Sistemas de Control

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Sistemas de Control

  1. 1. CONTROL Y ROBÓTICA Departamento de Tecnología I.E.S. El Molinillo Guillena
  2. 2. ESQUEMA DEL TEMA
  3. 3. INTRODUCCIÓN Robota : palabra checa que significa trabajador, esclavo. A lo largo de la historia se ha planteado la posibilidad de crear máquinas que sustituyan al hombre en tareas peligrosas o repetitivas. Herón de Alejandría S. I dC Al-Jazir S. XIII Leonardo Da Vinci S.XV-XVI
  4. 4. Torres Quevedo: desarrolló su trabajo a principios del S. XX. Ideó un ajedrecista automático, dando los primeros pasos en inteligencia artificial. INTRODUCCIÓN También desarrolló el primer sistema de radiocontrol (telekino).
  5. 5. INTRODUCCIÓN El desarrollo de la electrónica ha permitido grandes avances en robótica, inteligencia artificial y control automático.
  6. 6. SISTEMAS DE CONTROL: LAZO ABIERTO ELEMENTOS DE CONTROL ACTUADOR SEÑAL DE ENTRADA SEÑAL DE SALIDA ELECTRICIDAD
  7. 7. SISTEMAS DE CONTROL: LAZO CERRADO ELEMENTOS DE CONTROL ACTUADOR SEÑAL DE ENTRADA SEÑAL DE SALIDA +/- COMPARADOR SENSOR BUCLE DE REALIMENTACIÓN Variable de referencia: temperatura deseada Variable controlada: temperatura actual
  8. 8. ROBOTS Un robot puede captar información del entorno y realiza una acción en respuesta a los datos que recibe. Un mecanismo , en cambio, realiza siempre la misma función de forma repetitiva . Mecanismo: la planta embotelladora rellena de agua esté o no la botella. Robot: con un detector de presencia solo rellena si está la botella.
  9. 9. ROBOTS: ELEMENTOS DEL SISTEMA DE CONTROL <ul><li>Señal de Entrada: se toma del exterior mediante un sensor . </li></ul><ul><li>Señal de Referencia: se compara con la señal de entrada (usaremos el potenciómetro). </li></ul><ul><li>Comparador: genera una señal cuando alcanza cierto límite (transistor). </li></ul><ul><li>Elementos de Control: son los que hacen que se activen los actuadores o no (relé). </li></ul><ul><li>Señal de Salida: la generan los elementos de control. </li></ul><ul><li>Actuador: Elemento que corrige la variable controlada (bombilla que aporta luz). </li></ul>
  10. 10. ROBOTS: COMPONENTES MECÁNICOS ESLABONES: cada una de las piezas del cuerpo. ARTICULACIONES: elementos que unen los eslabones. Pueden ser prismáticas o giratorias. ACTUADORES: son los que proporcionan movimiento al robot. Pueden ser eléctricos (motores con reductoras o paso a paso), neumáticos o hidráulicos (pistones). HERRAMIENTA: parte del robot encargada de realizar el trabajo .
  11. 11. ROBOTS: COMPONENTES ELÉCTRICOS Y ELECTRÓNICOS <ul><li>ALIMENTACIÓN DEL CIRCUITO: el bobinado del motor produce cambios de tensión que puede afectar a los elementos electrónicos más sensibles (ej. transistores). Tenemos dos alternativas: </li></ul><ul><li>Alimentaciones diferentes para los motores y el circuito de control. </li></ul><ul><li>Colocar un condensador (100 nF) en paralelo con el motor. </li></ul>
  12. 12. ROBOTS: COMPONENTES ELÉCTRICOS Y ELECTRÓNICOS PAR DARLINGTON: incrementa la ganancia aumentando la sensibilidad de los sensores (transistores como amplificadores). SENSORES: se encargan de medir la variable de referencia del sistema de control. LDR FOTOTRANSISTOR BPW40 DIODO EMISOR DE INFRARROJOS TSUS5400 CNY70
  13. 13. ROBOT QUE BUSCA LA CLARIDAD
  14. 14. ROBOT QUE PERSIGUE LA LUZ
  15. 15. ROBOT RASTREADOR
  16. 16. ROBOT QUE SE SALE DE LA CARRETERA
  17. 17. ROBOT QUE EVITA LAS PAREDES BLANCAS
  18. 18. CONCEPTOS DEL CONTROL POR ORDENADOR Entradas: son las señales captadas por los sensores (luz, temperatura, proximidad…) Salidas: señales que activan o desactivan los actuadores (motores, bombillas….) Sistemas de control y programación: analizan las entradas y actúan de acuerdo a las instrucciones de un programa. Las señales pueden ser digitales (0 desactivada, 1 activada) o analógicas (cuando es necesario tener en cuenta el valor de la magnitud de referencia, ej. Temperatura) SISTEMA DE CONTROL Y PROGRAMACIÓN ENTRADAS DIGITALES ANALÓGICAS SALIDAS DIGITALES ANALÓGICAS
  19. 19. TARJETAS CONTROLADORAS: CNICE Son los elementos que permiten la comunicación sensor-ordenador-actuador. SENSOR ACTUADOR
  20. 20. TARJETAS CONTROLADORAS: ENCONOR Son los elementos que permiten la comunicación sensor-ordenador-actuador. SENSOR ACTUADOR
  21. 21. PROGRAMACIÓN: LENGUAJES Para realizar una tarea concreta el ordenador debe contar con un programa adecuado en el que se le indique qué debe hacer según unas instrucciones. + PROGRAMAS
  22. 22. PROGRAMACIÓN: LENGUAJES para por bp haz “numero1 15 haz “numero2 68 haz “resultado :numero1 * :numero2 bp gd 90 rotula [15 x 68 = ] av 90 rotula :resultado fin ReadChar: READ Indice, Carácter IF Carácter = 0 THEN Exit_Read DEBUG Carácter Indice = Indice + 1 GOTO ReadChar Exit_Read: DEBUG, CR RETURN Lenguaje máquina y ensamblador Lenguajes de alto nivel: Basic y Logo
  23. 23. PROGRAMACIÓN: MSWLOGO PANTALLA GRÁFICA TORTUGA MENÚS PANTALLA DE TRABAJO EDITOR
  24. 24. PROGRAMACIÓN: MSWLOGO PRIMITIVA ACCIÓN ABREVIADO  AVANZA 150 La tortuga avanza el número indicado de puntos (150). AV 150 RETROCEDE 80 Retrocede el número de puntos especificado (80). RE 80 GIRADERECHA 15 Gira a la derecha el ángulo especificado en grados (15º). GD 15 GIRAIZQUIERDA 30 Gira a la izquierda el ángulo indicado (30º). GI 30 SUBELAPIZ Levanta el lápiz y no pinta al moverse por la pantalla. SL BAJALAPIZ El lápiz toca el papel y pinta cuando se mueve. BL GOMA La tortuga borra a lo largo de su trayectoria. OCULTATORTUGA Oculta el icono de la tortuga. OT MUESTRATORTUGA Muestra el triángulo que representa la tortuga. MT BORRAPANTALLA Borra la pantalla gráfica y sitúa la tortuga en el centro. BP BORRATEXTO Borra la pantalla de trabajo BT CENTRO Lleva la tortuga al centro de la pantalla sin borrar. ROTULA [hola] Escribe el texto especificado entre corchetes (hola). RO [hola] PONCOLORLAPIZ 4 Establece el color con que pinta. El 4 corresponde al rojo. PONCL 4 TONO [800 200] Emite un sonido de [frecuencia (800Hz) y duración (200ms)] PONGROSOR [3 3] Fija el grosor y la altura del lápiz con el que traza líneas. PONG [3 3] ADIOS Sale de MSWLogo.
  25. 25. PROGRAMACIÓN: MSWLOGO Los procedimientos permiten realizar las acciones que programemos. Comienzan con para nombre del procedimiento y terminan con fin . Los ejecutamos tecleando el nombre del procedimiento en la ventana de trabajo. Para modificar un procedimiento: Archivo->Editar…->nombre del procedimiento Las variables son datos con un nombre y un valor. Con “ nos referimos al nombre de la variable y con : nos referimos al valor de la variable. Para repetir varias veces una instrucción usamos el comando repite: Repite n [instrucciones] ,donde n indica el número de veces que queremos repetir las instrucciones entre corchetes. para tax escribe [Hola, mundo] fin haz “numero 50 rotula :numero para holas bp sl gd 90 repite 4 [rotula &quot;hola av 50] fin
  26. 26. PROGRAMACIÓN: MSWLOGO Situar la tortuga para por bp haz “numero1 15                                    ;la primera variable toma el valor 15 haz “numero2 68                                    ;la segunda variable toma el valor 68 haz “resultado :numero1 * :numero2     ;calculamos el producto bp gd 90                                                   ;la tortuga en el centro y horizontal rotula [15 x 68 = ]                                    ;rotula los factores de la operación av 90                                                        ;se desplaza a la derecha del signo = rotula :resultado                                      ;rotula el resultado fin Para entender mejor los programas conviene “dividirlos” en bloques mediante el sangrado de las líneas e incluir comentarios mediante ; borrapantalla    (bp) Borra todo y sitúa la tortuga en su posición inicial. limpia Borra todo y deja la tortuga donde está centro Sitúa la tortuga en la posición inicial, sin borrar nada. ponpos    [x y] Sitúa la tortuga en las coordenadas especificadas ponrumbo φ Orienta la tortuga en la dirección del ángulo φ pos Devuelve las coordenadas de la tortuga como una lista [x  y]
  27. 27. PROGRAMACIÓN: MSWLOGO Modificar lápiz y papel subelapiz sl Levanta el lápiz del papel y no pinta al moverse bajalapiz bl Baja el lápiz y deja un trazo al moverse la tortuga poncolorlapiz [RGB] poncl [RGB] Asigna al lápiz un color compuesto [rojo verde azul] poncolorlapiz nº poncl nº Asigna al lápiz el color número n de la tabla pongrosor [g g] pong [g g] El grosor del lápiz es de g puntos de alto y de ancho poncolorpapel [RGB] poncp [RGB] Establece el color del fondo de la pantalla gráfica poncolorrelleno [r v a] poccr [RGB] Fija el color con el que rellenará figuras cerradas (la figura debe estar cerrada, la tortuga debe situarse en el interior de dicha figura y el lápiz debe estar levantado con la primitiva subelápiz sl.) goma Sustituye el lápiz por una goma que borra al desplazarse ponlapiz pla Deja la goma y vuelve a coger el lápiz 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
  28. 28. COMANDOS MSWLOGO PARA TARJETAS DE CONTROL COMANDO ACCIÓN CONECTA :NUM Activa el actuador situado en la posición indicada en :NUM, siendo :NUM 1, 2, 3 ó 4. Si se trata de un motor, este se activa para que gire a la izquierda y si es una bombilla, relé o electroimán, simplemente se activa. DESCONECTA :NUM APAGA :NUM Desactiva los actuadores conectados a la posición indicada en :NUM (en Enconor apaga) M1 “D Hace girar en un determinado sentido un motor conectado a dos de las salidas digitales (las salidas elegidas dependen del tipo de controladora). Si el actuador es una bombilla, relé o electroimán, simplemente lo activa. M1 “I Hace girar en sentido contrario a la primitiva anterior un motor conectado a dos de las salidas digitales. No se diferencia de la primitiva anterior si están conectados otros actuadores(bombilla, relé, etc.) M1 “P Desactiva el actuador que esté conectado a dos de las salidas digitales (para conseguirlo se desactivan ambas salidas). SALIDA :NUM Controla individualmente o en conjunto cada una de las ocho salidas digitales. Envía a las salidas digitales el número binario equivalente al decimal que pongamos en:NUM. Para activar, por ejemplo, las salidas 1 y 8 se escribirá el comando: SALIDA 129 ESPERA número El programa se estera el tiempo especificado en número (fracciones de 1/60 segundos) VE? Devuelve un número decimal que indica qué entradas digitales están activadas. Por ejemplo, si ejecutamos la primitiva y esta devuelve 129, las entradas digitales 1 y 8 tienen valor 1. SD entrada Devuelve el valor del sensor digital expresado en:entrada (1, 2, 3, ... , 8), 1 si la entrada está activa o 0 en caso contrario.
  29. 29. COMANDOS MSWLOGO COMANDO ACCIÓN SINTAXIS HAZ Asigna un valor a una variable HAZ “nombre valor SI Evalúa la condición. Si es verdadera ejecuta las instrucciones, si es falsa no SI (condición) [lista de instrucciones] SISINO Igual que la anterior pero si la condición es correcta ejecuta la lista 1 y si no la lista 2. SISINO (condición) [lista de instrucciones1] [lista de instrucciones2] REPITE Repite la acción el número de veces determinado REPITE número [acción] DESDE MIENTRAS Repite la lista de instrucciones tanta veces como se de la condición. Si la condición expresada no se cumple no se ejecutan las instrucciones ni una sola vez. MIENTRAS [condicion] [instrucciones] DEVUELVE Finaliza la ejecución del procedimiento, si es una función además devuelve el valor resultante de la misma. DEVUELVE Valor PARADA Termina el procedimiento en ese punto.
  30. 30. DIAGRAMAS DE FLUJO Son diagramas que facilitan la labor de programación y en los que podemos ver gráficamente cada paso y acción que queremos que realice un programa. INICIO/FIN DECISIÓN PROCEDIMIENTO COMIENZA BUCLE FIN BUCLE

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