Sistema de comunicacion via radio entre PC y Microbot (M. Gonzalez Martin)
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SISTEMA DE COMUNICACIÓN VÍA RADIO ENTRE PC Y MICROBOT.
UNIVERSIDAD DE MÁLAGA.ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE
INGENIEROS DE TELECOMUNICACIÓN.
Realizado por:
Manuel González MartínDirigido por:
Cristina Urdiales G.
INGENIERÍA TÉCNICA EN TELECOMUNICACIÓNSISTEMAS ELECTRÓNICOS
PROYECTO FIN DE CARRERA:
Málaga, Octubre del 2000.
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OBJETIVO
Diseño e implementación de un sistema capaz de realizar la comunicación entre un ordenador personal (PC) y un robot
autónomo(Microbot) a través de radio frecuencia. La comunicación será en un
solo sentido: de PC a Microbot.
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MICROBOT TRITT
ESPECIFICACIONES DEL SISTEMA
ANÁLISIS DEL SISTEMA
PRUEBAS Y VERIFICACIÓN
DISEÑO DEL SISTEMA
CONCLUSIONES Y LÍNEAS FUTURAS
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MICROBOT TRITT
* Lleva como sistema de control la tarjeta CT6811, que está basada en el microcontrolador 68HC11 y la tarjeta CT293+ como driver de potencia, para controlar dos servo motores.
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Aplicación del PC: Interfaz de Panel para el usuario; se podrá seleccionar dirección, sentido y posibilidad de paro y salida del programa.
Conexión PC al módulo emisor: A través del puerto paralelo.
Transmisión de datos: Transmisión de datos digital codificado por RF.
Dimensiones de la PCB receptora: 64 mm. X 82 mm.
Entrada de datos al Microbot: A través de las entradas digitales (PUERTO E).
Tamaño del programa ensamblador: Como máximo 512 bytes (Tamaño EEPROM del Microbot).
Sistema modular y fácilmente ampliable.
ESPECIFICACIONES
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Sistema de bloques de primer nivel
SISTEMA EMISOR
SISTEMA RECEPTOR
RFCOMANDO
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Sistema de bloques de segundo nivel
RECEPTOR (RX DE DATOS)
MICROBOT
APLICACIÓN PC
EMISOR (TX DE DATOS)
PALABRA TX
PALABRA RXRF
COMANDO
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Sistema de bloques de tercer nivel
PANEL DE CONTROL LABWINDOW
ACOND. SEÑAL(TX)
EMISOR DATOS RF
RECEPTOR DATOS RF
ACOND. SEÑAL(RX)
PROGRAMA ENSAMBLADOR TRADUC TOR
CT 293 + MOTORES
PROGRAMA EN C
COMANDO PANEL.H PALABRATXPALABRA TX(ACOND)
CODIFICADOR
PALABRA TX(CODIFICADA)
RF
DECODIFICADOR
PALABRA RX(CODIFI CADA) PALABRA RX
PALABRA RX(ACONDICIONADA)
ACCIONAMIENTO DE MOTORES
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Sistema de bloques de tercer nivel
PANEL DE CONTROL LABWINDOW ACOND. SEÑAL(TX)
EMISOR DATOS RF RECEPTOR DATOS RF ACOND. SEÑAL(RX)
PROGRAMA ENSAMBLADOR TRADUC TOR CT 293 + MOTORES
PROGRAMA EN CCOMANDO PANEL.H PALABRATX
PALABRA TX(ACOND)
CODIFICADOR
PALABRA TX(CODIFICADA)
RF
DECODIFICADOR
PALABRA RX(CODIFI CADA) PALABRA RX
PALABRA RX(ACONDICIONADA)
ACCIONAMIENTO DE MOTORES
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Módulo: PANEL DE CONTROL LABWINDOWS
* La comunicación usuario-ordenador se hace mediante “interfaz de usuario (User Interface)”, que consiste en un panel gráfico de control.
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Módulo: PROGRAMA EN C
¿EVENTO EN EL PANEL?
NO
ENVÍA COMANDO SELECCIONADO POR EL PUERTO PARALELO.
SI
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Módulo: CODIFICADOR
* El MC145026 codifica nueve líneas de información y las transmite de forma serie cuando se habilita la señal de transmisión (/TE).
* Los valores de Rtc, Ctc, Rs, determinan la frecuencia del oscilador.
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Módulo: EMISOR DATOS RF
* Modula On-off una portadora RF con datos digitales.
* Antena de 1/4 de onda(17 cm).
* Frecuencia de trabajo 433,92 MHz.
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Módulo: RECEPTOR DATOS RF
* Frecuencia de recepción: 433,92 MHz.
* Antena de 1/4 de onda (17 cm).
* Recepción de señal con modulación OOK ( On-Off Keying).
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Módulo: DECODIFICADOR
* El MC145027 recibe la trama serie e interpreta cinco de los dígitos como un código de dirección. La información serie restante se interpreta como cuatro bits de datos binarios.
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Módulo: PROGRAMA ENSAMBLADOR TRADUCTOR
¿ COMANDO VALIDO? - ->
VT= 1
NO
ESCRIBE EN EL PUERTO A ($1000), LA PALABRA ADECUADA AL MOVIMIENTO SELECCIONADO.
SI
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DIAGRAMA ELÉCTRICO DEL SISTEMA COMPLETO (Lado transmisor)
Lado transmisor
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DIAGRAMA ELÉCTRICO DEL SISTEMA COMPLETO (Lado receptor)
Lado receptor
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PRUEBAS Y VERIFICACIÓN
Para la verificación del sistema se han realizado varias pruebas, que se pasan a detallar en orden cronológico:
1ª) Continuidad de pistas y eliminación de posibles cortocircuitos utilizando un polímetro funcionando como óhmetro.
2ª) Previa conexión del PC y Microbot se ha comprobado que la transmisión y recepción eran correctas mediante el siguiente circuito: .
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3ª) Quitar interruptores y leds, conectar PC y Microbot por éstos. Una vez el sistema completamente montado se mandaron comandos (izquierda, derecha, ...), y el Microbot los ejecutó correctamente.
4ª) Pruebas dinámicas del sistema, con ayuda de una aplicación software se mandaron una cantidad de comandos en un espacio de tiempo reducido.
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CONCLUSIONES• Cumplimiento de las especificaciones.
• Obtención de un prototipo capaz de realizar todas las funciones, incluso mejora los objetivos requeridos a priori en cuanto a prestaciones (alcance, autonomía, fiabilidad, ...), y diseño físico (sistema compacto y robusto).
• Ampliación de conocimientos en diseño físico de bloques funcionales (codificadores, transmisores,...), comunicación de datos (infrarrojos, AM,FM,...), Microbot (familias, hardware, software,...), Lenguaje C (Labwindows).
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LÍNEAS FUTURAS• Comunicación full-duplex entre el PC y el
Microbot.
• Sistema Talker-Listener. Un sistema en el cual un ordenador central (Talker) comandara a múltiples Microbots (Listeners).
• Granjas de Microbots. Cooperación por RF de los habitantes de una granja de Microbots.
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• Microbot TRITT
• ESPECIFICACIONES
• Sistema de bloques de primer nivel
• Sistema de bloques de segundo nivel
• Sistema de bloques de tercer nivel
• Sistema de bloques de tercer nivel (Diseño)
• DIAGRAMA ELÉCTRICO DEL SISTEMA COMPLETO (Lado Tx)
• DIAGRAMA ELÉCTRICO DEL SISTEMA COMPLETO (Lado Rx)
• Módulo: PANEL DE CONTROL LABWINDOWS
• Módulo: PROGRAMA EN C
• Módulo: CODIFICADOR
• Diagrama de tiempos de una secuencia de codificación
• Módulo: EMISOR DATOS RF
• Módulo: RECEPTOR DATOS RF
• Módulo: DECODIFICADOR
• Módulo: PROGRAMA ENSAMBLADOR TRADUCTOR
• PRUEBAS Y VERIFICACIÓN
• CONCLUSIONES
• LÍNEAS FUTURAS
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DEMOSTRACIÓN
DEMO1 DEMO2 DEMO3
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DIAGRAMA DE TIEMPOS DE UNA SECUENCIA
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CONEXIÓN DE LAS TARJETAS DEL MICROBOT
- LA CT6811 ES EL TARJETA CONTROLADORA, ESTA CONECTADA A LA CT293 POR EL PUERTO E (ENTRADAS DIGITALES-ANALÓGICAS) Y EL PUERTO A (LECTURA DE SENSORES Y ACCIONAMIENTO DE MOTORES + ALIMENTACIÓN DE LA CT293+).
- LA TARJETA CT293+ ACTÚA COMO DRIVER DE LOS MOTORES Y ACONDICIONADOR DE INFRARROJOS Y ENTRADAS DIGITALES-ANALÓGICAS.