Automatisme i robòtica

444 views

Published on

Tema esquematitzat

  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

Automatisme i robòtica

  1. 1. Robòtica Robots i manipuladors Cadena de muntatge. A l’entorn industrial, els robots i els manipuladors, formen part d’una cadena de producció, de manera que sempre treballen coordinadament amb altres màquines per dur a terme un procés de fabricació. La implantació de la robòtica en la indústria, juntament amb l’automàtica i les tecnologies de la informació i la comunicació, permet obtenir productes de millor qualitat, uniformitat, i de cost inferior, ara bé comporta la reducció dels llocs de treball de menor qualificació especialment en les cadenes de producció en sèrie. Per altra banda demana llocs de treball de major qualificació i formats en aquesta tecnologia pluridisciplinar. Els manipuladors són braços articulats amb diferents possibilitats de moviment de caràcter seqüencial que no permeten la combinació simultània de moviments. Per al control dels seus moviments s’utilitzen sistemes programables senzills. Representen el primer estadi de la robòtica i s’utilitzen bàsicament en operacions de càrrega i descàrrega de peces en les màquines.
  2. 2. Robòtica Robots i manipuladors L’evolució del manipulador per esdevenir un robot industrial capaç de generar trajectòries complicades ha estat possible per la incorporació d’ordinadors per al control dels seus moviments i optimització de les trajectòries, juntament amb el desenvolupament de sensors i tècniques de programació més avançades. Això ha permès ampliar el seu grau d’aplicabilitat a la soldadura, la pintura, l’engalzatge i el muntatge entre d’altres. Robot de soldadura. Els manipuladors i els robots són màquines programables que poden realitzar tasques repetitives amb més rapidesa i més precisió, reduint els costos de fabricació.
  3. 3. Robòtica Robots i manipuladors Els robots poden ser destinats a la producció, a l’assistència i a l’exploració. Poden substituir les persones en els treballs repetitius, en els que el cansament i l’avorriment poden disminuir l’eficàcia. També poden realitzar operacions perilloses per a les persones com el pintat amb aerosol, la manipulació de compostos tòxics, la desactivació d’explosius. En tasques d’assistència que requereixen molta precisió, els robots també tenen el seu lloc: cirurgia i implantació de pròtesis. I en el camp de l’exploració dels fons marins, la superfície lunar o altres entorns agressius. Es pot definir la robòtica com el conjunt de coneixements que permeten dissenyar, realitzar i controlar equips basats en estructures mecàniques poliarticulades, amb un certa capacitat d’aprenentatge destinats a la producció industrial i a la substitució del treball humà en tasques diverses. Els robots i els manipuladors es componen de diferents parts: Sensors Actuadors ors Equip de control Part mecànica
  4. 4. Robòtica Robots i manipuladors Arquitectura d’un robot industrial L’arquitectura dels robots i manipuladors es refereix a les formes constructives i a les seves capacitats de moviment o mobilitat. Tot i que hi ha moltes formes ens referirem només als braços poliarticulats clàssics. Aquests tenen una base fixa i una cadena de membres o barres unides a partir d’enllaços anomenats parells cinemàtics, que acaben en un extrem amb un element terminal. L’element terminal és l’eina o dispositiu que es troba a l’extrem de l’estructura a fi de realitzar la tasca que tingui encomanada el robot. El tipus d’enllaç o parell cinemàtic determina el moviment que es pot fer entre els dos membres o barres d’un mecanisme. Cada moviment independent d’una barra o membre respecte de l’altre origina el que en diem un grau de llibertat. Els parells cinemàtics més importants són el parell de revolució, el parell prismàtic, el parell cilíndric, el parell helicoïdal, el parell esfèric i el parell pla. Robot amb una estructura de braç poliarticulat.
  5. 5. Robòtica Robots i manipuladors - El parell de revolució o articulació, és el més comú de tots. En aquest enllaç, una barra pot únicament girar respecte de l’altra, com és el cas d’una frontissa que permet que una porta giri respecte del bastiment o les dues parts d’unes alicates. Per tant, té un grau de llibertat. - En el parell prismàtic o de guia-corredora, una barra pot lliscar respecte de l’altra sense girar, en un únic moviment guiat, com el carro d’una impressora de tinta. També proporciona un únic grau de llibertat - El parell cilíndric permet dos moviments independents, un de giratori i un altra lliscant. Llavors té dos graus de llibertat. - El parell helicoïdal o de rosca, permet el moviment de gir i el de desplaçament al mateix temps, però lligat l’un a l’altre. Té un únic grau de llibertat, ja que el moviment de rotació no és independent del de translació. - El parell esfèric o ròtula esfèrica és el que permet tres girs en les tres dimensions sense desplaçaments, com la bola d’un remolc. Aleshores té tres graus de llibertat. Finalment, en el parell pla una barra o membre pot moure’s en dues direccions i girar respecte de l’altre. S’utilitza poc ja que l’enllaç no queda garantit. Tipus de parell o enllaç Graus de llibertat De revolució o articulació 1 Prismàtic 1 Cilíndric 2 Helicoïdal 1 Esfèric 3 Pla 3
  6. 6. Robòtica Robots i manipuladors P ris m à tic D e re v o lu c ió o a rtic u la c ió P ris m à tic C ilín d ric E s fè ric o rò tu la e s fè ric a P la H e lic o ïd a l o d e ro s c a G u ie s c o rre d o re s P a re lls c in e m à tic s Enllaços o parells cinemàtics
  7. 7. Robòtica Robots i manipuladors La combinació adequada dels parells permet organitzar els moviments dels robots i en determina la mobilitat i el grau de llibertat total del robot. Per això es construeixen diferents estructures, segons les necessitats. Les quatre estructures bàsiques dels robots són: - El robot amb estructura cartesiana, on l’element terminal es pot moure linealment en tres eixos, gràcies a tres guies corredores. L’espai de treball de l’element terminal serà un volum paral·lelepipèdic. - El robot amb estructura cilíndrica, el qual substitueix el moviment lineal sobre la base per un moviment giratori, aleshores disposa d’una articulació i dues guies corredores. L’espai de treball de l’element terminal serà un volum cilíndric. - El robot amb estructura polar, que té dos moviments giratoris i un de lineal, amb un parell d’articulacions i una guia-corredora. - El robot amb estructura angular, que té tres moviments giratoris, amb tres articulacions. És el més versàtil atès que el seu espai de treball és el més ampli. Aquestes estructures presenten tres graus de llibertat, a les que s’ha d’afegir els graus de l’element terminal. Amb tres graus de llibertat es pot posicionar l’element terminal en qualsevol lloc del volum de treball. Per a que aquest pugui accedir a un objecte des de qualsevol punt haurà d’aportar tres graus més, és a dir el robot tindrà sis en total.
  8. 8. Robòtica Robots i manipuladors C a r te s ia n a C ilín d r ic a P o la r A n g u la r L’element terminal d’un robot és el que interacciona amb l’element sobre el que està realitzant una acció. Poden ser de dos tipus: subjectadors i eines. Els subjectadors són per a subjectar objectes per transportar-los, carregar màquines, o descarregar- les. Les eines de treball poden ser diverses segons la funció a que es dediqui: soldadura, pintura, mecanitzat, muntatge, etc.
  9. 9. Robòtica Robots i manipuladors Actuadors La força motriu per aconseguir el moviment de cada articulació pot provenir d’actuadors elèctrics, pneumàtics o hidràulics. En el cas dels elèctrics es tracta de motors, dels quals se n’empren de diferents tipus: motors pas a pas, motors de corrent continu, sense escombretes (més coneguts com tipus brushless). Els servomotors són motors que incorporen una caixa reductora i un sistema de control de posicionament digital. Aquests tenen tres fils, dos per a l’alimentació i un tercer per rebre els polsos de control que van al sistema electrònic intern. La durada dels polsos determina la posició en què ha de quedar l’eix de sortida. Servomotor En el cas dels actuadors pneumàtics i hidràulics es tracta bàsicament de cilindres moguts per aire comprimit o per oli a pressió.
  10. 10. Robòtica Robots i manipuladors Sensors Un dels principals problemes dels robots és poder controlar el posicionament de cada un dels elements de l’estructura per aconseguir la màxima precisió en les coordenades d’una trajectòria i de la posició final. Per això cal que cada una de les articulacions incorpori un sistema de sensor de posició que informi a l’equip de control de quina és la situació. Aquests poden estar integrats a l’interior d’un servomotor, o situats en un dels elements mòbils. Normalment són codificadors òptics, els quals disposen d’un disc perforat solidari a l’eix en moviment. Les perforacions són per deixar passar un feix de llum infraroja que emet un emissor, i ser rebuda per un detector, de manera que comptant les transicions a partir de les interrupcions de la llum, es pot saber el gir obtingut. N’hi ha per mesurar posicions angulars i per desplaçaments lineals. Codificador de posició òptic
  11. 11. Robòtica Robots i manipuladors La mesura de distàncies de manera simple es realitza amb llum laser o amb ultrasons. Amb la incorporació de la visió artificial és possible la mesura de distàncies i la identificació d’objectes. La visió artificial és una de les prestacions dels robots que requereixen sensors de captació d’imatge per a ser tractada posteriorment per l’equip de control. Aquests sensors solen ser del tipus CCD que passen les dades al programari de control per analitzar la imatge i reaccionar segons l’algorisme implementat. Els detectors de presència permeten informar a l’equip de control de la detecció d’un objecte en un punt determinat i fins i tot saber-ne el tipus de material amb què està fet. Els que no distingeixen el material estan els clàssics detector mecànics per contacte físic, i els detectors òptics, amb feix de llum infraroja, ja sigui per reflexió o per interrupció. Entre els que detecten segons el tipus de material, hi ha els detectors magnètics i els detectors capacitius. Els detectors magnètics detecten objectes de metalls ferromagnètics, i els capacitius detecten els materials no metàl·lics. Símbols de detectors fotoelèctric inductiu capacitiu Els robots poden incorporar sensors de mesura de la velocitat i de l’acceleració, de mesura de forces i de parells, detectors de presència per a diferents tipus de materials, sensors tàctils, sensors de pressió, etc.
  12. 12. Robòtica Robots i manipuladors Control i programació de robots Per al control dels moviments i operacions que ha de realitzar el robot l’equip de control funciona com un sistema de control amb lògica programable, en control de llaç tancat, i amb unes prestacions de memòria i rapidesa especialment notables. El programa de control té la clau de la operativitat i governabilitat de la màquina. Cal destacar que el sistema ha de controlar el moviment de totes les articulacions per aconseguir posicionaments molt exactes, per tant, el sistema de control ha de ser en llaç tancat en cada una d’elles. Segons la forma de control hi ha dos sistemes que defineixen com ha de moure’s el robot. El sistema de trajectòria punt a punt, el sistema de control només disposa de la informació de les coordenades del punt inicial i del punt final. La trajectòria d’un punt a l’altre pot realitzar-se per moviments successius de les articulacions o bé cercant el camí més curt. S’empra en El sistema de trajectòria continua el control ha d’aconseguir que la trajectòria seguida passi per un conjunt de coordenades prèviament establertes per tal de seguir un determinat perfil o forma o per evitar possibles obstacles. En aquest cas totes les articulacions poden estar en moviment simultàniament.
  13. 13. Robòtica Robots i manipuladors Hi ha dues tècniques bàsiques per a la programació d’un robot: - La programació per guiatge consisteix a “ensenyar” al robot el camí i la seqüència d’accions que ha de realitzar fent-li recórrer la trajectòria manualment emprant un terminal de comandament o bé movent directament les articulacions del manipulador. A mesura que es desplaça va memoritzant les coordenades i les accions que està realitzant. Aquest sistema té l’avantatge que pot ser programat molt fàcilment, ara bé presenta limitacions pel que fa a l’optimització de trajectòries. - La programació amb llenguatge a nivell de robot consisteix a definir la seqüència de treball amb passos de programa en els que se li indica els moviments que ha de fer i se li informa de l’entorn (obstacles). Els llenguatges emprats poden ser genèrics d’alt nivell com el BASIC, el C o el LOGO però amb llibreries específiques adaptades al robot per facilitar la tasca de programació. També hi ha multitud llenguatges específics per a cada model de robot, un dels més antics és el VAL de l’empresa Unimation.
  14. 14. Robòtica Robots i manipuladors Les màquines eina. Introducció al control numèric Les anomenades màquina-eina amb control numèric són màquines que realitzen operacions de mecanitzat per a la fabricació de peces de forma automàtica a partir d’un programa emmagatzemat a la memòria de l’ordinador que controla les seves funcions. Les més bàsiques, són el torn i la fresadora, les quals al ser controlades per ordinador es diu que són del tipus CNC (Computer Numerical Controlled). Aquestes màquines tenen la mateixa estructura de funcionament que un robot: elements mecànics, actuadors, sensors, elements de comandament i de visualització, i l’equip de control. Els motors mouen els plats de subjecció i les eines, amb una precisió altíssima, i poden canviar l’eina automàticament. Els sensors del sistema permeten que el programa de control verifiqui que tot és correcte per al funcionament de la màquina i per assegurar que les mides del disseny previst són les que tindrà la peça mecanitzada.
  15. 15. Robòtica Robots i manipuladors Per a que una màquina CNC executi la mecanització d’una peça en primer lloc cal dissenyar la peça amb un sistema de CAD i després generar el fitxer de mecanització per a la màquina-eina corresponent. Aquest sistema de fabricació combinat rep el nom de CAM (Computer Aided Manufacturing) fabricació assistida per ordinador. El fitxer de mecanització conté tot un conjunt d’odres específiques per a moure la taula i la eina a posicions determinades i a la velocitat més indicada per la operació a realitzar. Aquestes ordres estan normalitzades sota un estàndard de normativa ISO. Abans de procedir a la execució de la peça és possible realitzar una simulació en pantalla del procés de treball.
  16. 16. Robòtica Robots i manipuladors L’equip de control Perquè l’ordinador es comuniqui amb l’equip de control extern disposa dels ports, o llocs que en l’ordinador reben i lliuren informació en forma de senyals elèctrics digitals. Hi ha diferents tipus de ports que són accessibles des de l’exterior de l’ordinador: el port paral·lel (LPT) o port d’impressora, el port de comunicacions (COM) o port sèrie i el port USB (Universal Serial Bus).
  17. 17. Robòtica Robots i manipuladors Un equip per a la mesura i el control amb ordinador. L’equip Sadex En aquest equip, l’ordinador és qui aporta el processador d’ordres del programa de control i l’equip simplement adequa els senyals elèctrics d’entrada i de sortida per a ser compatibles amb l’ordinador i amb l’exterior. Cal complementar-lo amb hardware i software addicionals. Per poder comandar dispositius de sortida i rebre informació de dispositius d’entrada cal afegir circuits electrònics intermediaris que en permetin la connexió a l’exterior, és el que s’anomena interfície electrònica de control.
  18. 18. Robòtica Robots i manipuladors La interfície disposa d’una base que es comunica amb l’ordinador a través d’un port de comunicacions (COM). La base està preparada per ser configurada amb diferents mòduls segons les necessitats de la maqueta a controlar. Uns mòduls són per a realitzar el control d’automatismes: sortides binàries, entrades binàries, relés, motors. També porta un conjunt de sensors de mesura de magnituds com: temperatura, intensitat de llum, freqüència de gir, pressió, etcètera. També es poden emprar en l’àmbit del control. L’escriptura de l’algorisme de control es fa amb un programa resident a l’ordinador: el programari Control Sadex. Disposa de totes les eines per gestionar un projecte: llibreria de components per definir-ne la seva composició, eines per dissenyar el programa de control, un entorn de simulació virtual i la connexió directa amb la interfície externa per executar el programa amb interacció amb la maqueta real.
  19. 19. Robòtica Robots i manipuladors La complexitat de la programació requereix una planificació sistemàtica: el procés tecnològic. Abans de començar a escriure un programa cal fer una anàlisi prèvia dels requeriments de l’aplicació i del recursos disponibles. Aleshores s’ha d’elaborar l’algorisme de control, és a dir la forma de resoldre l’automatisme emprant seqüències de passos de programa preveient totes les situacions en que es pugui trobar el sistema. La resolució de l’algorisme és independent del llenguatge que s’utilitzarà per escriure el programa. Per això s’utilitzen sistemes de representació gràfica com els diagrames de flux o els diagrames d’estat, que faciliten el seguiment de l’algorisme, la posterior escriptura i la verificació del programa. Vegeu l’exemple de representació de l’algorisme d’un semàfor simple que va repetint indefinidament la seqüència verd-ambre-vermell. Aquests diagrames s’han d’anar detallant en passos successius fins arribar al detall de les instruccions d’un llenguatge concret. Per passar l’algorisme a instruccions cal posar en marxa el programari, definir quins elements d’entrada i quins elements de sortida configuren el nostre projecte, passar l’algorisme a les instruccions del programa. A continuació cal verificar que l’algorisme és correcte a través de la simulació virtual. Quan en la simulació es verifica que el programa respon adequadament a les diferents situacions que hem previst en l’automatisme, ja es pot passar a la fase de connectar amb la interfície Sadex i posar en marxa tot el sistema. Apagar vermell Activar verd Esperar temps de verd Apagar verd Activar ambre Esperar temps d'ambre Apagar ambre Activar vermell Esperar temps de vermell Inici Diagrama de flux d’un semàfor
  20. 20. Robòtica Robots i manipuladors Pantalles de programació amb Control Sadex Disseny Codificació Simulació
  21. 21. Robòtica Robots i manipuladors L’autòmat programable Un autòmat programable és un equip electrònic, programable amb llenguatges específics, dissenyat per controlar processos industrials.
  22. 22. Robòtica Robots i manipuladors De fet un autòmat és un petit ordinador orientat al control industrial que es compon dels elements imprescindibles d’un sistema informàtic: processador, memòria, unitat d’entrades, unitat de sortides, ports de comunicació. El seu ús ha permès de simplificar els circuits de control que requereixen components que s’han de connectar entre ells: temporitzadors, relès, comptadors, etc., ha reduït el volum de l’automatisme a més d’aportar una gran flexibilitat en la seva aplicació pel fet de ser programable. Un mateix autòmat pot usar-se en màquines i processos absolutament diferents, només cal adaptar els elements externs i elaborar el programa. La major part d’autòmats no disposen ni de teclat, ni de pantalla, ni d’unitats de disc. Els autòmats una vegada programats i integrats en un sistema de control actuen autònomament ja que disposen d’un processador d’ordres. Quan cal verificar el seu funcionament o canviar el programa s’hi connecta una consola de programació o un ordinador. El programa que ha d’executar queda emmagatzemat en una memòria permanent (ROM, EPROM, EEPROM, Flash) per a que no es perdi en cas de quedar-se sense alimentació elèctrica.
  23. 23. Robòtica Robots i manipuladors Els autòmats tenen tres unitats bàsiques: - La unitat central de procés, que conté el processador i la memòria. Té la funció d’executar el programa emmagatzemat a la seva memòria. - La unitat d’entrades s’encarrega de rebre la informació dels sensors i detectors i lliurar-la a la unitat central de procés. - La unitat de sortides rep els senyals de la unitat central de procés i les adequa als dispositius de sortida. El processador és capaç d’interpretar les instruccions que determinen les accions a realitzar, internament o externa, en funció de l’estat de les entrades i de les variables internes. El processador ha de llegir les instruccions a la memòria i executar- les seqüencialment, és a dir una darrera l’altra. Això vol dir que la lectura i execució de tot un programa necessita un temps: el temps d’execució o de cicle (scan time). En acabar la última instrucció torna a executar la primera, és a dir, treballa cíclicament i a una velocitat molt gran.
  24. 24. Robòtica Robots i manipuladors Els llenguatges de programació dels autòmats estan orientats al control i, per tant, són específics per aquests equips. Cada fabricant indica per cada un dels seus autòmats amb quins llenguatges es poden programar i el repertori d’instruccions. Els tres llenguatges més emprats són: - Booleà o llista d’instruccions. - Diagrama de contactes (Ladder diagram) - Blocs funcionals o logigrama El Booleà es tracta d’un llenguatge similar als de programar en ordinadors. Els altres dos es basen en sistemes gràfics, el de diagrama de contactes es representen els circuits de les entrades com contactes oberts o tancats i l’acció que desencadenen, i en els blocs funcionals s’estableixen les relacions lògiques en un logigrama. L’escriptura del programa es pot fer des de la consola de programació connectada al autòmat, o bé en un ordinador i en acabar es transfereix a través d’algun port. Abans però es pot realitzar la simulació virtual del programa.
  25. 25. Robòtica Robots i manipuladors En la programació dels autòmats, la metodologia proporciona eines que sistematitzen les idees i la seva implementació. Hi ha un sistema gràfic especialment desenvolupat per programar en autòmats, es tracta del GRAFCET (Graphe de Comande Etape Transition). En un GRAFCET es representen seqüencialment les etapes per les que ha de passar un automatisme (rectangles) i les transicions entre etapes (línies d’unió entre etapes).
  26. 26. Robòtica Robots i manipuladors Exemple d’autòmat programable: Zelio Zelio és el nom d’una gamma d’autòmats de l’empresa Schneider Electric pensats per a petites aplicacions que es programa amb molta facilitat. D’aquí que en els centres educatius hi hagi un entrenador didàctic basat en el model SR1-B121BD. Les prestacions d’aquest autòmat són: - 6 entrades binàries - 2 entrades duals: analògiques o binàries - 4 sortides a relé - Rellotge intern - Temporitzadors - Comptadors - Pantalla i teclat integrats en la unitat - Port de comunicacions per connectar-se amb l’ordinador
  27. 27. Robòtica Robots i manipuladors En aquest moment la gamma de Zelio s’ha actualitzat a la versió 2 amb noves i millors prestacions. Per a l’escriptura o modificació d’un programa, l’autòmat disposa d’un teclat i una petita pantalla totalment autònom. Aquest sistema va bé per entrar programes curts però resulta molt pesat per programes llargs, per això es fa amb el programari Zelio-soft que l’acompanya. Amb aquest s’elabora el programa de control i se’n pot fer la simulació per verificar el seu funcionament i poder-lo millorar. Després es transfereix a l’autòmat a través de la connexió amb el port de comunicacions. L’autòmat emmagatzema el programa a la seva memòria no volàtil, és a dir que s’hi manté encara que es quedi sense alimentació externa.
  28. 28. Robòtica Robots i manipuladors Els circuits integrats programables PIC Els PIC (Peripheral Interface Controller) són xips electrònics que incorporen un processador, memòria, entrades i sortides per comunicar-se amb l’exterior i altres funcionalitats molt interessants. Això li dóna una gran potència per a ser emprats en l’automatització de molts dispositius a un preu extraordinàriament baix. Actualment ja hi ha milions de circuits d’aquest tipus que formen part de molts aparells i màquines. Uns tipus de PIC molt pràctics són els de la gamma Picaxe ja que incorporen el llenguatge de programació (BASIC) i resulten molt fàcils de programar.
  29. 29. Robòtica Robots i manipuladors Un esquema en blocs simplificat dels Picaxe és la següent: Processador Memòria ROM Memòria Flash Unitat d’entrades Unitat de sortides Entrades digitals Entrades analògiques Memòria RAM Port COM Unitat d’alimentació 5 V
  30. 30. Robòtica Robots i manipuladors Disposa d’un processador d’ordres, el veritable cervell del sistema, de diferents tipus de memòria, de la unitat d’entrades, tan digitals com analògiques, d’una unitat de sortides i d’un port de comunicacions. Per a què són necessaris tres tipus de memòria?. La memòria ROM la grava el fabricant amb l’intèrpret del llenguatge de programació. La memòria Flash és on queden guardats els programes de control que l’usuari hi envia. El fet de ser del tipus Flash la informació hi queda resident encara que desaparegui la tensió d’alimentació. Per tant un xip PICAXE una vegada programat pot executar el programa sense haver d’estar connectat permanentment a l’ordinador. La memòria RAM és necessària per a que el processador realitzi les seves operacions. El port de comunicacions permet la connexió del PIC amb l’ordinador i fer-hi la transferència del programa elaborat a l’ordinador. La unitat d’entrades gestiona la entrada de dades segons siguin digitals o analògiques. Habitualment en la gamma PICAXE hi ha entrades que poden actuar com a binàries o com a digitals, segons s’hagi programat.
  31. 31. Robòtica Robots i manipuladors El xip funciona amb una alimentació de 5 V, tensió que cal respectar per al seu funcionament correcte i, sobretot, no s’ha de superar per evitar que es malmeti. De la mateixa manera és important no invertir la polaritat. Les entrades i les sortides externes treballen, doncs, amb senyals referides a aquesta tensió. El xip Picaxe més senzill, però no per això menys potent, és el PICAXE-08M que té només vuit potes i disposa de les prestacions següents: - 80 línies de programa (256 bytes) - 5 potes per a entrades i/o sortides, repartides de la forma següent: -1 a 4 entrades (3 entrades analògiques màxim) o - 1 a 4 sortides (1 sortida pot generar polsos modulats en amplada i generar tons musicals) - Pot llegir i enviar senyals de comandament amb infraroig. El nombre total de línies d’entrada/sortida és de 5. Per tant, una opció possible seria disposar de quatre entrades i una sola sortida. Fixeu-vos que cada pota pot realitzar diverses funcions, però no totes alhora:
  32. 32. Robòtica Robots i manipuladors Pota Nomenclatura Funció 1 +V Entrada positiu alimentació 2 Serial In Entrada port comunicacions 3 In 4 / Out 4 / ADC 4 Entrada 4 / Sortida 4 / Entrada analògica 4 4 Input 3 / Infrain Entrada 3 / Entrada infraroig 5 In 2 / Out 2 / ADC 2 / pwm / tune Entrada 2 / Sortida 2 / Entrada analògica 2 / Sortida de polsos modulats / Sortida tons musicals 6 In 1 / Out 1 / ADC 1 Entrada 1 / Sortida 1 / Entrada analògica 1 7 Out 0 / Serial Out / Infraout Entrada 0 / Sortida port comunicacions / Entrada senyals infraroig 8 0V Zero volts
  33. 33. Robòtica Robots i manipuladors Una de les plaques que el fabricant ofereix per iniciar-se en els PICS és el model AXE092. L’esquema elèctric d’aquesta placa permet veure la senzillesa del circuit annex per muntar una aplicació.
  34. 34. Robòtica Robots i manipuladors Programació Per a la programació es disposa d’un únic programari, senzill i molt intuïtiu, per a tota la gamma de xips. El qual està en molts idiomes. La instal·lació és única i una vegada instal·lat es pot canviar l’idioma, al menú View, opció Options. En aquest mateix quadre de diàleg es tria el model de PICAXE amb el que treballarem.
  35. 35. Robòtica Robots i manipuladors L’escriptura del programa de control, es pot fer amb l’editor de diagrames de flux o amb llenguatge de programació BASIC: El diagrama de flux es pot convertir automàticament a la llista d’instruccions en BASIC, però no a l’inrevés. La conversió es fa a l’opció Convertir Organigrama a BASIC, al Menú PICAXE.
  36. 36. Robòtica Robots i manipuladors Per iniciar un diagrama de flux, cal escollir l’opció Nuevo Organigrama, al submenú Nuevo del menú Archivo. A partir d’aquest moment es disposa de la barra d’icones per a construir el diagrama de flux. Al fer clic a la icona de sortides, out, apareixen tot un conjunt de noves icones per al control de les sortides:
  37. 37. Robòtica Robots i manipuladors En el cas de les temporitzacions, apareixen les icones següents: Els paràmetres, com el relatiu al número de sortida o al temps d’una temporització, cal introduir-los a la part inferior de la finestra després d’haver incorporat l’acció a l’organigrama i fer clic al damunt del símbol.
  38. 38. Robòtica Robots i manipuladors Simulació La simulació s’atura fent un clic amb el botó esquerre del ratolí a qualsevol part de la finestra. Per verificar el funcionament correcte l’editor disposa d’un simulador per avaluar el funcionament del programa de control, tant en l’opció de diagrama de flux com en la programació literal. L’execució de la simulació verifica també que totes les connexions de l’organigrama i la sintaxi del programa sigui correcta. Per a la verificació apareix un panell per seguir el procés del programa i alhora indica sobre l’organigrama o el programa BASIC, quin punt està verificant, en color vermell. En el panell apareixen les vuit potes del xip i el seu estat.
  39. 39. Robòtica Robots i manipuladors Per tenir una visió més real de la simulació, el programa ofereix l’opció de mostrar les seves plaques d’experimentació amb les sortides monitoritzades amb LED i les entrades amb polsadors virtuals. S’activa a l’opció Organigrama/Product Sims/School Experimenter/AXE092/School Experimenter. Els efectes es veuen a l’hora de posar en marxa la simulació. Si el programa funciona correctament es pot convertir a llista d’ordres BASIC, amb l’opció corresponent.
  40. 40. Robòtica Robots i manipuladors Transferència del programa al xip La transferència del programa al xip es realitza a través del cable de connexió USB o del port COM, al xip, el qual rep la informació a la pota 2 a través d’un connector tipus jack incorporat a la placa d’experimentació. Recordeu que el circuit ha d’estar alimentat!
  41. 41. Robòtica Robots i manipuladors En el programa editor, en primer lloc cal escollir el port on està connectat el cable, a través del quadre de diàleg que s’obre amb l’opció Opciones..., del menú Ver.
  42. 42. Robòtica Robots i manipuladors En la pantalla d’edició del diagrama de flux o de la finestra de BASIC, cal fer clic a la icona de transferència del programa, i si la comunicació és correcta apareixerà una finestra amb la indicació de la descàrrega del programa. En acabar mostra un missatge de transferència correcta, i amb la quantitat de memòria que ocupa el programa transferit. Aquest mateix programa el podríem anar transferint tantes vegades com fes falta per programar diferents circuits. A partir d’aquest moment el circuit ja es pot desconnectar de l’ordinador i funcionarà de forma autònoma amb el programa que s’ha incorporat a la seva memòria Flash.

×