INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERA MECNICA Y ELCTRICA

Robot para la observacin y movilizacin de objetos peligrosos

T E S I S

QUE PARA OBTENER EL TTULO DE Ingeniero en Comunicaciones y Electrnica

P r e s e n t a

ROBERTO ANTONIO OROZCO VELZQUEZ

Asesores:

M. en C. RENE Cruz SantiagoIng. ALEJANDRO LUGO SILVA

Mxico, D.F. a 24 Mayo del 2011

CONTENIDO

AGRADECIMIENTOSivOBJETIVOSvJUSTIFICACINviINTRODUCCIN1CAPTULO 1. ANTECEDENTES31.1 Marco terico31.1.1. Brazo posicionador (sustituye al brazo manipulador)31.1.2. Robot de exhibicin41.1.3. Caractersticas de los motores41.1.4. Grados de libertad en Robots51.2 Estado del arte6CAPTULO 2. CINEMTICA182.1 Introduccin.182.2 Diseo192.3 Resultados.25CAPTULO 3. HARDWARE293.1 Diagrama general293.2 CPU303.3 Sensores303.4 Interfaces313.5 Sistema Hibrido323.6 Mdulos de potencia353.3 Resultados39CAPTULO 4. SOFTWARE404.1 Conexin mediante escritorio remoto414.1.1 Escritorio remoto de Windows.414.1.2 Software libre444.2 Software del microcontrolador444.3 Software de la PC494.3.1 Sistema de voz494.3.2 Puerto Serial514.3.3 Control va internet524.3.4 Sistemas webcam y Apis de Windows524.4 Manual de usuario GIP574.4.1 La ventana Form1574.4.2 La ventana de voz584.4.3 La ventana iControl594.4.4 La ventana SerialPort604.5 Software de la web614.5.1 CEROB62CAPTULO 5. RESULTADOS Y PRUEBAS645.1 Prueba 1- Prueba de precisin645.2 Prueba 2 Tiempo til en las bateras685.3 Prueba de distancia695.4 Direccionar705.5 Conclusiones72Apndice 1. Programa panel de control (vb)73Apndice 2. Programacin del puerto serial (vb)85Apndice 3. Programa del hcs12dt256 (c++)89Apndice 4. Costos de desarrollo91Apndice 5. Clases importantes92Apndice 6. Index.php93Apndice 7. Ima.php94Apndice 8. Ajaxejem.html95REFERENCIAS97BIBLIOGRAFA98NDICE DE TABLAS99NDICE DE FIGURAS99

AGRADECIMIENTOS

Gracias al asesoramiento de los profesores, por darnos su tiempo en correcciones y sugerencias a este proyecto. El logro es producto y esfuerzo al apoyo que proporcionaron.

OBJETIVOSGENERAL:Disear y construir una herramienta que auxilie de forma rpida y sin ningn riesgo al personal en la movilizacin de objetos peligrosos as como en la observacin de procesos. Que se controle inalmbricamente por medio de una red Wi-Fi.

ESPECFICOS:

Aumentar la eficacia al supervisar procesos industriales va internet.

Auxiliar en tareas de movilizacin de substancias peligrosas.

JUSTIFICACIN

La actividad laboral de las empresas, es sin duda el motor de la economa mundial y estas labores con el tiempo ha sido remplazadas por mquinas, robtica e Inteligencia Artificial (IA), siendo una herramienta para las tareas de los humanos.

No importa que tan automatizado sea el sistema siempre ser supervisado por el personal calificado. Dependiendo el riesgo de error y sus consecuencias, debe de ser vigilado a tal grado que sea imposible el error, por ejemplo tenemos los misiles nucleares en los submarinos y los portaaviones, donde el error es inaceptable.

Sin embargo, tambin hay factores que el humano no puede controlar, problemas cclicos que se derivan de los desastres naturales. As, la Republica Mexicana todos los aos es azotada por enormes inundaciones, sequas, heladas, incendios forestales, sismos, deslizamientos de la tierra y huracanes que generan cuantiosas prdidas materiales y de vidas humanas. Al mismo tiempo a nivel mundial ocurren graves problemas urbanos de destruccin, ya sean causados por el hombre, tales como guerras e incluso ataques terroristas y narcotrfico. Estos sucesos lamentablemente traen consigo un alto nmero de vctimas, y bajo estas graves circunstancias se requiere la colaboracin de los cuerpos de bomberos, policas y militares en el lugar de la catstrofe. Los miembros de estos organismos realizan una difcil labor, exponiendo sus propias vidas a grandes riesgos para la prevencin, proteccin y rescatar a las vctimas.

En la actualidad, estos problemas han provocado muchas prdidas tanto materiales como humanas, e incluso al intentar auxiliar, existen bajas en los cuerpos de proteccin civil, ya que muchas veces al atender el llamado suelen ser muy peligrosos.

La vigilancia en la seguridad industrial, con los adelantos tecnolgicos en reas de ingeniera en seguridad y de los institutos de salud pblica y privada estn relacionados con la proteccin del bienestar de los trabajadores, a travs del control del rea de trabajo para reducir o eliminar los peligros. Los accidentes industriales y las condiciones de trabajo riesgosas pueden resultar en una lesin temporal o permanente e incluso la muerte. Estas tambin tienen un impacto en la reduccin de la eficiencia y la prdida de productividad.

Por lo tanto el diseo y construccin de esta herramienta aportara la ayuda en el monitoreo de la zona, as como la supervisin de procesos y manejo de objetos peligrosos en el campo laboral, siendo esta herramienta una gran ayuda en los problemas antes mencionados.

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24INTRODUCCIN

Los avances en esta rea han sido grandes desde que Karel Capek, un escritor checo, acuo en 1921 el trmino Robot en su obra dramtica Rossums Universal Robots / R.U.R., a partir de la palabra checa Robbota, que significa servidumbre o trabajo forzado. El trmino robtica es acuado por Isaac Asimov, definiendo a la ciencia que estudia a los robots. Hasta en estos das, los robots visitan otros planetas y estn en el sector industrial en la automatizacin de procesos.

Este trabajo consiste en el diseo y construccin de un robot categora libre con brazo manipulador de 3 grados de libertad sobre carro de 6 ruedas tipo oruga, para concreto y csped, dotado de llantas neumticas con equipo de visin, permitiendo el ser montado accesorios que proporcionen versatilidad en sus aplicaciones. Su diseo tipo oruga le permite la capacidad de adaptarse a gran variedad de terreno, as como tambin acceder por escombros y superficies erosionadas.

Este robot es controlado por un ordenador el cual se encuentra situado en la base superior por medio de Wi-Fi estndares 802.11 relacionados a redes inalmbricas de rea local lo cual permite la conexin de computadora a computadora va Internet, la cual se encuentra ligada a un microcontrolador que realiza la emisin de rdenes a una doble etapa de potencia con proteccin, los cuales le permiten llevar a cabo las rdenes recibidas desde cualquier otro dispositivo con acceso a Internet, as como tambin las ordenes emitidas por Wi-Fi, con esto se puede controlar los movimientos de todo el autmata, ya sea de direccin, visualizacin, y manipulacin del brazo elctrico de 3 grados de libertad, tambin cuenta con un sistema de visualizacin por medio de cmaras, las cuales al encontrarse conectadas al ordenador (computadora) le permite almacenar video y audio.

Su interfaz de control permite al usuario un fcil control y visualizacin del robot en todo momento, ya que este, est diseado en una plataforma de Windows, un ambiente amigable para los usuarios, en donde desde esta pantalla con el simple hecho de accionar un botn de pantalla, enva las ordenes al robot y este las ejecuta, en esta pantalla tambin se tiene una rea de visualizacin de la cmara lo que permite no cambiar de pantalla y seguir las acciones del robot en todo momento.

Tomando en cuenta que no en todo momento se tiene el acceso a la Internet, mediante Wi-Fi permite realizar todas las actividades que se deseen sobre el robot y su sistema de visualizacin nos permite el poder monitorear al robot en un radio aproximado de 72.89 metros dependiendo del tipo de construcciones y obstculos que hay en el medio.

Su fuerza, capacidad y destreza que tiene este robot le permite llegar a cualquier lugar, y sin necesidad de tener cables de alimentacin remotos. Este proyecto brinda una gran utilidad para el monitoreo o visualizacin de procesos as como realizar operaciones peligrosas, tales como el manejo de substancias qumicas, el control de explosivos, radiactivos, objetos energizados por alto voltaje, etc.

Quedando los captulos de la tesis de esta forma.

Captulo 1: Antecedentes. Se da una explicacin al marco terico y la tecnologa de punta en la Robtica.

Captulo 2: Cinemtica. Se describe el prototipo creado para esta investigacin y se aborda la cinemtica de la estructura mecnica, del robot. En este punto necesitamos conocimientos de maquinas y herramientas, mediciones y verificaciones, fabricacin de piezas, manejo de soldado por arco elctrico y sus acabados ya que la estructura es completamente metlica, tambin conocimientos de dibujo tcnico para crear un diseo funcional y adaptable a distintos retos ya que el medio en que nos envolvemos no es una constante.

Captulo 3: Sistema mecnico-elctrico Se describe el diseo mecnico y electrnico del prototipo, se ven los motores como actuadores para la locomocin del sistema mecnico. Se necesita de conocimientos de electricidad para la manipulacin de motores de 12Vcc y de electrnica para la etapa de potencia de los motores.

Captulo 4: Software: Se canalizan las seales de los sensores y actuadores a los programas. Se describen los controladores utilizados y se obtiene el modelado matemtico del sistema. Se necesita conocer programacin es en C++ para que trabaje el microcontrolador Freescale como una interface entre el sistema hibrido y la PC, programacin VB, Java Script y HTML en Visual Studio 2008 para la realizacin de un programa que funcione como consola de control, PHP, MySQL, Java Script y HTML para la programacin de la pgina Web CEROB que funciona como un interface entre una computadora conectada a Internet y el robot.

Captulo 5: Conclusiones. Se muestran los resultados obtenidos, tambin se presentan las simulaciones realizadas, conclusiones y perspectivas del trabajo realizado, as como futuras propuestas.

Apndices. Anexos de inters como especificaciones del diseo mecnico, diagramas electrnicos, cdigos de programas utilizados y caractersticas de la tarjeta del sistema hibrido entre otras cosas.

CAPTULO 1. ANTECEDENTES

La robtica se refiere al estudio de las maquinas que, en sustitucin de personas, realizan operaciones o trabajos, ya sea fsico o en la toma de decisiones. Constituye un rea emergente de la tecnologa en la cual se involucran distintas disciplinas de la ingeniera como mecnica, elctrica, electrnica, cmputo y control es una manera de poder abordar problemas interdisciplinarios desde una perspectiva integral.

1.1 Marco tericoLas categoras para clasificar robots, son definidas por la Reglamentacin Oficial Internacional de la Robot Fighting League (RFL), el cual es el organismo mundial encargado de regular y establecer los estndares para dicha categora de la robtica en todo el mundo. Estas categoras cuenta adems con el aval y respaldo del Instituto de Ingenieros en Electricidad y Electrnica (IEEE, por sus siglas en ingls), organismo profesional de ingeniera ms importante a nivel internacional. Las categoras son:

*Persecucin: consiste en la competencia entre dos carros sigue lneas donde estos deben seguir la trayectoria de la lnea hasta alcanzar al contrincante sin salirse de la ruta

*Sumo: dos robots son puestos dentro de un dohyo, el que sea sacado primero de este por el otro ms veces pierde.

*Brazo manipulador: una serie de articulaciones en forma de brazo deben ser capaz de identificar piezas de color blanco y negro y clasificarlas segn este en el menor tiempo posible.

*Polo acutico: dos equipos contrincantes formados por tres barcos controlables, juegan un partido de polo, buscando meter la pelota dentro de la portera del rival.

*Libre Exhibicin: en esta categora se exhiben robots que no entran en ninguna otra categora, pueden ser humanoides, apodos, cuadrpedos entre otros.

Entre estas categoras el robot nuestro diseo tiene un brazo manipulador, y entra en la categora de Libre exhibicin.

1.1.3. Caractersticas de los motores

La fabricacin o seleccin de un reductor de velocidad es algo sumamente complejo en algunas ocasiones dada la gran cantidad de parmetros a tener en cuenta. Los principales son:

(1)

Donde:P es la potencia (en W)M es el par motor (en N m) es la velocidad angular (en rad/s)

El par motor, es la potencia que puede transmitir un motor en cada giro. Tambin llamado "Torque".

El Par nominal es el par transmisible por el reductor de velocidad con una carga uniforme y continua; est ntimamente relacionado con la velocidad de entrada y la velocidad de salida. Su unidad en el SI es el N m (newton metro).El Par resistente representa el par requerido para el correcto funcionamiento de la mquina a la que el reductor de velocidad va a ser acoplado. Su unidad en el SI es el N m.

Par de clculo es el producto del par resistente y el factor de servicio requerido por la mquina a la que el reductor de velocidad va a ser acoplado. Su unidad en el SI es el N m.

La Potencia expresada normalmente en kw (kilovatios) la potencia elctrica es considerada en dos niveles distintos: la potencia elctrica aplicada y la potencia til; esta ltima es el producto de la potencia aplicada al ser multiplicado por cada uno de los rendimientos de cada par de engranajes del reductor de velocidad.

En la Potencia trmica los rendimientos de los trenes de engranajes tienen una prdida de potencia en forma de calor que tiene que ser disipada por el cuerpo de los reductores de velocidad. Puede ocurrir que la potencia transmisible mecnicamente provoque un calor en el reductor de velocidad a unos niveles que impiden su funcionamiento normal.

La potencia trmica, expresada en kw, indica la potencia elctrica aplicada en el eje rpido del reductor de velocidad que este es capaz de transmitir sin limitacin trmica. Su unidad en el SI es Pw

1.1.4. Grados de libertad en Robots

El nmero de magnitudes que pueden variarse independientemente por lo general coincide con el nmero de articulaciones mviles (ver Fig. 1. 1. Grados de libertad en Robots).

Fig. 1. 1. Grados de libertad en Robots(2)

(3)

1.2 Estado del arteEn las ltimas dcadas la aplicacin de robots en condiciones riesgosas o en aquellas que se vea perjudicada la integridad del ser humano, ha incrementado y ha sido objeto de muchos estudios, dadas sus posibilidades de aplicacin se han buscando nuevos modelos, y tcnicas de comunicacin para que el robot brinde un mejor servicio, en el momento de ser requerido.

La aplicacin de la Internet, hoy en da es un medio de comunicacin que no se limita a un rea, se es posible tener contacto y comunicacin desde cualquier punto del planeta, casi en tiempo real.El Instituto Internacional de Sistemas de Rescate (IRS) de Japn dio a conocer un nuevo tipo de robot de rescate llamado Quince (Fig. 1.2 Quince). Que ser usado para reemplazar el trabajo de humanos en reas de alta radiactividad, debutando en la planta de Fukushima.Las mquinas, que son manejadas a control remoto desde 2 km de distancia, pueden resistir hasta 20sievertsde radiacin y son resistentes al agua.

Un equipo de 23 de estos robots sern enviados a cumplir dos tareas principales: medir los niveles de radiacin y de gas en la planta, y grabar videos. Cada unidad mide 50 cm de largo, 1 metro de alto y pesa 27 kilos, lo que los hace ms pequeos que losMinirobo que ya estn operando en la planta.

Fig. 1.2 Quince

Cuando hablamos de tareas de rescate, las videoconsolas no suelen ser artculos con los que contemos. Sin embargo, una empresa ha utilizadolos mandos de Xbox 360 para ayudar a los robots de maniobra que trabajan en la planta nuclear Fukushima Daiichi. Losrobotsconocidos con el nombre deTalon (ver Fig. 1.3 Talon), fueron enviados a Japn porla compaa QinetiQ North America,con sede en Virginia. Con el mando de Xbox 360,los trabajadores de Fukushimapueden manejar al robot por toda la planta,pudiendo as acceder a zonas que serian demasiado peligrosaspara los trabajadores humanos. Gracias a las cmaras de visin nocturnade Talon, pueden observar las partes ms oscuras de la planta. El robot tambin puedemedir la temperatura y la calidad del aire alrededor de la planta y puede identificar ms de 7.500 sustancias qumicas peligrosas.

Fig. 1.3 Talon

No es la primera vez que se utilizan robots controlados por el mando de Xbox 360

Nos puede parecer extrao el uso de los mandos de Xbox 360 para un trabajo tan importante como es el de Fukushima, pero como Brian Ashcraft de Kotaku dijo:"muchos robots estadounidenses utilizadosen operaciones militares y de rescate estn controlados por losmandos de Xbox 360"

Y no sera la primera vez que estos robots Talon echan una mano despus de una catstrofe: "Despus del 11 de Septiembre, se desplegaron dos veces al da para ayudar a limpiar la zona cero".

Si bien no est muy claro cmo los robots Talon se estn utilizando actualmente en Fukushima, sabemos que hay otro robot que ayuda en las tareas de limpieza. El hecho de que sean controlados por mandos de Xbox 360 nos recuerda a un juego, la nica diferencia es que en este caso en Fukushima no hay botones de pausa, resets, o vidas extras. Slo hay trabajadores y un puado de gadgets, todos ellos luchan para no tener que ver "GAME OVER".

La prensa internacional no ha dejado de sorprenderse con las labores de rescate realizadas en Japn.La razn: los robots (ver Fig. 1.4 iRobot 710 Warrior), que ya trabajan en Tokio y Sendai removiendo escombros, levantando calles y buscando gente.

Fig. 1.4 iRobot 710 Warrior

De acuerdo con la revista Time,el robot ubicado en la ciudad de Sendai tiene la habilidad de entrar en lugares muy pequeos (hasta de tres centmetros de ancho) y rastrear hasta a ocho metros de profundidad. Por ello, se ha utilizado para localizar personas atrapadas en los escombros, pues con su cmara de espectro activo integrada es capaz de reconocer objetos y hasta tomar fotografas de lo que va encontrando a su paso.Japn est intentando salir delshockde su tragedia. Recibir en una sola catstrofe un Terremoto, Tsunami y una crisis nuclear destruiran a cualquier nacin sobre la tierra, pero el pas del sol naciente est hecho de gente trabajadora y creativa, por lo que es solo cuestin de tiempo para que esta gran nacin logre levantarse de las cenizas. Una de las tareas ms difciles en estos tiempos difciles que cursan por este pas, es la de controlar y enfriar los reactores nucleares, sobretodo el de la planta nuclear deFukushima.

Gracias a que en Japn hay avances muy importantes en la robtica, ellos pueden contar con Monirobo, que no es nada ms y nada menos que un robot de rescate, donde puede encontrar a posibles vctimas en medio de los escombros y evaluar mejor los daos de la planta nuclear, midiendo los niveles de radiacin y haciendo unmapeadoen 3D sobre la zona en la que est y claro la mejor parte es que un robot no se va amorirpor recibir radiacin. Aunque s que existe una contra muy grande para estos robots: Su operario debe estar a mximo un kilmetro de distancia para poder manejar a Monirobo, siendo la distancia recomendable cincuenta kilmetros para no contaminarse.

ElMonirobo (ver Fig. 1.5 Monirobo)pueda ayudar a manejar un poco mejor la situacin en la planta de Fukushima, es lo que todos esperamos.

Fig. 1.5 Monirobo

Los robots y tecnologa asociada podran ayudar a los rescatadores humanos a salvar vidas cuando se produce un desastre en una zona urbana. La tecnologa robtica es diversa y prometedora, pero ha faltado enfoque en las necesidades de funcin para las operaciones de rescate (ver Fig. 1.6 Talon inspeccionando un rea de desastre). Los rescatadores requieren productos robticos disponibles comercialmente que sean slidos y puedan facilitar la funcionalidad requerida para ayudarles a llevar a cabo su misin.

Fig. 1.6 Talon inspeccionando un rea de desastre

El Grupo en misin especial E54.08.01 de ASTM, parte del Subcomit E54.08 sobre Equipo Operacional (Operational Equipment) dentro delComit E54 sobre Aplicaciones para Seguridad Nacional (Homeland Security Applications), desde el 2010 est trabajando en la creacin de normas de rendimiento para robots de rescate. Las actividades comprenden acontecimientos de reunin entre personal de respuesta y robots con el fin de que los inventores y sus dispositivos puedan relacionarse con personal de rescate con experiencia. El enfoque es lograr un entendimiento comn sobre los requisitos de rendimiento y los escenarios de despliegue para robots partiendo de las necesidades de una operacin de rescate real.

Fig. 1.7 Operador remoto

La bsqueda y rescate urbano la cual se define como la combinacin de estrategia, tcticas y operaciones que permitan localizar, tratar mdicamente y sacar a las vctimas atrapadas constituye una aplicacin de mltiples facetas. Las etapas de bsqueda y rescate urbano consisten en mltiples etapas y los equipos de rescate deben realizar una variedad de funciones. Entre los ejemplos de las funciones que puede llevar a cabo un equipo de rescate de la Agencia Federal de Gestin de Emergencias (Federal Emergency Management Agency, FEMA) cabe mencionar: llevar a cabo por s mismos bsquedas y rescates en edificios derrumbados; facilitar evaluaciones y cuidados mdicos a las vctimas atrapadas; evaluar y controlar los riesgos, como tuberas de gas o cables elctricos daados; y evaluar y estabilizar estructuras daadas. Los robots podran potencialmente ayudar al personal de rescate a realizar todas estas funciones.

Fig. 1. 8 Robot en pilas de escombros

En el 2005, se estableci el grupo en misin especial E54.08.01 de ASTM para crear normas de rendimiento para robots con aplicacin para bsqueda y rescate urbano. El Departamento de Seguridad Nacional (Department of Homeland Security, DHS) y otros percibieron la falta de normas exhaustivas que respaldaran el desarrollo, comprobacin y certificacin de tecnologas robticas eficaces para el uso en aplicaciones de bsqueda y rescate urbano. Estas normas contemplarn las funciones robticas de movilidad, deteccin, navegacin, planificacin, integracin en suministros de reserva operacionales (inventarios de herramientas y equipo en almacn) e interaccin entre el sistema y los humanos. Estas normas le permitirn al DHS facilitar orientacin a organizaciones locales, estatales y federales de seguridad nacional sobre la adquisicin, despliegue y utilizacin de sistemas robticos para aplicaciones de bsqueda y rescate urbano.

Fig. 1. 9 Remotec Andros circunnavegando una pila de escombros.El grupo en misin especial reconoce que los investigadores y los fabricantes podran inventar soluciones tecnolgicas para necesidades especficas de operaciones de rescate; por lo tanto, la metodologa es determinar requisitos de rendimiento y categoras de despliegue y crear mtodos de prueba y guas de utilizacin en lugar de dictar soluciones tcnicas especficas o categoras robticas. Una implementacin robtica particular facilitada por un fabricante podra ser capaz de resolver mltiples categoras de despliegue. Los mtodos de prueba deben medir la eficacia con la que un robot es capaz de realizar una tarea sin estar adaptado a una tecnologa particular.

Al igual que en un equipo de bsqueda y rescate se requieren muchas disciplinas, los componentes de un robot tambin son muy diversos. Un robot es un sistema de sistemas: se construye con componentes mecnicos, elctricos, electrnicos, informticos, de deteccin y de otros tipos, cada uno de los cuales es complejo. Las disciplinas que intervienen en los diferentes componentes de un robot son tan especializadas que se requieren diferentes expertos para estudiar los requisitos y crear las pruebas de rendimiento correspondientes. Los componentes tienen que integrarse entre s; estas interacciones podran crear otros requisitos de rendimiento. Para complicar las cosas an ms, las tecnologas constituyentes y la disciplina de robtica an estn evolucionando.

El amplio alcance del dominio de aplicacin, la amplitud de las tecnologas que se requieren para la robtica y la relativa inmadurez del campo constituyen obstculos para el proceso de normalizacin. Sin embargo, no se puede permitir que estos obstculos impidan el progreso hacia el objetivo de contar con metas de rendimiento claras y medios para medir si los sistemas las cumplen.

La metodologa del grupo en misin especial en cuanto al desarrollo de normas de rendimiento para robots de bsqueda y rescate urbano es desglosar el problema en categoras lgicas, coherentes y manejables, cada una de las cuales producira mtodos de prueba normalizados. Los mtodos de prueba mediran objetivamente el rendimiento de un robot en un rea particular. Se incluirn guas de uso para el despliegue robtico que indicarn mrgenes de rendimiento sugeridos (resultados de prueba) deseables para diferentes operaciones. En su momento, la organizacin de rescate podr determinar cul robot es ms adecuado para sus necesidades, de manera similar como el consumidor selecciona productos como automviles y televisores sobre la base de resultados de prueba publicados por terceros. Los investigadores y fabricantes de robots se beneficiarn de la definicin de los mtodos de prueba y mrgenes operativos objetivo segn el tipo de operacin de rescate. Los mtodos de prueba proporcionarn enfoque para el desarrollo e investigacin de sus productos.

Antes de establecer el grupo con misin especial de ASTM, el Instituto Nacional de Normas y Tecnologa (National Institute of Standards and Technology) ya haba comenzado a trabajar con rescatadores de la Agencia Federal de Gestin de Emergencias del Departamento de Seguridad Nacional para definir los requisitos de rendimiento para los robots as como para comenzar a clasificar los tipos de escenarios de despliegue en los que se podran aplicar los robots. Se generaron ms de 100 requisitos de rendimiento iniciales, as como 13 categoras de despliegue.Dichas categoras incluyen los medios areo, terrestre y acutico y definen la funcin de empleo, el mtodo de despliegue y lo que se sacrifica. Por ejemplo, un pequeo robot para visualizacin limitada del terreno podra proporcionar informacin audiovisual de la situacin o deteccin de materiales peligrosos y se podra dejar en el lugar con fines de adquisicin de datos. Se podra arrojar dentro de edificio o en un espacio vaco o incluso podra ser desplegado por un robot ms grande. El tamao pequeo y su naturaleza fungible seran a cambio de su movilidad y amplitud de deteccin.

Por otra parte, se utilizaran robots para reconocimiento de terreno / estructuras no derrumbadas / reas amplias en operaciones de largo alcance (una distancia mnima de 1 km de radio de peligro) o en edificios no comprometidos y sus alrededores. Podran proporcionar evaluacin del sitio, identificacin de vctimas y se podran quedar de guardia para facilitar monitoreo continuo. Los robots de reconocimiento terrestre tendran mayor movilidad, resistencia y margen de capacidad que los pequeos robots para visualizacin limitada del terreno, pero seran ms grandes, ms pesados y probablemente menos fungibles. Se podran configurar en variaciones que incluirn detectores especiales, herramientas de manipulacin o para abrir brechas.

Se crear un mtodo de prueba para cada uno de los requisitos de rendimiento generados. El trabajo de creacin de pruebas del grupo en misin especial se ha desglosado en grupos de trabajo segn las categoras de requisitos. En la primera reunin del grupo en misin especial de diciembre del 2005, se establecieron grupos de trabajo para terminologa, interaccin entre sistemas y humanos, movilidad, entorno operativo, comunicaciones, detectores, logstica, energa y seguridad. Cada grupo de trabajo tiene a su cargo el desarrollo de mtodos de prueba dentro de su rea designada y estudio de las normas pertinentes existentes que se pudieran aprovechar.

El grupo en misin especial E54.08.01 est creando normas en una serie de oleadas que se basan la madurez relativa de las tecnologas necesarias as como la prioridad de los requisitos segn los rescatadores. Para ayudar a enfocar an mejor las actividades del grupo en misin especial, los rescatadores han colaborado para definir las categoras de despliegue a las que se debe dar prioridad. Partiendo de la observacin de una amplia gama de robots que representan la mayora de las 13 categoras de despliegue, se han seleccionado tres categoras iniciales: pequeo robot para visualizacin limitada del terreno/robot para terreno/estructura no derrumbada/rea amplia y robots para reconocimiento areo. Definir estas categoras sirve para establecer los mrgenes operativos para los cuales se disearn los mtodos de prueba. Por ejemplo, la distancia efectiva que las cmaras de navegacin a bordo deben ser capaces de visualizar fluctan desde unos cuantos metros en el caso de un pequeo robot para visualizacin limitada del terreno hasta cientos de metros para los robots areos.

Esta actividad de normalizacin utiliza un mtodo de desarrollo iterativo para asegurar que los requisitos de rendimiento sean apropiados y que los fabricantes y comunidades que crean la tecnologa puedan interactuar con el usuario final con frecuencia. Los acontecimientos peridicos donde los usuarios pueden conocer a los robots en centros de entrenamiento de bsqueda y rescate urbano tambin presentan oportunidades para hacer pruebas de los protocolos ante un pblico de rescatadores y tecnlogos. Las observaciones de todos los interesados ayudan a perfeccionar y fortalecer las pruebas. Adems, los acontecimientos generan retroalimentacin frecuente para los fabricantes e inventores de tecnologa que son capaces de ver el desempeo de sus sistemas informalmente en comparacin con las normas de rendimiento en desarrollo.

Hasta la fecha se han llevado a cabo dos acontecimientos de esa clase. En agosto del 2005, rescatadores de FEMA experimentaron con casi 20 robots en un centro de entrenamiento de bsqueda y rescate urbano en Nevada. El segundo ejercicio se llev a cabo en abril del 2006 en Disaster City, un centro de entrenamiento de bsqueda y rescate urbano operado por Texas A&M University. Este acontecimiento resalt escenarios realistas de bsqueda y rescate urbano diseados para ayudar a determinar la situacin de despliegue ms apropiada para un robot y para evaluar la madurez relativa de varias categoras de robots.

Los escenarios utilizados durante el ejercicio incluyeron estructuras a escala que se pueden derrumbar que duplican la infraestructura de una comunidad, como un centro comercial abierto, una casa unifamiliar, un edifico comercial, dos descarrilamientos de ferrocarril (pasajero y carga), dos montones de escombros (madera y concreto) y un pequeo lago. Los mtodos de prueba propuestos se alojaron en un teatro y tambin se incorporaron a travs de los escenarios. Haba numerosos fabricantes que suministraron 27 robots diferentes, representando 9 de las 13 categoras originalmente definidas. Despus del ejercicio de tres das, el Grupo en misin especial E54.08.01 se reuni informalmente y seleccion las categoras de alta prioridad de despliegue de robots indicadas ms arriba y contempl diferentes detalles sobre los mtodos de prueba propuestos.

Se espera que la primera oleada de mtodos de prueba normalizados entre al proceso de votacin en otoo del 2006. Ya se ha sometido a votacin un documento de terminologa. Tambin se crearn guas de uso de categora asociada para los pequeos robots para visualizacin limitada del terreno, reconocimiento de rea amplia y de reconocimiento areo. En los prximos aos, otras oleadas de mtodos de pruebas de rendimiento y guas para robots de bsqueda y rescate urbano se convertirn en normas gracias a los talentos y energa de los fabricantes de robots y sus componentes, investigadores, rescatadores de emergencia y personal de organismos del gobierno. Esto fomentar el desarrollo de las capacidades robticas y facilitar la integracin de nuevas herramientas potencialmente capaces de salvar la vida en los inventarios de las organizaciones de rescate.

El sitio tecnolgico IEEE Spectrum report que dos equipos de robots operan en la zona de desastre de Japn. Uno de los equipos est trabajando en la zona de Sendai azotada por el tsunami y el otro en Tokio.

El primer equipo, dirigido por Satoshi Tadokoro, usar un dispositivo llamado Active Scope Camera, un aparato con cuello de serpiente de ocho metros de largo que se las ingenia para meterse en orificios de hasta 3 centmetros de dimetro, al final de este cuello se encuentra una cmara de vdeo con luz que enva la seal de vdeo a sus operadores.

El segundo equipo est dirigido por Eiji Koyanagi, director del Future Robotics Technology Center en el Instituto Tecnolgico de Chiba. El doctor Koyanagi y su equipo usarn a Quince, un robot plano con ruedas dentadas, el cual cuenta con una cmara y un sensor de dixido de carbono para detectar la presencia de sobrevivientes en lugares donde los rescatistas no pueden tener acceso.

Y es que, con tan lamentables sucesos, Japn ha requerido la salida de la ms alta tecnologa para el rescate y rastreo de sobrevivientes.

Ya que al momento el predecir un terremoto es casi imposible, los cientficos e ingenieros en Japn han tenido que enfocarse en proyectos enfocados ms en la mitigacin de los siniestros que en su prevencin mientras se estudia alguna va.

Es interesante observar que los dos lugares ms susceptibles a los terremotos tambin son los ms avanzados en el estudio de la robtica, Japn y California.

Japn se encuentra situado justo a lo largo del llamado "Anillo de Fuego" donde las placas tectnicas del Pacfico y Eurasitica chocan.

La Universidad de Ingeniera Texas A&M, inform que robots e investigadores de Japn, Estados Unidos y la milicia estadounidense tuvieron cita el pasado 8 de marzo en la "Ciudad de Desastre" en Texas, con el fin de realizar experimentos de rescate y exploracin de tneles durante 2 das.

Cada equipo llev nuevos tipos de robots terrestres desde tanques miniatura hasta serpientes metlicas capaces de moverse en entornos muy angostos con el fin de encontrar sobrevivientes o capturar maleantes.

Los avances demostrados en la reunin podran ser la diferencia en desastres como los sismos de Hait, Chile, Nueva Zelanda y el reciente incidente en Japn.

La revista Popular Science recopil una interesante presentacin de algunos de los robots ms avanzados en rescate de personas.

RoboCue est diseado para localizar y recuperar vctimas de desastres que no son capaces de moverse especialmente en casos de amenaza de bomba. Tiene sensores y cmaras infrarrojas. Puede introducir a una persona en su interior donde esta puede recibir asistencia de oxgeno en caso de ser necesario.

El robot ptico serpiente es increblemente simple. Con un grupo de motores unidos por un cable, este robot mide 10 metros y est recubierto por una tela de lona que le provee de cilios para que pueda reptar en una direccin. La vibracin que los motores provocan permite que la estructura del robot se mueva en el suelo de una forma fascinante. El robot posee una luz y una cmara de video que permite observar lo que est sucediendo.

Es ms que un robot, es un helicptero de 4 motores UAV que incorpora una mezcla entre fibra de carbono, motores y sensores con controles activos para la estabilizacin. Las cosas ms impresionantes de este robot es que es muy silencioso al operar y an ms importante, es su resistencia al haber sido capaz de operar durante 4 das continuos con clima caluroso en extremo conducido por pilotos no experimentados que lo hicieron chocar con rboles.

El Robotic Safety Crawler es una especie de tanque de guerra que puede transportar a una persona de hasta 114 kilogramos dentro de s mismo. Fue creado por el Departamento de Polica de Yokohama y posee cmaras infrarrojas y sensores para monitorear la presin arterial y otros signos vitales.

Los robots son probados en reas especiales por los investigadores que simulan zonas de desastre y que permiten monitorear el desempeo de estos.

Alan Wagner, investigador en el rea, agreg que en un escenario en el que una vctima ha pasado horas bajo los escombros, el ver a un robot con un aspecto "ttrico" podra causarle an ms temor; debido a esto opin que es necesario desarrollar robots que acten y se vean de una forma adecuada. "Si pudieran modular el volumen de su voz, iluminar el camino a su paso, mejorar el contacto visual e incluso transmitir multimedia como video o msica, los esfuerzos para rescatar a las personas mejoraran notablemente," aadi.

Una estructura de pasivos es el factor clave de innovacin de este robot llamado Camarn III es necesario para detectar activamente los obstculos para subir ellos. En su lugar, simplemente se mueve hacia delante y permite su estructura mecnica adaptarse al perfil del terreno.Con el resultado de que la plataforma de camarn III no tiene sensores o actuadores, con excepcin de los motores dentro de las ruedas controlada con reguladores de velocidad.

Desarrollado por seis motores integrados dentro de las ruedas y dirigidos por dos servos, este robot es capaz de convertir en el acto. Est construido en aluminio anodizado y est equipado con la electrnica modular que permite al desarrollador para comunicarse con l a travs de un cable RS232 estndar.

Camarones III es la plataforma ideal para desarrollar soluciones de navegacin para entornos de potencia de clculo, ya que slo se necesita poco para la estabilidad rover.La mayor parte de l que es, naturalmente, realizado por la estructura de pasivo.

Fig. 1. 10 Camarn IIIEn el sector industrial existen robots armadores soldadores, empacadores, ensambladores, pintores y toda actividad en la cual se necesite un control asistido por computadora o microcontroladores, afuera de las industrias tambin se utilizan robots como los terrestres, tanques y tuberas, sub acuticos, areos, contraincendios, desminado, etc.

Tabla 1. 1. TerrestresAquiles Robotics SystemsEspaaRobots de seguridadAquiles IyAquiles II. Dispone de brazo que le permite realizar operaciones sobre objetos.[1]

Automax RobotsJapnRobots manipuladorespara trabajos peligrosos (Cables de alta tensin, sustancias peligrosas).[2]

BlueboticsSuizaPlataforma mvilShrimp IIIpara terrenos abruptos (unin de ruedas y patas).[3]

CEROBMxicoRobot para la observacin y movilizacin de objetos peligrosos.[4]

CybernetixFranciaRobots para inspeccin y desmantelamiento en edificios (centrales nucleares) e inspeccin en exteriores.[5]

Foster-MillerEEUURobotsTALON.[6]

IberoboticsEspaaRobots modeloiVisionpara video inspeccin de conductos, falsos techos, derrumbes y zonas de difcil acceso en general.[7]

Instituto AISAlemaniaRobotMakrode exploracin tipo serpiente.[8]

iRobotEEUUPackbot, robot de inspeccin y exploracin.[9]

KumoTekEEUUDispone de plataformas mviles tipo oruga (serie MK) de varios tamaos y algunas con brazo para el desarrollo de robots de servicio.[10]

Robotnik Automation SLLEspaaRobots RESCUER y GUARDIAN.[11]

Robowatch TechnologiesAlemaniaBase robtica con orugasASENDRO. Informacin en castellano en su distribuidorADX2 Binarios.[12]

TelerobAlemaniaRobots mviles con orugas dotados de brazos y cmaras para inspeccin (anti-explosivos) TEODOR, TeleMAX, TEL600 y otros.[13]

TmsukJapnT-52 Enryu, robot de rescate teleoperado.[14]

VecnaEEUURobotBEAR (Battlefield Extraction and Retrieval Robot)para el rescate de soldados heridos en el campo de batalla.[15]

Yujin RobotCoreaRobot mvil con orugasROBHAZ-DT3para aplicaciones civiles y militares.[16]

CAPTULO 2. CINEMTICA

Se describe el prototipo creado para esta investigacin y se aborda la cinemtica de la estructura mecnica, de CEROB y sus piezas.

Las piezas deben ser bien fabricadas y de modo econmico. Es decir, que la fabricacin tiene importancia decisiva los puntos de vista de carcter econmico.

Para fabricar econmicamente hay que considerar:

*Que las piezas tienen que ser utilizables, o sea que el material, la forma, la precisin y la calidad superficial han de responder a las condiciones deseadas.

*Que el tiempo de fabricacin ha de ser tan pequeo como sea posible.

*Que en la fabricacin han de ser pequeos los gastos, por ejemplo, el desgaste en herramientas y maquinas tiene que ser reducido, as como el consumo de los primeros materiales y materiales auxiliares, de energa, etc.

2.1 Introduccin.En la robtica existen dos grandes reas: manipulacin y locomocin. La manipulacin es la capacidad de actuar sobre los objetos, trasladndolos o modificndolos. Esta rea se centra en la construccin de manipuladores y brazos robticos. La locomocin es la facultad de un robot para poder desplazarse de un lugar a otro. Los robots con capacidad de translacin se les denominan Robots mviles. Uno de los grandes retos en el rea de la locomocin es el de desarrollar un robot que sea capaz de moverse por cualquier tipo de entorno, por muy escarpado que sea. Esto tiene especial inters en la exploracin de terrenos desconocidos, en los que no se sabe qu tipo de superficie podamos encontrar. Un nuevo enfoque en esta rea es la Robtica Modular Reconfigurable donde Hasta 1993, se diseaban robots para cada tipo de terreno. En 1994 apareci el primer robot basado en los paradigmas de la robtica modular reconfigurable : Polybot. Por qu no trabajar en una nueva lnea de investigacin en la que no se diseen robots especficos para cada terreno, sino que el propio robot se adapte al terreno, modificando su forma y su manera de de desplazarse? Mark Yim se puede considerar como el padre de esta disciplina. Actualmente est en el PARC, trabajando en la tercera generacin de mdulos para Polybot. Hardware reconfigurable.

Para este trabajo de investigacin en vez de disear un hardware "esttico", se tiene ms sentido trabajar con hardware reconfigurable. Ya que el cual nos permite adaptarlo al medio donde se desplaza.

En el estudio de la locomocin en robots. Aplicar la plataforma desarrollada para estudiar la locomocin, centrndose en los parmetros estabilidad, velocidad y consumo. Estudio restringido a la locomocin estticamente estable. Obtener resultados en los casos:

Locomocin en lnea recta Locomocin en un plano Generacin de movimiento. Una vez caracterizado el movimiento, se desarrollar un mecanismo capaz generar las secuencias de movimiento ptimas, segn las especificaciones del operador (reduccin de consumo, aumento de la estabilidad, mayor velocidad).

2.2 DiseoPara la realizar el proyecto, se toman en cuenta diferentes puntos, como lo son: estructura del robot, traccin, grados de libertad del brazo, visin del robot, tipo de control, pintura, forma de sujecin, y fuente de energa y cableado.

Estructura del robot.

Para desarrollar la estructura del robot, se utilizaron como materiales, ngulo de 1 de pulgada, de 1 pulgada, de hierro, solera de pulgada, tubo de 1 pulgada y cold roll de 1/4.

La estructura principal se realiza en 2 secciones.

La primera seccin corresponde a la parte de traccin, la cual consta de de una estructura den forma de U como se ve en la Fig. 2.1 Estructura del robot, con una longitud de 45 cm. y 34 cm. de ancho con una divisin a 18 cm. de la parte posterior.

Fig. 2.1 Estructura del robot

La segunda parte corresponde a lo que se refiere la base del brazo y de movimiento de rotacin del robot ver Fig. 2. 2. Base del brazo, y esta tiene un rectngulo de 20 x 23 cm. como soporte principal de ngulo de de pulgada, que a su vez se una por medio de una chumacera de 2 pulgadas al soporte rotatorio que es un rectngulo de 17 x 54 cm. formado por ngulo de 1 y por tubo de 1; en esta parte tambin esta soldada un soporte en forma triangular de ngulo de 1 pulgada de 20 cm. de altura para sujetar el brazo.

Fig. 2. 2. Base del brazo

Para la unin de las dos partes ver la Fig. 2.3. Barras de unin, se utiliza barras de acero de 11 pulgadas con amortiguamiento en sus extremos, y tornillos de pulgada de alta resistencia grado 6. Y reforzado por cold roll del extremo posterior al poste de cada motor.

Fig. 2.3. Barras de unin

La traccin es realizada por medio de cuatro cadenas de acero ver Fig. 2. 4. Cadena de traccin, montadas sobre estrellas de 38 dientes y movidas cada una por un motor de DC de 12 volts. 5Amp.

Fig. 2. 4. Cadena de traccin

Estas movilizan una estrella esta soldada a la llanta de tipo RUED-050 ver la Fig. 2. 5 Rueda neumtica, que es una llanta neumtica de 10 tipo carretilla

Fig. 2. 5 Rueda neumtica

Los actuadores son cuatro motores de 12V a 5Amps ver Fig. 2. 6 Motor de traccin, estos estn conectados a las cuatro cadenas que giran las llantas hacia ambos sentidos.

Fig. 2. 6 Motor de traccin

Las estrellas dentadas estn soldadas a las ruedas ver Fig. 2. 7 Estrella de rueda, a una separacin de 8mm paralelo a la llanta

Fig. 2. 7 Estrella de rueda

El brazo consta de tres grados de libertad y est conformada por dos partes de aluminio tipo PTR de 4.5 cm. de ancho por 31 cm. de largo unidos por una bisagra mecnica de hierro, movida por 2 moto-reductores de 12volts 5Amps. Unidos por tornillos de por 2 de largo y 3 pulgadas de alta resistencia, pijas atornilladles de por 1 de largo y un tornillo de por 3 de largo, ver Fig. 2. 8 Brazo articulado

Fig. 2. 8 Brazo articulado

La pintura aplicada es resistente a corrosin se aplico 3 capas de pintura negra mate.

Para sujetar y unir las partes se utilizo soldadura elctrica 6013 ver Fig. 2. 9 Aplicaciones de soldadura, as como tambin tornillos y pijas.

Fig. 2. 9 Aplicaciones de soldadura

La instalacin elctrica est compuesta de cable de doble polo ver Fig. 2. 10 Cable de alimentacin, con residencia a 600volts y como fuente de energa una batera de 12 volts 9 placas con 680Ahr.

Fig. 2. 10 Cable de alimentacinSobre el armazn del vehculo va montado un brazo manipulador ver Fig. 2. 11. Brazo manipulador, el cual est constituido por 3 grados de libertad y sus movimientos estn controlados por 3 motores de 12V a 5Acd, En la extensin del brazo esta una tenaza sujetadora con un motor de 12Vcd a 5Acd, la cual puede sujetar objetos slidos con una rea de sujetado de 2 a 20 cm.

Fig. 2. 11. Brazo manipuladorEl material de la extensin y el brazo es de aluminio, el cual es barato y disminuye el peso del la estructura, puede sujetar cosas ms pesadas sin esforzar los motores de mas.

2.3 Resultados.La estructura del robot es lo suficiente para soportar una persona de 75 kg, o equipo para el manejo de substancias peligrosas, tambin su resistencia a corrosivos como acido al ser una ser una estructura metlica puede soportar altas concentraciones ver Fig. 2. 12 CEROB Botella con acido. No soportables para un cuerpo humano.

Fig. 2. 12 CEROB Botella con acido

El robot en si es pesado 45 kg sin batera. Pero su rendimiento al mover objetos con un peso menor a 20kg ver Fig. 2. 13 CEROB levantando rama, su precisin es adecuada.

Fig. 2. 13 CEROB levantando rama

Tenemos versatilidad al mover las substancias ya que puede moverse en forma horizontal y vertical (ver Error! No se encuentra el origen de la referencia.). Haciendo que el brazo manipulador alcance a controlar substancias peligrosas a mayor altura.

Fig. 2. 14 CEROB horizontalFig. 2. 15 CEROB vertical

Las ruedas al estar agrupadas en forma de oruga (ver Fig. 2. 16 CEROB oruga) se pueden mover en csped arena terracera y concreto.

Fig. 2. 16 CEROB oruga

El costos total de las piezas del robot desarrollado es calculando es costo de cada pieza que lo conforma, desde tornillos (ver Tabla 2. 1 Costo de piezas). Tabla 2. 1 Costo de piezasIDCant.DescripcinPrecio Unitario

12mts de Angulo 1/2$30.00$60.00

22mts de Angulo 3/4$35.00$70.00

31mts de tubo$20.00$20.00

41mts de cold roll$27.00$27.00

53barras de acero amortiguadas$45.00$135.00

613 mts de cadena$279.00$279.00

76RUED-050$210.00$1,260.00

85Moto reductores de 12V$135.00$675.00

91Batera de auto de 9 celdas$480.00$480.00

101CSMB12DT256 (w/ USB-BDM)$800.00$800.00

113etapas de potencia$200.00$600.00

126Estrellas $30.00$180.00

132kg soldadura$32.00$64.00

1420pijas atornilladles$1.50$30.00

1512tornillos con tuerca de 1/4$3.00$36.00

164tornillos de grado 6$17.50$70.00

1710mts de cable 2 polos$5.00$50.00

181ciento de cinchos$45.00$45.00

1916relevadores$9.00$144.00

202latas de pintura$30.00$60.00

211LAPTOP$7,200.00$7,201.00

226Tornillos con tuerca de 3x15$0.50$3.00

234Tornillos con tuerca de 1/4x6""$3.00$12.00

241Balero 4"3"$18.00$18.00

252Moto reductores de 12V 4A$150.00$300.00

2620rondanas 1/4$0.20$4.00

271abrazadera de acero 103$8.00$8.00

Total$12,631.00

CAPTULO 3. HARDWARE

En la unin de la maquina y la computadora. Tenemos un sistema robtico completo al cual para que se pueda mover necesitamos darle energa de forma controlada.

3.1 Diagrama generalLos elementos que constituyen el hardware no son especializados y tienden a ser de uso general ver Fig. 3.1 Diagrama general, en las redes de computacin, en los sistemas automatizados de los dispositivos electrnicos y en el control de maquinaria o de equipo elctrico.

Fig. 3.1 Diagrama general

3.2 CPUEl CPU es una mini laptop IVIA 2010 con Windows 7 ver Fig. 3.2 IVIA 2010, Procesador Intel Atom N450, Disco Duro de 250 GB, Cmara Web de 0.3 Mega pixeles, 1 GB Memoria RAM y 3 puertos USB 2.0.

Fig. 3.2 IVIA 20103.3 SensoresAl utilizar sensores que tienen alta demanda, disminuye su costo y ms si existen distintas macas, esto aumenta su desempeo e innovan constantemente, los sensores utilizados son dos cmaras web con micrfono ver. Sus caractersticas es que sean compatibles con la PC, tiene una resolucin igual o mayo a 640 x 480 pxeles, con conexin USB 2.0 (480 Mbps), la cmara debe tiene un anillo de enfoque para poder utilizarla a diferentes distancias, o si cuenta con un iris automtico o manual, que se encarga de adaptar la webcam a diferentes situaciones lumnicas, que tenga micrfono integrado e iluminacin independiente o visin nocturna que es con visor infrarrojo. (Ver Fig. 3.3 Webcam ATW-650).

Fig. 3.3 Webcam ATW-650

Se escogi la cmara ATW-650 por su sensor SXVGA2560X2048 de alta calidad de 8.0 Mega Pixeles, puede obtener imgenes con una resolucin de 1600 x 1200pixeles, sistema Night Vision que mejora la calidad de las imgenes en cualquier situacin de luz, viene con una interfaz USB2.0, frecuencia de cuadro de 15 hasta 30 fps.(cuadros por segundo), enfoque manual para mayor comodidad y exactitud, se puede enfocar manualmente la cmara girando la lente de la misma, compatible con sistemas operativos Windows 98SE/ME/2000/XP/VISTA/Seven.

3.4 InterfacesAhora se utiliza un access-point por ser WAP una comunicacin inalmbrica ver Fig. 3.4 acces point, ya que el clculo que la comunicacin por medio inalmbrico es de menor costo en cuestiones de rea que una estructura cableada para el desempeo en los sistemas actuales.

Un ejemplo seria si tenemos un cibercaf, es conveniente comprar tarjetas inalmbricas y un access-point en vez de cablear cada computadora esto ahorra costos a largo plazo en posible recableado del equipo de cmputo que si compra un access-point. Sin mencionar la movilidad de este. No es lo mismo tener un carro de control remoto a un auto con control.

Mas la seguridad de controlar al robot sin necesidad de que una persona controle los cables, y que esta se exponga a una situacin de riesgo. Se utiliza un access-point modelo WRT54G en el edificio 5 de ESIME Zacatenco, pero como esta en uso constante por los estudiantes y profesores, para evitar lentitud en la comunicacin utilizamos distintos modelos que nos son prestados por los profesores.

Fig. 3.4 acces pointAdaptador de USB macho (plug) tipo A a serial (DB9) macho (plug), es para conectar con el puerto serial del sistema hibrido a el puerto USB de la PC, ver Fig. 3.5 USB-SER.

Fig. 3.5 USB-SER

La tasa de transferencia es de ms de 1 Mbps, su alimentacin de 5Vcc a 100mA (a travs del puerto USB) y una longitud del cable de 1,8 m.

3.5 Sistema HibridoAntiguamente tenamos el sistema hibrido BOARD9S12GC de racom, pero recibimos de regalo el CSMB12 de Freescale, el cual utiliza un microcontrolador HCS12DT256 que es ms rpido y con debug (BDM) el cual permite pruebas en tiempo real. Tambin controlara es sector de potencia y la comunicacin PC microcontrolador.

El modulo CSMB12 es alimentado por un puerto USB de la mini laptop IVIA 2010 y otro puerto manda informacin por RS-232 el cual tambin es un puerto USB con un convertidor USB a RS232.

El microcontrolador HCS12DT256 de la familia Freescale es el sistema de control de un modulo hibrido llamado CSMB12 que es un mdulo de aplicacin con microcontrolador Freescale HCS12, ver Fig. 3.6 CSMB12.

Fig. 3.6 CSMB12

El diagrama electrnico que controla el microcontrolador y la comunicacin RS232 se puede ver en la Fig. 3.7 Diagrama1 del sistema hibrido, y el sector del puerto BDM y la fuente de poder est en la Fig. 3.8 Diagrama2 del sistema hibrido.

Fig. 3.7 Diagrama1 del sistema hibrido

Fig. 3.8 Diagrama2 del sistema hibrido3.6 Mdulos de potenciaTodos los motores funcionan con 12V y para controlar el sentido del giro necesitamos un arreglo elctrico tipo apagador de escalera (ver Fig. 3.9 Modulo de potencia.). El negativo de la batera de automvil de 9 celdas se conecta al NA normalmente activo de los relevadores y el positivo al NC Normalmente cerrado, al activar un relevador har que los motores escojan el sentido del giro. Y el tiempo de activacin.

Fig. 3.9 Modulo de potencia.

A su vez los relevadores estarn controlados por una etapa de potencia que son transistores NPN en modo de conmutacin (ver Fig. 3.10 Transistor-relevador). La seal que del microcontrolador pasara por la resistencia RB hacia la base del transistor que lo pondr en saturacin tiendo una corriente de colector (Ic) mxima y un voltaje colector emisor (VCE) casi nulo (cero voltios).

Fig. 3.10 Transistor-relevador

Los relevadores tienen un tiempo de respuesta el cual est formado por dos tiempos.

El tiempo de respuesta el tiempo mnimo el cual podemos conmutar el relevador, como nosotros escogimos el relevador RAS-1210, sabemos que sus valores tcnicos se pueden ver en Tabla 3. 1 RAS-1210 referencias elctricas:

Tabla 3. 1 RAS-1210 referencias elctricasVoltaje nominalresistencia en bobinaConsumo de energaCorriente nominalvoltaje de entradavoltaje de separacinMx. voltaje admitido

vcdWmA%%%

124000.363075%10%130%

Tabla 3. 2 RAS-1210 rendimientoElementoRAS 1210

Resistencia al contacto50mohms

Tiempo de operacin10mseg

Tiempo de separacin5mseg

Temperatura de operacinC -30 a 80

HumedadRH 35% a 85%

Resistencia de la vibracin10G (10-55Hz)

Resistencia de choque10G

expectativa de vida100,000

Sustituyendo la ecuacin con los valores de la tabla tenemos que.

tc=to+ts=15mseg

(4)

Donde:

tr= tiempo de respuesta.to= tiempo de operacin.tl= tiempo de liberacin.

Dependiendo el tiempo de conmutacin de nuestro s relevadores ser el tiempo mnimo de reaccin de CEROB ya que no podr reaccionar en tiempos intermedios de estos tiempos mnimos de activacin.

Los transistores para que activen los relevadores tienes que saturarse para que permitan el paso en su mxima carga. Para escoger un transistor que active los relevadores sin sobrecalentamiento, primero debemos saber cul es la carga mxima que pasa por la bobina del relevador.Ib=Wb/Vcc= 0.36W/12Vcc=0.03A o 30mAcd

.(5)

Donde:Ib=Corriente de la base.Wb=Consumo de energa de la bobina.Vcc=Votage nominal de la bobina.

Se necesita un transistor que permita ms de 30mA en Ic, tal como el BC548 que permite 100mA y una pequea potencia de 500mW, ms que suficiente para activar los relevadores. Y sabiendo que el microcontrolador nos da una seal de Vs=5Vcd, tenemos.

Para calcular la resistencia de la base se sabe que=.(6)

Donde:

Ib=Corriente de la base.Ic=Corriente del colector. =Ganancia de corriente.Rb=Resistencia en la baseVcc=Voltaje nominalVce=Voltaje colector-emisor.

En la cual para saturar el transistor se pusieron resistencias de 18M W por acercarse ms al uso comercial.

En la seleccin de los motores, estos fueron conseguidos de acuerdo a sus precio y torque con respecto a su consumo de energa, en donde principal eleccin eran servomotores, los cuales facilitan su uso con el microcontrolador, por su diseo enfocado en ellos. Pero al ver el costo de los motores reductores comparados con estos, se hizo indudable la eleccin por los motores reductores, los cuales se escogi una rea en especifico motores reductores de velocidad de Sin fin-Corona, por ser el ms til y sencillo, se compone de una corona dentada, normalmente de bronce en cuyo centro se ha embutido un eje de acero (eje lento), esta corona est en contacto permanente con un husillo de acero en forma de tornillo sin-fin. Una vuelta del tornillo sin fin provoca el avance de un diente de la corona y en consecuencia la reduccin de velocidad. La reduccin de velocidad de una corona sin fin se calcula con el producto del nmero de dientes de la corona por el nmero de entradas del tornillo sin fin. Extraamente es el tipo de reductor de velocidad ms usado y comercializado a la par que todas las tendencias de ingeniera lo consideran obsoleto por sus grandes defectos que son, el bajo rendimiento energtico y la prdida de tiempo entre ciclos, pero para nuestro caso es el ms acorde por tener una contra corriente de fuerzas en el torque muy elevada, es hace que la fuerza de vencimiento cuando el brazo este en una posicin alta, no baje tan fcilmente.

La seleccin de relevadores tipo armadura: pese a ser los ms antiguos siguen siendo los ms utilizados en multitud de aplicaciones. Un electroimn provoca la basculacin de una armadura al ser excitado, cerrando o abriendo los contactos dependiendo de si es NA o NC. Para el CEROB fue estipulada por el costo de acuerdo a los transistores de 10 A comparada con los relevadores de 10A que se utilizan en el desarrollo del sistema, y 20 y 60 A rea de manipulacin de motores de traccin los cuales son los de ms alto amperaje, visualizando las mismas caractersticas en elementos slidos (semiconductores) estos aumenta en mucho su costo y corre el riesgo de mal funcionamiento en temperaturas en las cuales los relevadores si lo soportan.

En la seleccin de los transistores tememos muchos de cual escoger como los, BC107, BC548, BC558, 2N3904, etc. Pero se escogi el BC548 por su bajo costo y tener cierta cantidad disponible en el desarrollo del diseo.El costo de estos es de $1.75 en ag-electrocica y de $2.00 en steren

Las resistencias se compraron el sistema de control todas de W por ser mas de uso comercial.

El circuito del modulo de potencia necesita indicadores (ver Fig. 3.11. Circuito del mdulo de potencia) los cuales muestren de forma visible cuando un motor este en energizado o apagado, esto nos sirve como gua, al encontrar posibles fallas, o realizar un test al robot antes de conectar los motores y ponerlo en movimiento.

Fig. 3.11. Circuito del mdulo de potencia

3.3 ResultadosEn esta capa existen gran parte de las posibles fallas en las funciones de nuestro equipo, por ejemplo una vez tuvimos problemas con los cables de comunicacin y estos problemas pueden ser por muchas causas pero las ms comunes son:

Problemas con los cables de comunicacin cuando estos estn trozados por adentro del cable o los conectores no hacen bien el contacto por ejemplo cuando se conectan los cables entre equipos con pequeos movimientos de estos ocasionan falsos contactos,

Errores humanos, por ejemplo Una persona que por cualquier circunstancia mueve los cables o tiro de ellos, piso o corto, en cualquiera de estas circunstancias hay un tiempo de recuperacin no deseado en nuestro sistema

Sobre calentamiento del equipo, El calentamiento de equipo se produce por el mismo uso de este al ser conectado a una fuente de energa si acaso despus lo que hay que tener muy encuesta es la temperatura del aire que rodea a nuestro equipo elctrico.

Tiempo de uso en el quipo o con frases ms sencillas el tiempo no perdona y todo lo que existe en este mundo tiende a deteriorarse, los cables, elementos electrnicos de las placas de base, etc. A lo cual necesitamos realizar una revisin peridica de los equipos para prevenir fallas en el futuro.

CAPTULO 4. SOFTWARE

Teniendo un sistema completo de equipo de robtica como brazo manipulador mecnico y carro manejados por WAP desde un sitio Web.

Es fcil explicar el inters en comunicar estos dispositivos por medios inalmbricos, No importa el costo si garantizamos la vida de las personas y que tengan un buen desempeo de robot.

Despus controlarlos por una PC, est a su vez comunicar por medio de otras PCs en cualquier parte del mundo. Todo esto fue planeado paso a paso; lo primero que se realizo fue la creacin de un carro robtico electrnico llamado CEROB, despus la manipulacin de este con el micro controlador MC9S12DT246MFU programando en lenguaje C++, con un compilador de nombre CodeWarrior.

Por medio una PC IBM crear un agente con un sensor de dos dimensiones en este caso una cmara Web, el agente mandara las coordenadas por el puerto serial con el protocolo RS232 recibiendo las coordenadas la computadora la cual controlara a ROBOSTEP.

Con la computadora personal en el cual tiene un programa agente con cmara Web como sensor el agente mandara los comandos por el puerto serial R232 mandando las funciones por medio de una tarjeta trasmisora de radio frecuencia.

La Telemtica cubre un campo cientfico y tecnolgico de una considerable amplitud, englobando el estudio, diseo, gestin y aplicacin de las redes y servicios de comunicaciones, para el transporte, almacenamiento y procesado de cualquier tipo de informacin (datos, voz, vdeo, etc.), incluyendo el anlisis y diseo de tecnologas y sistemas de conmutacin. La Telemtica abarca entre otros conceptos los siguientes planos funcionales:

*El plano de usuario, donde se distribuye y procesa la informacin de los servicios y aplicaciones finales;

*El plano de sealizacin y control, donde se distribuye y procesa la informacin de control del propio sistema, y su interaccin con los usuarios;

El plano de gestin, donde se distribuye y procesa la informacin de operacin y gestin del sistema y los servicios, y su interaccin con los operadores de la red.

Cada uno de los planos se estructura en subsistemas denominados entidades de protocolo, que a su vez se ubican en base a su funcionalidad en varios niveles. Estos niveles son agrupaciones de funcionalidad, y segn el Modelo de interconexin de sistemas abiertos de la Organizacin Internacional de Normalizacin se componen de: nivel fsico, nivel de enlace, nivel de red, nivel de transporte extremo a extremo, nivel de sesin, nivel de presentacin y nivel de aplicacin.

4.1 Conexin mediante escritorio remotoEl escritorio remoto ser la forma de controlar el programa GIP Consola del Robot, sistema operativo y programa de grabacin de video y audio, por otra PC de forma remota.

4.1.1 Escritorio remoto de Windows.

Con Escritorio remoto de Windows XP Professional, puede tener acceso a una sesin de Windows que se est ejecutando en su equipo mientras se encuentra en otro equipo. Esto significa, por ejemplo, que puede conectar con el equipo del despacho desde un aula y tener acceso a todas las aplicaciones, archivos y recursos de red, lo mismo que si estuviera sentado delante de su equipo en el lugar de trabajo.

Cuando se conecta al equipo del despacho, Escritorio remoto lo bloquea automticamente para que nadie ms pueda tener acceso a sus aplicaciones y archivos mientras est fuera. Cuando vuelva al equipo del despacho, puede desbloquearlo con CTRL+ALT+Supr.

Para utilizar Escritorio remoto, necesita:

*Un equipo con Windows XP Professional ("remoto") con una conexin a una red de rea local o a Internet.*Un segundo equipo con acceso a la red de rea local a travs de una conexin de red, un mdem o una Red privada virtual (VPN). Este equipo debe tener instalado Conexin a Escritorio remoto, antes llamado cliente de Servicios de Terminal Server.*Cuentas de usuario y permisos adecuados.

NOTA: si cuando usted intenta conectarse a escritorio remoto, hay alguna persona utilizando su equipo, le aparecer un mensaje avisando que se est utilizando su mquina. Le preguntar si quiere conectarse o no. Si acepta, se cerrar la sesin de la persona que est en su ordenador.

Para la configuracin del ordenador lo primero que tenemos que hacer es ir a Inicio, Configuracin, Panel de control, ver Fig. 4.1 Panel de control.

Fig. 4.1 Panel de control

Hacemos doble clic sobre el icono Sistema:

Y vamos a la pestaa Acceso remoto ver Fig. 4.2 Acceso remoto.

Fig. 4.2 Acceso remoto.

Activamos la casilla de verificacin Permitir a los usuarios conectarse remotamente a este equipo ver Fig. 4.3 Verificar conectarse remotamente.

Fig. 4.3 Verificar conectarse remotamente

En esta ventana veremos tambin el nombre que tiene nuestro equipo, tambin llamado Nombre NetBIOS. Importante para luego realizar la conexin. En este caso, el nombre es Hcarrasco. Otra forma de saber el nombre de nuestro equipo, es ir a la pestaa Nombre de equipo, como se muestra en la Fig. 4.4 Nombre del equipo.

Fig. 4.4 Nombre del equipoPara acceder a Escritorio remoto, tendremos que recordar el nombre de usuario y la contrasea de acceso a nuestro ordenador, y tambin el nombre de nuestro equipo (NetBIOS).

Una vez realizados estos pasos, ya podemos ir a otros ordenadores (que tengan como sistema operativo Windows XP), y conectarnos al nuestro.

Para esto vamos a Inicio ver Fig. 4.5 Escritorio remoto, Programas, Accesorios, Comunicaciones, Conexin a escritorio remoto.

Fig. 4.5 Escritorio remoto

Aparece una nueva pantalla ver Fig. 4.6 Conexin que nos pide el nombre del equipo al que le queremos conectar.

Fig. 4.6 Conexin

Escribimos el nombre y pulsamos el botn Conectar ver Fig. 4.7 Iniciar sesin. Lo siguiente es introducir el nombre de usuario y contrasea de nuestro equipo (como accedemos normalmente)

Fig. 4.7 Iniciar sesin

Ahora ya podemos trabajar como si estuviramos en nuestro equipo4.1.2 Software libre

Existe una gran cantidad de software de conexin mediante escritorio remoto, estos son gratuitos o demos de prueba, y otros son de cdigo abierto, podemos mencionar a VNC que ha pasado a la compaa RealVNC, convirtindose en software de cdigo abierto de carcter gratuito o X11, utilizado por X-Windows, etc. Nosotros el software que mas utilizamos es TeamViewer 6, por ser la ms completa para el acceso remoto y la asistencia a travs de internet.

4.2 Software del microcontroladorEl microcontrolador es un MC9S12DT256MFU funciona a 5Vcd con un reloj externo de a una velocidad de 4MHz ver Fig. 4.8. MC9S12DT256MFU, No se activo ninguna interrupcin, puerto, banderas de consumo de energa, modos de velocidad.

Fig. 4.8. MC9S12DT256MFU

En el proyecto se agregaron dos elementos, LEDS->Que son los puertos de salida hacia los motores y leds y AS1->Que es la comunicacin Asncrona Serial, que se comunica con la PC.

La inicializacin en LEDS es: pull resistor para la proteccin del micro, puerto A como bajo y puerto T como alto en modo salida, y valor de 0000H

La inicializacin en AS1 es: sin evento ni banderas de interrupcin, Se escogi una velocidad lenta de 2400 bits por segundo para que la activacin de motores permita un pequeo lapso en la contra corriente. 8 bits de datos, sin paridad, 1bit de parada.

El programa es sencillo y est desarrollado en C++, est conformado por 4 bloques, ver Fig. 4.9 Programa del microcontrolador.

Fig. 4.9 Programa del microcontrolador

El bloque inicio solamente ejecutara los parmetros de inicio del microcontrolador, as como la asignacin de valores a la variable datos y dato

El segundo bloque asigna letras del alfabeto de la a hasta la u a la variable datos

El siguiente bloque de for infinito en si es la funcin que recibe los caracteres por el puerto serial y cuando esta la cadena completa escoge si tiene los puertos A y puerto T que activarse o no. Como se ve en la Fig. 4.10 Algoritmo general del microcontrolador A .

El ltimo bloque de for infinito solamente es de proteccin, se recomienda no quitarlo.

Fig. 4.10 Algoritmo general del microcontrolador A

Fig. 4.11. Algoritmo general del microcontrolador B4.3 Software de la PCLa aplicacin GIP fue creada en Microsoft Visual Studio 2008 que es un entorno de desarrollo integrado (IDE, por sus siglas en ingls) para sistemas operativos Windows. Soporta varios lenguajes de programacin tales como Visual C++, Visual C#, Visual J#, ASP.NET y Visual Basic .NET.

4.3.1 Sistema de vozEl motor de texto utilizado en la aplicacin llamada GIP es el traductor de Google es un servicio de traduccin gratuito que ofrece de forma instantnea traducciones a 57 idiomas distintos. Con este sistema se pueden traducir palabras, frases y pginas web en cualquier combinacin de idiomas compatibles. El objetivo del Traductor de Google es lograr que todo el mundo pueda acceder y utilizar la informacin en cualquier idioma.

La forma en que funciona para generar una traduccin, el Traductor de Google analiza cientos de millones de documentos en busca de patrones que le ayuden a elegir la mejor traduccin. La bsqueda de patrones en documentos que hayan sido traducidos por traductores humanos permite al Traductor de Google decidir cul sera la traduccin ms adecuada. Este proceso de bsqueda en un gran nmero de textos se denomina "traduccin automtica estadstica". Dado que se generan de forma automtica, no todas las traducciones sern perfectas. Sin embargo, la calidad de la traduccin ser mejor cuanto mayor sea el nmero de documentos traducidos por traductores humanos analizados. Esta es la causa de las diferencias en cuanto a la exactitud de las traducciones en los distintos idiomas.

Direccin de pgina web

http://translate.google.es/translate_tts

Introduccin de valores:

Como est escrita en php para introducir valores utilizamos ?.

Las variables GET, son enviadas, como te dije, por URL, esto quiere decir que se envan a travs de la direccin de la pgina, para ser recibidas por algn interprete, en este caso PHP.

Ejemplo:

http://pagina.php?variable1=valor1&variable2=valor2

http://translate.google.es/translate_tts?q=Hola%20Como%20estas&tl=es

La primer variable la envas justo despus de poner el nombre y extensin de la pgina "pagina.php" y pones un signo de interrogacin para indicar inicio de variables, luego separas cada variable con signos Amperson &La variable q es una cadena de texto la cual ser leda por el motor de texto. Y sus comandos son:

%20 ->espacio%0A-> Salto de lnea

El programa reconoce a el espacio sin necesitad de insertar el cdigo %20Y la variable tl la cual selecciona el idioma en que ser ledo

En la actualidad, el Traductor de Google funciona con los 57 idiomas que aparecen en la Tabla 4. 1 Idiomas fonticos de google.

Tabla 4. 1 Idiomas fonticos de googleafrikansalbanorabebielorrusoblgarocatalnchinocroatachecodansholands***********inglsestoniofilipinofinsfrancsgallegoalemngriegohebreohindihngaroen**********islandsindonesioirlandsitalianojaponscoreanoletnlituanomacedoniomalayomalts***********noruegopersapolacoportugusrumanorusoserbioeslovacoeslovenoespaolsuajili*********es*

Al saber cmo funciona el programa fontico de google, se realizo una clase ver Fig. 4.12 Clase Voz, la cual sea parte del programa consola del robot. En donde solamente la persona escriba el texto que quiere que el robot diga y presiona el botn del idioma en que escribi el mensaje. El cdigo fuente se encuentra en el anexo 5.

Fig. 4.12 Clase Voz4.3.2 Puerto SerialEn el transcurso de desarrollos de brazos robticos para los concursos de minirobotica se utilizo el puerto serial. Por ser un estndar abierto, tanto en software como en hardware, y su costo en el desarrollo es bajo, y compatible con muchos equipos de distintas marca y tecnologas.

En este caso tambin se utiliza para el control del microcontrolador por la PC, una clase llamada Serial Port ver Fig. 4.13 Clase SerialPort, en el cual su programa est en el anexo 2.

Fig. 4.13 Clase SerialPort

4.3.3 Control va internetEl modo para interactuar con el usuario que desea mover a CEROB desde www.spacpi.com/universidad, es por medio de una rutina de refrescamiento de http://spacpi.com/universidad/ajax/cerob.php, esta lee de la base de datos el ltimo valor adquirido en la pgina de control ver Fig. 4.14 Clase iControl. Y este es transmitido al microcontrolador.

Fig. 4.14 Clase iControl

Disponibilidad y recuperacin es variando la velocidad de la conexin y el trafico que tenga el servido.

Se evita la obstruccin del firewall

No est protegida la pgina. Por lo cual puede entrar libremente 4.3.4 Sistemas webcam y Apis de WindowsEl agente necesita una cmara Web que funcione como un sensor por lo cual hay que tener conocimientos para manejar la API de Windows, esta programacin la deseaba realizar con C#, pero al buscar informacin en MSN descubr que solo estaban ejemplos con VB para el manejo de multimedia para Windows 32 o 98 me 2000 y xp a lo cual fue fcil los primeros ejemplos ya que hay una estructura que te permite utilizar cmaras Web con facilidad y esta estructura es.

La funcion de capGetDriverDescription recupera la descripcion y version del sistema de captacion.

Declare funtion capGetDriverDescriptionA Lib "avicap32.dll"(ByVal wDriverIndex As Short, ByVal lpszName As String, ByVal cbName As Integer, ByVal lpszVer As String, ByVal cbVer As Integer) As Boolean, (ver Error! No se encuentra el origen de la referencia.).

La funcin de capGetDriverDescription lee la descripcin y versin del dispositivo de captura en este caso una webcam

BOOL VFWAPI capGetDriverDescription(WORD wDriverIndex, LPSTR lpszName, INT cbName, LPSTR lpszVer, INT cbVer);

La definicin de los parmetros es:

WDriverIndex.-ndice de dispositivos de captacin. El ndice tiene un rango de 0 a 9.El Plug-and- Play enumera desde el primer dispositivo de captacin que se conecte haciendo un listado en el registro, este registro esta en SYSTEM.INILpszName.-Puntero de direccin al buffer que corresponde a una cadena de terminacin nula con el nombre del dispositivo de captura

CbName.-Longitud en bytes del buffer apuntando a lpszName.

LpszVer.-Puntero de direccin al buffer que corresponde a una cadena de terminacin nula con la descripcin del dispositivo de captura

CbVer.-Longitud en bytes del buffer apuntando a LpszVer.

Devolviendo valores, cierto si exitoso o falso para todo lo dems

Si la descripcin de informacin es ms larga que el buffer, la descripcin ser detenida. La cadena devuelta ser siempre con terminacin nula. Si un tamao de buffer es cero, su descripcin correspondiente no ser copiada.

Los Requisitos son Windows NT / 2000 / XP y Windows 95/98 / Me y futuros.

La funcion capCreateCaptureWindow function crea ventanas de captura Declare funtion capCreateCaptureWindowA Lib "avicap32.dll"(ByVal lpszWindowName As String, ByVal dwStyle As Integer, ByVal x As Integer, ByVal y As Integer, ByVal nWidth As Integer, ByVal nHeight As Short, ByVal hWnd As Integer, ByVal nID As Integer) As Integer, (ver Error! No se encuentra el origen de la referencia.).

La funcin de capCreateCaptureWindow crea una ventana de captacin y el valor de sus parmetros son.

HWND VFWAPI capCreateCaptureWindow(LPCSTR lpszWindowName, DWORD dwStyle, int x, int y, int nWidth, int nHeight, HWND hWnd, int nID);

La definicin de sus parmetros es:

LpszWindowName.- Cadena con terminacin nula que contiene el nombre usado para la ventana de captacin.

dwStyle.- Estilos de la ventana usados para la ventana de captacin. Los estilos de ventana son explicados con la funcin de CreateWindowEx.

X.- La coordenada de x es la esquina superior izquierda de la ventana de captacin.

Y.- La coordenada de y es la esquina superior izquierda de la ventana de captacin.

nWidth.- Ancho de la ventana de captacin.

nHeight.- Altura de la ventana de captacin.

hWnd.- Cabecera de la ventana padre.

nID.- Identificador de ventana.

Devolviendo valores de la cabecera de la ventana de captacin si es exitoso o nulo si no lo es.

Sus Requisitos son Windows NT / 2000 / XP, Windows 95/98 / Me y futuros.

La funcion SendMessage mada mensajes especificos a una ventana o al sistema windows.

Declare Function SendMessage Lib "user32" Alias "SendMessageA"(ByVal hwnd As Integer, ByVal Msg As Integer, ByVal wParam As Integer, ByVal lParam As Object) As Integer, (ver Error! No se encuentra el origen de la referencia.).

La fimcopm SetWindowPos pone la posicion relativa de la ventana al bufer.

Declare Function SetWindowPos Lib "user32" Alias "SetWindowPos" (ByVal hwnd As Integer, ByVal hWndInsertAfter As Integer, ByVal x As Integer, ByVal y As Integer, ByVal cx As Integer, ByVal cy As Integer, ByVal wFlags As Integer) As Intege, (ver Error! No se encuentra el origen de la referencia.).

Fig. 4.15 A Clase Form1Fig. 4.16 B Clase Form1

Los mtodos estn en la Fig. 4.17 Form1 de la clase.

Fig. 4.17 Form1 mtodos

4.4 Manual de usuario GIP4.4.1 La ventana Form1

El programa se realizo lo ms amigable posible ver Fig. 4.18 Ventana CEROB, para una fcil comprensin de los controles

El men est compuesto por:

Conexin-> Esta abre una ventana donde se selecciona y se le dan sus valores al puesto serial

Comunicacin->Es la interfaz con los programas de internet, que son dos Voz e iControl, cada uno abre su propia ventana.

Ayuda->Manual, Tesis- Tanto en formato pdf. Soporte tcnico seria mi CV, Buscar actualizaciones, es un link para la pagina web donde estn versiones antiguas y la ultima de GIP, Acerca de CEROB-es para ver la versin la cual se est usando.

Fig. 4.18 Ventana CEROB

Webcam 1 y Webcam 2 es para seleccionar el dispositivo de la web, sabiendo que Webcam 1 ser la imagen que se transmitir por internet.

El botn Capture Imagen Guardara la imagen que uno est viendo con el nombre de gato.jpg en el lugar donde este el programa ejecutable,

El botn Color hace un filtro del blanco al negro. Este es utilizado para definir objetos.

El botn REC empieza a guardar el video en el bfer.

El botn STOP graba el video en C:/ con el nombre de RecordedVideo.avi esta funcin solo corre con WinXP.

El botn STOP Web Cam1 Detiene el controlador de la cmara de video en la ventana 1

La casilla Tintineo activa el tiempo de captura de funciones, esta no acelerara el tiempo de reaccin de una funcin enviada por internet y el programa GIP

Los botones tales como , , etc. Activan estas funciones.

Igual seria para los botones atrs, adelante, etc. Realizan estas acciones. Los de color azul son para dejar activada la funcin adelante o atrs indefinidamente.

4.4.2 La ventana de voz

Esta funciona muy sencilla, escribiendo en la caja de texto en el idioma que quiera escuchar espaol o ingls al terminar de escribir se presiona el botn del idioma seleccionado. Esta funcin solo puede ser utilizada si est conectada la computadora a internet.

El botn manda el texto al motor de fontica de google, el cual es un programa que est en su servidor, traduce de texto a un archivo de voz en formato mp3 el cual ser reproducido por el programa default del sistema operativo, ver Fig. 4.19 Ventana Voz, la ventana sale de forma emergente, y se cierra al finalizar el programa. El programa est en el anexo 7

Fig. 4.19 Ventana Voz4.4.3 La ventana iControlEsta ventana solo se activa si est conectada al servidor, En caso de que no manda una ventana emergente ver Fig. 4.20 iControl emergente., si no hay respuesta del servidor lo ms seguro es que este desconectado de internet.

Fig. 4.20 iControl emergente

Si hay conexin solo hay que dejar la ventana ver Fig. 4.21 iControl o minimizarla ya que en ese momento debe de estar conectado CEROB a la pgina web de control.

Fig. 4.21 iControl

El programa est en el anexo 8.

4.4.4 La ventana SerialPort

Esta nos activa los valores que tendr la comunicacin de la PC al microcontrolador por el puerto serial de la PC ver Fig. 4.22 SerialPort, Este muestra los puertos COM disponibles.

Fig. 4.22 SerialPort

La mini lap no tiene puerto serial, por lo cual se utiliza un puerto USB de la PC, con un adaptador USB-Ser. Se revisa que este correctamente instalado, y funcionando.

La casilla Conectar usando aparecern los puertos RS-232 disponibles, seleccione el que est conectado al sistema hibrido.

La casilla Bits por segundo se selecciona una velocidad de 2400 baudios

La casilla Bits de datos se selecciona 8 igual que en el microcontrolador

La casilla Paridad Se selecciona ninguna.

La casilla Bits de parada Se selecciona 1.

La casilla Control de flujo Se selecciona ninguno por default.

El programa de SerialPort est en el anexo 4 para el diseo visual y anexo 3 para funciones.

4.5 Software de la webLa pagina web que funcionara como consola est en la direccin, http://spacpi.com/universidad, y esta nos muestra tres link, ver Fig. 4.23 Consola web.

Inicio no muestra cmo funciona el programa y tiene videos de ejemplo.

CEROB nos lleva a la parte de consola del robot.Ayuda muestra en pdf mis datos para cualquier duda o sugerencia.

Fig. 4.23 Consola web4.5.1 CEROBEs una aplicacin web en donde muestra dos ventanas en paralelo, en la primera del lado izquierdo se ve la imagen tintineante con una velocidad de respuesta variable, este tiempo de respuesta depende de la velocidad de la conexin y la otra parte donde estn los botones de la consola, estos botones son iguales que en la aplicacin win32 GIP, las flecas son para los movimientos del carro y los botones tales como subir brazo realizan la funcin que ah tiene escrita. Como se ve en la Fig. 4.24 Pgina web

Fig. 4.24 Pgina webLas dos ventanas son abiertas por un script en java script, que est en el anexo 6

Los botones guardan la informacin en la base de datos universidad que es una cadena de 8 caracteres, despus el programa GIP llamara este comando y lo realizara el micro. El cdigo esta en el anexo 8.

La imagen es constantemente cargada desde la base de datos universidad, El programa GIP manda la imagen en una cadena base64 a la base de datos despus es decodificada en la pgina web. Esta funcin solamente lo pueden hacer algunos exploradores como firefox, ie9, chrome para mencionar algunos. La conexin esta en el anexo 7.

CAPTULO 5. RESULTADOS Y PRUEBAS

Se realizaron distintas pruebas para ver la reaccin de CEROB con los usuarios, los criterios que se cuantificaron fue precisin, en la manipulacin de un objeto, Tiempo activo del sistema y sus conjuntos, Obtener el rea de operacin con respecto al access-point y delimitarla.

5.1 Prueba 1- Prueba de precisinEn esta prueba por medio de las cmaras web la persona tiene que acomodar una botella lo ms preciso que le sea posible, esta prueba nos marcara una patrn de precisin para n cantidad de personas que realizaran el ejercicio, siendo n un nmero mayor de 8 y como mnimo 4 intentos en la colocacin del objeto. (Ver Fig. 5.1 Prueba de precisin).

Las estipulaciones la distancia de la botella tiene que ser = 30 cm de separacin, en paralelo con CEROB Carro Elctrico Robtico, que estar enfrente del objeto origen. Los criterios que se evaluaran son:

*Lograr que el objeto sea depositado adentro del rea destino, que est limitada por el doble de radio del objeto.

*En caso de un error en la colocacin del objeto, este ser reportado.

*El usuario intentara colocar el objeto cntrico al rea destino, y se evaluara la desviacin del centro en forma cartesiana. Considerando al eje x la lnea entre los dos objetos y siendo hacia delante el positivo y hacia atrs el negativo CEROB

*El tiempo del usuario en colocar el objeto.

Las personas que se escogieron fueron 8 estudiantes de la escuela superior ESIME unidad Adolfo Lpez Mateos, realizando su primer intento con una explicacin terica.

Cuando realizaban las pruebas su principal error fue descontrol en la seleccin de los botones.

Muchos intentaron realizar pruebas de botones los cuales excedi el tiempo que se les permita realizar la prueba y otras que llevaron a un error en la colocacin de la botella.

Fig. 5.1 Prueba de precisin

Las pruebas se realizaron con ocho personas las cuales tienen que colocar un recipiente de dos litros lleno con dos litros de lquido, pensando que este lquido es una substancia peligrosa la cual no debe de dejarse caer ni derramar.

Las personas que participaron fueron principalmente estudiantes de la escuela superior de ingeniera mecnica elctrica de la unidad Adolfo Lpez Mateos, como se puede ver en la sig. Tabla 5.1 Usuarios

Tabla 5.1 UsuariosIDNombreEstudioEdad

1Nava Snchez Manuel AntonioICE, 3 201030200420

2Naomi Fernanda Cruz FerrerPrimaria Florencia Nigtigale9

3Negrete Garca GabrielaICE 6 200930117820

4Hernndez Alemn Dalia FabiolaICE 6 200930054721

5Ruiz Hernndez Abel IsaacICE 8 200730220824

6Crdova Aguayo PabloICE 8 200730156623

7Vega Montaez MelissaICE-6-200830187823

8Claudia Ruth Jimnez VzquezICE27

Sus resultados obtenidos estn en la Tabla 5.2 Usuario ID 1, Tabla 5.3 Usuario ID 2, Tabla 5.4 Usuario ID 3, Tabla 5.5 Usuario ID 4, Tabla 5.6 Usuario ID 5, Tabla 5.7 Usuario ID 6, Tabla 5.8 Usuario ID 7 y Tabla 5.9 Usuario ID 8

Tabla 5.2 Usuario ID 1PositivoCausa del errorDesviacinTiempo(mm:ss)

NoSe adelanto mucho0:00

NoSe excedi de tiempo al bajar brazo0:00

NoSolt pieza antes de tiempoLines->Add("Centros en Balncas\t\tCentros en Negro");

End Sub

Private Sub SerialToolStripMenuItem_Click(ByVal sender As System.Object, ByVal e As System.EventArgs) Handles SerialToolStripMenuItem.Click SerialPort.Show() End Sub Private Sub SerialPort1_DataReceived(ByVal sender As System.Object, ByVal e As System.IO.Ports.SerialDataReceivedEventArgs) Handles SerialPort1.DataReceived mensage = mensage & Chr(SerialPort1.ReadChar) End Sub

Private Sub Timer1_Tick(ByVal sender As System.Object, ByVal e As System.EventArgs) Handles Timer1.Tick

DateTimePicker1.ResetText()

Select Case Me.RichTextBox1.TextCase "INICIObaja exrobot01" SerialPort1.Write("UUdownexM") repcom(0) = Not repcom(0) nrepcom += 1Case "INICIOsube exrobot01" SerialPort1.Write("UUsubeexM") repcom(1) = Not repcom(1) nrepcom += 1Case "INICIObaja brrobot01" SerialPort1.Write("UUbajabrM") repcom(2) = Not repcom(2) nrepcom += 1Case "INICIOsube brrobot01" SerialPort1.Write("UUcielbrM") repcom(3) = Not repcom(3) nrepcom += 1Case "INICIOadel surobot01"SerialPort1.Write("UUizquadM") SerialPort1.Write("UUrighadM") repcom(4) = Not repcom(4) repcom(5) = Not repcom(5) nrepcom += 1Case "INICIOatra surobot01"SerialPort1.Write("UUposiatM") SerialPort1.Write("UUnegaatM") repcom(6) = Not repcom(6) repcom(7) = Not repcom(7) nrepcom += 1Case "INICIOizqu adrobot01" SerialPort1.Write("UUizquadM") repcom(4) = Not repcom(4) nrepcom += 1Case "INICIOizqu atrobot01" SerialPort1.Write("UUposiatM") repcom(6) = Not repcom(6) nrepcom += 1Case "INICIOdere adrobot01" SerialPort1.Write("UUrighadM") repcom(5) = Not repcom(5) nrepcom += 1Case "INICIOdere atrobot01" SerialPort1.Write("UUnegaatM") repcom(7) = Not repcom(7) nrepcom += 1Case "INICIOsube bbrobot01" SerialPort1.Write("UUuuppbbM") repcom(8) = Not repcom(8) nrepcom += 1Case "INICIObaja bbrobot01" SerialPort1.Write("UUtierbbM") repcom(9) = Not repcom(9) nrepcom += 1Case "INICIOabre pirobot01" SerialPort1.Write("UUgidopiM") repcom(10) = Not repcom(10) nrepcom += 1Case "INICIOcier pirobot01" SerialPort1.Write("UUcierpiM") repcom(11) = Not repcom(11) nrepcom += 1Case "INICIOrota izrobot01"SerialPort1.Write("UUrighadM") SerialPort1.Write("UUposiatM") repcom(5) = Not repcom(5) repcom(6) = Not repcom(6) nrepcom += 1Case "INICIOrota derobot01"SerialPort1.Write("UUizquadM") SerialPort1.Write("UUnegaatM")