC/esquema_placa_sensora_.jpg
<iei> tb basada en un pic
<iei> utiliza un ADC externo de 14 bits
<iei> conectado mediante spi al micro
<iei> para realizar las medidas de los gyros
<iei> (q son analógicas, en este caso)
<iei> las medidas de los accel. son mucho más sencillas
<iei> el sensor la el valor digitalmente, en la duraccion del tiempo en alto de su señal PWM de salida
<iei> en simple contado es suficiente
<iei> en cambio para los gyros
<iei> se debe hacer un muestreo contínuo y muy preciso
<iei> la frec. de muestreo es de unos 200Hz
<iei> muy lenta
<iei> pero suficiente
<iei> si se tiene en cuenta q el ancho de banda de la salida del gyro es de solo 50Hz
<iei> la perioricidad del muestreo está garantizada por la interrupción de nivel superior en la q está programada
<iei> la separación de las alimentaciones
<iei> es muy importante
<iei> pues estos sensores (sobre todo gyro)
<iei> son muy sensibles a ruidos eléctricos
<iei> (sorprendentemente sensibles, diría yo)
<iei> para un sistema con unas prestaciones... notables
<iei> es muy importante tener esto en cuenta
<iei> pasemos ahora a una bonita imagen:
<iei> http://www.fer.nu/easybots/presentacion_IRC/placa_sensora_.jpg
<iei> una obra de artesanía
<iei> en la q vemos una placa
<iei> necesaria para hacer el sensado en uno de los ejes
<iei> http://www.fer.nu/easybots/presentacion_IRC/disposicion_placas_.jpg
<iei> son necesarias 2 placas para equilibrar en un plano 2D
<iei> deben de disponerse ortogonalmente
<iei> http://www.fer.nu/easybots/presentacion_IRC/calibracion_sensores_.jpg
<iei> la electrónica de (sensores)
<iei> se dispuso en una caja
<iei> q se ve en la imagen
<iei> en la imagen se ven los sistemas de calibración q se utilizaron
<iei> para medir el ángulo
<iei> y para calibrar el gyro
<iei> un robot movía la caja con una velocidad determinada
<iei> y analizando las muestras obtenidas se pudo calibrar la sensibilidad del gyro
<iei> uhm...
<iei> ahora
<iei> tocaría ver el video
<iei> a la gente q todavía no lo ha visto
<iei> y por mi parte creo que es todo, no quisiera alargar demasiado esta presentación
<iei> si
<iei> el de 15Mgs
<iei> si teneis preguntillas...
<Moderador1_> ok, a los que no estábais, el vídeo al que se refiere se encuentra en http://www.fer.nu/easybots/
<Moderador1_> Muchas gracias José Antonio por tu interesante conferencia.
<Moderador1_> Ahora pasaremos a la sesión de preguntas.
<Moderador1_> si alguien tiene alguna pregunta que nos la pase a los moderadores (robotika y yo) por privado
<Moderador1_> yo empiezo con una
<Moderador1_> Muchas gracias José Antonio por tu interesante conferencia.
<Moderador1_> Ahora pasaremos a la sesión de preguntas.
<iei> bonita pregunta
<Moderador1_> Muchas gracias José Antonio por tu interesante conferencia.
<Moderador1_> Ahora pasaremos a la sesión de preguntas.
<iei> :D
<Moderador1_> ay tengo problemas :P
<iei> uhm..
<Moderador1_> ¿Hace falta dedicar mucho tiempo para hacer un proyecto tan interesante como este?. ¿Cuanto le dedicaste tu por ejemplo?
<Moderador1_> ahora sí
<iei> algo más de un año
<iei> hay q decir
<iei> q partí de 0
<iei> sin saber q era un gyro
<iei> y sin nadie q me pudiese orientar
<iei> verdaderamente en nada
<iei> esa fué la verdadera dificultad
<Moderador1_> Aquí va una pregunta que nos ha dejado mundobot, porque él no podía asistir
<Moderador1_> Estaba pensando en construir un robot de péndulo inverso, parecido a este: http://www.geology.smu.edu/~dpa-www/robo/nbot/
<Moderador1_> que tiene que autoestabilizarse para no caer.
<Moderador1_> He visto que la mayoría usa giróscopos y acelerómetros, como tu hiciste para estabilizar las cámaras.
<Moderador1_> ¿Crees que se podría hacer solo con un giróscopo o solo con un acelerómetro?
<iei> no
<iei> se necesitan los 2
<iei> totalmente necesario en este caso
<iei> hay algunos gyrobots
<iei> q calculan su inclinación mediante un sensor de distancia q apunta al suelo
<iei> pero no creo q sea algo muy robusto
<iei> los hay q utlizan el gyro el accel. y tb el sensor de dist.
<iei> son robots intesentantes los gyrobots :D
<iei> eso si
<iei> requieres un control de motores... guapo
<[pSx]> pregunta: ¿ Cuáles eran exactamente o aproximadamente tus conocimientos de electrónica, uP's y programación de pic's al comenzar ?
<iei> programacion de pics en C de la serie 16f87x
<[pSx]> (gracias por adelantado) ;)
<iei> programacion en C
<iei> y conocimientos generales electrónica
<iei> eso si, experiencia en montaje de circuitos y cosas
<ionitron> pero esa calibracion en que se basa? mover y guardar los valores en una tabla? o es un calculo de linealidad?
<iei> la calibracion de q sensor?
<ionitron> la que dices que haces moviendolo
<iei> los dos sensores se tienen q mover para calibrar :D
<iei> en el accel.
<ionitron> pero la haces guardando los valores en una tabla para luego comparar?
<iei> tie una respuesta bastane lineal en el rango de -60 a +60
<iei> es necesario calcular la sensibilidad
<iei> y el offset
<iei> o sea
<iei> el paso por 0
<iei> es decir
<iei> si lo poner nivelado no da 0º
<iei> no utilizé una tabla
<ionitron> pero esos sensores varian con la temperatura.. si te basas en una tabla premedida a 25º.. que pasara cuando este a 0º?
<ionitron> o como lo haces...
<iei> exacto
<iei> el sensor de accel. tiene una variación pequeña con la temp. q desprecié
<iei> en el caso del gyro es mayor
<iei> pero utilizé un sistema
<[pSx]> los conocimientos de electrónica analógica también son bastante necesarios, no ?
<[pSx]> oops, sorry
<iei> q se iba adaptando en tiempo real a la salida en null del gyro
<iei> q cambia con el tiempo
<iei> la variación en la sensibildad tb la desprecié
<iei> hace falta tener un sistema de calibración muy complejo para eso del q yo no dispuse
<iei> electrónica analog. básica
<iei> no hizo falta diseñar nada con transs. ni nada
<iei> cosas como seguidores de tensión y filtros paso bajo de primer orden
<[pSx]> como reaccionaría en caso de un terreno abrupto, o con "baches" ?
<iei> eso se puede ver en el 2º video
<iei> se somete a movimientos no angulares
<iei> y la respusta
<iei> no es del todo mala
<iei> cabe decir q el primer video
<iei> no se realizó en las condiciones ideales
<iei> no había alimentación independiente para cada parte...
<iei> pero bueno, solo tuve una oportunidad
<Moderador1_> ¿Puedes contarnos si tienes algún otro proyecto en mente y de que tipo?. Es que soy muy curiosa :-)
<iei> tengo muchos
<iei> entre los cuales está el gyrobot
<iei> pero actualmente no tengo tiempo para ninguno :(
<Moderador1_> Bien, pues si no hay más preguntas, damos por finalizada la segunda conferencia en el irc de A.R.D.E.
<iei> .9
<iei> :)
<Moderador1_> Muchas gracias José Antonio por el tiempo e interés que nos has dedicado.
<Moderador1_> Mañana colgaremos en la Web de A.R.D.E. (www.webdearde.com) el log de la conferencia.
<Moderador1_> Iremos avisando con tiempo de otras conferencias y os animamos a que si queréis participar
<Moderador1_> dando una charla de algún tema relacionado con robótica,
<Moderador1_> os pongáis en contacto con nosotros a través del correo: arde@webdearde.com
<iei> perfecto, gracias a vosotros
<Moderador1_> Muchas gracias a todos por haber venido.