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CONTROL DE UN VEHICULO TERRESTRE POR RADIOFRECUNCIA 1
RESIDENCIA PROFESIONAL
CARRERA
INGENIERÍA ELECTROMECÁNICA
PROYECTO
CONTROL DE UN VEHÍCULO
TERRESTRE POR RADIOFRECUENCIA
EMPRESA
INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR
DE SAN ANDRÈS TUXTLA
RESIDENTE
ELÍAS ALVARADO HERNÁNDEZ
ASESOR EXTERNO
ING. COSME HERNÁNDEZ LINARES
ASESOR INTERNO
MC. ROBERTO VALENCIA BENITEZ
PERIODO
AGOSTO 2012 – DICIEMBRE 2012
INSTITUTO TECNOLÓGICO
SUPERIOR DE SAN ANDRÉS TUXTLA
CONTROL DE UN VEHICULO TERRESTRE POR RADIOFRECUNCIA 2
ÍNDICE
CAPÍTULO I: GENERALIDADES
1.1. Introducción 6
1.2. Justificación 7
1.3. Objetivos 8
1.4. Caracterización del área en la que participó 8
1.5. Problemas a resolver, con su respectiva priorización 9
1.6. Alcances y limitaciones 11
CAPÍTULO II: FUNDAMENTO TEÓRICO
2.1 Fundamento teórico 13
2.2 Microcontroladores 13
2.3 Componentes de los microcontroladores 13
2.4 Algunas aplicaciones de los microcontroladores 14
2.5 Clasificación de los microcontroladores 15
2.5.1 Según la longitud del bus de datos 15
2.5.2 Según sus recursos 15
2.5.3 Según el set de instrucciones 15
2.5.4 Según su arquitectura interna 16
2.5.5 Según el fabricante 16
2.6 Radiofrecuencia 18
2.7 Clasificación 19
2.8 Módulos de radiofrecuencia 21
2.9 Servomotores 22
2.10 Conexión externa del servo 22
2.11 Selección de los materiales para el proyecto 23
2.11.1 Microcontrolador avr 23
2.11.2 Características generales de la placa arduino uno 24
2.11.3 Características generales de la placa arduino mega 26
2.11.4 Escudo para XBee 28
2.11.5 Módulos de transmisión y recepción con tecnología digi. 29
2.12 Circuito básico para el XBee 31
ii
CONTROL DE UN VEHICULO TERRESTRE POR RADIOFRECUNCIA 3
2.13 Modo de operación para los XBee 32
2.13.1 Modo recibir / transmitir 33
2.13.2 Modo de bajo consumo (sleep mode) 33
2.13.3 Modo de comando 33
2.13.4 Modo trasparente 34
2.13.5 Modo de operación api 34
2.14 Configuración del modulo xbee 36
2.14.1 Punto a punto 36
2.14.2 Punto a multipunto 37
2.14.3 Broadcast 37
2.14.4 Cable virtual i/0 37
2.15 Antenas para xbee 40
2.16 Concepto de robótica 42
2.17 Tipos de robots 42
2.18 Modulación por ancho de pulso 43
2.19 Visual Basic 43
CAPÍTULO III PROCEDIMIENTO Y DESCRIPCIÓN DE LAS
ACTIVIDADES REALIZADAS
46
3.1 Desarrollo del hardware 47
3.1.1 Características del vehículo 48
3.2 Etapa de potencia 49
3.3 Desarrollo del software de control 49
3.4 Instalación de los módulos RF 54
3.5 Instalación de la cámara 54
3.6 Instalación del griper 56
3.7 Diseño de la interfaz grafica de usuario 56
iii
CONTROL DE UN VEHICULO TERRESTRE POR RADIOFRECUNCIA 4
CAPÍTULO IV RESULTADOS Y CONCLUSIONES
4.1 Vehículo terrestre a escala 63
4.2 Planos 63
4.3 Programas 63
4.4 Conclusiones 63
4.5 Recomendaciones 64
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
65
ANEXO 66
iv
CONTROL DE UN VEHICULO TERRESTRE POR RADIOFRECUNCIA 5
CAPÍTULO I
GENERALIDADES
CONTROL DE UN VEHICULO TERRESTRE POR RADIOFRECUNCIA 6
1.1 Introducción
El presente proyecto aborda dos temas importantes: control y radiofrecuencia, con
los que al interactuar se logra la comunicación entre hombre y maquina haciendo
uso de microcontroladores, software de programación, actuadores electrónicos y
sistemas de radiofrecuencia.
Por un lado el control en esta área aplica la integración de tecnologías de
vanguardia que son utilizadas en el campo de la automatización y el control
automático industrial, las cuales son complementadas con disciplinas paralelas a
áreas tales como los sistemas de control y supervisión de datos, el control de
procesos y las redes de comunicación industrial.
Por otra parte la radiofrecuencia hace posible las telecomunicaciones
favoreciendo la transferencia de video, voz y datos entre otras, dependiendo del
área de especialización, como los servicios de emergencia, la radio digital tanto
en el ámbito civil como militar y la radionavegación.
Este proyecto se enfoca principalmente al control de un dispositivo
electromecánico mediante la trasferencia de datos vía inalámbrica con lo que se
hace posible la ejecución de los movimientos de un brazo robótico, el avance y
retroceso del móvil y la trasferencia de imágenes desde una pc portátil.
CONTROL DE UN VEHICULO TERRESTRE POR RADIOFRECUNCIA 7
1.2 Justificación
Un trabajo en conjunto conlleva a obtener mayores y mejores resultados, es por
ello que catedrático, escuela y alumno dirige, apoya e investiga respectivamente
un sistema de control inalámbrico donde se fusionan elementos de software,
electrónicos y actuadores que integrados formaran un dispositivo electromecánico
capaz de realizar acciones básicas de manipulación y transporte, además, los
elementos utilizados para elaborar el proyecto serán ejemplo de herramientas
para mejorar la impartición de cátedra generando clases más interactivas y
dinámicas.
El uso de este material contribuirá en el desarrollo de clases en materias de la
especialidad de la carrera de Ingeniería Electromecánica tales como: ingeniería
de control, sensores, procesadores y dispositivos regulados, así también se
puede aplicar a materias de interfaces de la carrera de Ingeniería en Sistemas
Computacionales y en la materia de sistemas electrónicos para informática de la
carrera de Licenciatura en Informática, todo ello para ofrecer una educación de
mayor calidad para los estudiantes.
Otra de las razones de la presente investigación es acercar a los estudiantes y
personal interesado los conocimientos de las nuevas tecnologías de control y de
las comunicaciones inalámbricas que cada día se perfeccionan más y a su vez
son mas utilizadas en diferentes ámbitos de las actividades sociales, entre ellos,
el control en los procesos industriales. Esta última parte es de vital importancia ya
que el dominio de estos conocimientos favorecerá al estudiante a contribuir en la
automatización y optimización de los procesos industriales en el ámbito laboral del
futuro egresado.
CONTROL DE UN VEHICULO TERRESTRE POR RADIOFRECUNCIA 8
1.3 OBJETIVOS
General:
Diseñar y desarrollar el sistema de control de un vehículo terrestre, con la
finalidad de controlar sus movimientos y la trasferencia de información hacia una
PC mediante un sistema de radiofrecuencia.
Específicos:
Instalar en el vehículo terrestre, los motores eléctricos, los sensores y la
electrónica necesaria que permitirán controlar sus movimientos mediante una
PC portátil.
Instalar en el vehículo terrestre, un sistema de radiofrecuencia que controlará
la transferencia de información vía inalámbrica.
Instalar en el vehículo terrestre, una cámara inalámbrica y establecer la
comunicación vía software con una PC portátil.
Instalar sobre el vehículo terrestre y configurar mediante software, un griper
mecánico que permitirá la sujeción de objetos.
1.4 CARACTERIZACIÓN DEL ÁREA EN LA QUE PARTICIPÓ
Con el objeto de participar en proyectos de investigación, desarrollo e integración
de elementos tecnológicos, el presente proyecto de residencia profesional se
integra en la categoría de INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO.
CONTROL DE UN VEHICULO TERRESTRE POR RADIOFRECUNCIA 9
1.5 PROBLEMAS A RESOLVER CON SU RESPECTIVA PRIORIZACION
En ingeniería electromecánica.
Sensores, procesadores y dispositivos regulados
En esta materia se pretende que los jóvenes interactúen además de los
controladores existentes en el laboratorio, con un microcontrolador más
económico y versátil para manipular y controlar diferentes actuadores presentes
en el laboratorio.
Ingeniería de control
Propiciar el control y automatización de lámparas, motores y cilindros haciendo
uso de un código de programación y una tarjeta microcontroladora así como el
uso de relevadores y sensores.
Fundamentos de robótica
Análisis de las fuerzas que actúan en los nodos, la fuerza de torque existente en
la base del brazo mecánico, la ubicación en el espacio y el análisis del
movimiento cinemático.
Dibujo asistido por computadora
En el manejo del AutoCAD que normalmente usan en la escuela, se propone que
se aporte conocimientos de solitwork en al menos una unidad del programa de
autcad, para que los jóvenes diseñen y simulen las características del brazo con
diferentes medidas y materiales.
Mecatrónica
Integrar diferentes elementos electrónicos y de control (sensores, servomotores,
microcontroladores y software de programación) para elaborar un robot
teleoperado o automático.
Laboratorio de control
Proveer de conocimientos didácticos al laboratorio para efectos de prácticas.
CONTROL DE UN VEHICULO TERRESTRE POR RADIOFRECUNCIA 10
En ingeniería en sistemas computacionales
Materias de interfaces
Adquisición de conocimientos y usos de interfaces graficas (Labview and Visual
Basic) para la interacción de sistemas de control mediante un ordenador bajo un
entorno grafico.
En licenciatura en informática
Sistemas electrónicos para informática
Apoyarlos a diseñar sistemas y circuitos electrónicos para generar unidades de
mando o de control.
CONTROL DE UN VEHICULO TERRESTRE POR RADIOFRECUNCIA 11
1.6 ALCANCES Y LIMITACIONES
Alcances
Actualmente se cuenta con disposición para realizar los trabajos de investigación,
además, de contar con un asesor para guiar el rumbo de la investigación y
aclarar dudas, por otra parte, se cuenta con acceso al laboratorio de control
donde se disponen de ciertas herramientas para trabajar, con lo anterior se puede
lograr:
Implementar un sistema de control por radiofrecuencia, que aplicado a un
vehículo terrestre, permitirá el control de la transferencia de información
entre el vehículo y una PC portátil.
Controlar los movimientos del vehículo y del brazo mecánico, así mismo se
controlará la transferencia de información proveniente de la cámara
inalámbrica.
Limitaciones
Las limitantes para el desarrollo pleno del proyecto se resumen en dos puntos
importantes:
Ausencia del servicio de internet, necesario para consultar las páginas de
los fabricantes proveedores de los elementos electrónicos y así obtener
información técnica útil para el desarrollo del proyecto.
La falta de recursos económicos para adquirir los elementos electrónicos y
de ensamblaje para elaborar el proyecto físico.
CONTROL DE UN VEHICULO TERRESTRE POR RADIOFRECUNCIA 12
CAPÍTULO II
FUNDAMENTO TEÓRICO
CONTROL DE UN VEHICULO TERRESTRE POR RADIOFRECUNCIA 13
2.1 FUNDAMENTO TEÓRICO
Los elementos principales que integran el proyecto son: dos microcontroladores,
dos módulos de radiofrecuencia, servomotores y elementos de ensamblaje que
integrados, forman un vehículo móvil presentando características que lo
posicionan en la categoría de robot, para saber mas sobre cada uno de los
elementos se da a conocer un enfoque general de cada uno de ellos lo cual ayuda
a guiar el horizonte de la investigación y a seleccionar los elementos mas
pertinentes para lograr el proyecto final con las características enmarcadas en los
objetivos.
2.2 Microcontroladores
Un microcontrolador es un circuito integrado programable, capaz de ejecutar las
órdenes grabadas en su memoria. Está compuesto de varios bloques funcionales,
los cuales cumplen una tarea específica, incluye en su interior las tres principales
unidades funcionales de una computadora: unidad central de procesamiento,
memoria y periféricos de entrada/salida.
Al ser fabricados, la memoria ROM del microcontrolador no posee datos. Para
que pueda controlar algún proceso es necesario generar o crear y luego grabar en
la EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only
Memory (ROM programable y borrada eléctricamente)) o equivalente del
microcontrolador algún programa, el cual puede ser escrito en lenguaje
ensamblador u otro lenguaje para éste; sin embargo, para que el programa pueda
ser grabado en la memoria del microcontrolador, debe ser codificado en sistema
numérico hexadecimal que es finalmente el sistema que lo hace trabajar cuando
éste es alimentado con el voltaje adecuado y asociado a dispositivos analógicos y
discretos para su funcionamiento.
2.3 Componentes de los microcontroladores
Un microcontrolador dispone normalmente de los siguientes componentes:
• Procesador o CPU (Unidad Central de Proceso).
• Memoria RAM para contener los datos.
CONTROL DE UN VEHICULO TERRESTRE POR RADIOFRECUNCIA 14
• Memoria para el programa tipo ROM/EPROM/EEPROM/Flash.
• Líneas de E/S para comunicarse con el exterior.
También puede poseer otros bloques de apoyo que flexibilizan aún más su uso,
tales como:
• Módulos para el control de periféricos: temporizadores, puertos serie y paralelo,
CAD: Conversores Analógico/Digital, CDA: Conversores Digital/Analógico, entre
otros.
• Generador de impulsos de reloj que sincronizan el funcionamiento de todo el
sistema.
• Sistemas de protección de sobrecorriente o cortocircuito.
2.4 Algunas aplicaciones de los microcontroladores son:
• En sistemas de comunicación: centrales telefónicas, transmisores, receptores,
teléfonos fijos, celulares, fax, etc.
• En electrodomésticos: lavarropas, hornos de microondas, heladeras, lavavajillas,
televisores, reproductores de DVD, minicomponentes, controles remotos, etc.
• Industria informática: Se encuentran en casi todos los periféricos; ratones,
teclados, impresoras, escáner, etc.
• Domótica: sistemas de alarma y seguridad, control de procesos hogareños a
distancia, etc.
• Automación: climatización, seguridad, etc.
• Industria: Autómatas, control de procesos, etc.
• Otros: Instrumentación, electromedicina, ascensores, calefacción, aire
acondicionado, sistemas de navegación, etc.
A continiacion se muestra una representación gráfica de los porcentajes de las
áreas de mayor uso de los microcontroladores.
CONTROL DE UN VEHICULO TERRESTRE POR RADIOFRECUNCIA 15
Figura 2.1 Los microcontroladores en las áreas de mayor uso
2.5 Clasificación de los microcontroladores
2.5.1 Según la longitud del bus de datos
Microcontroladores de 8 bits, de 16 bits o de 32 bits. A mayor longitud del bus de
datos, mayor será la eficiencia del microcontrolador en operaciones con datos
grandes. Pero al mismo tiempo la complejidad del chip y por ende su costo
también aumentará. Por ejemplo, para los dispositivos multimedia, que procesan
datos de vídeo y audio, un bus de datos de 8 bits sería insuficiente.
2.5.2 Según sus recursos
Los hay desde los que tienen los recursos mínimos hasta los que cuentan con los
periféricos más sofisticados, como módulos CAN (para comunicaciones robustas
entre varios microcontroladores), módulos para conectarse a las computadoras
vía USB o funciones hardware para el procesamiento digital de señales, para
trabajar con datos multimedia. Los microcontroladores con esta última capacidad
se conocen con el nombre de DSP (Digital Signal Processor).
2.5.3 Según el Set de Instrucciones
Con Instrucciones CISC (Complex Instruction Set Computer). El set de
instrucciones CISC es inherente a los primeros microcontroladores que
aparecieron en el mundo, los cuales estaban inspirados en los procesadores de
CONTROL DE UN VEHICULO TERRESTRE POR RADIOFRECUNCIA 16
las grandes computadoras de la época. Es complejo porque consta de muchas
instrucciones, complicadas y difíciles de recordar a la hora de programar en
lenguaje ensamblador. Además, al crecer el número de instrucciones también
crecerán los códigos de las instrucciones, lo que genera que se le reste eficiencia
al microcontrolador.
Con Instrucciones RISC (Reduced Instruction Set Computer). Este tipo de
microcontroladores cuentan con instrucciones sencillas y en un número mínimo.
Ello permite que la programación en ensamblador sea una labor cómoda y esté al
alcance de todos.
Sin embargo, cuando se desarrollan proyectos mucho más complejos, el uso del
lenguaje ensamblador se vuelve cada vez más complicado. Entonces se prefiere
optar por los compiladores de alto nivel, para los cuales un set RISC no es
obstáculo.
2.5.4 Según su Arquitectura Interna
Microcontroladores con Arquitectura de Von Neumann. Los microcontroladores de
este tipo tienen una memoria única que constituye tanto el segmento de memoria
de programa como el de datos. Con un solo bus de comunicación entre dicha
memoria y el procesador no es posible realizar diversos accesos a la vez.
Microcontroladores con Arquitectura Harvard. En esta estructura los
microcontroladores disponen de dos memorias, una que contiene el programa y
otra para almacenar los datos. De este modo el CPU puede tener acceso
simultáneo a ambas memorias utilizando buses diferentes. Más específicamente,
el CPU puede leer la siguiente instrucción de programa mientras está procesando
los datos de la instrucción actual. Actualmente todos los microcontroladores se
inclinan por esta arquitectura.
2.5.5 Según el fabricante
Hay diferentes marcas de microcontroladores en el mercado. De ellas solo se
mencionan las más populares. En ocasiones un mismo tipo de microcontrolador lo
suelen proveer diversos fabricantes, por lo tanto, deja de ser una clasificación
totalmente metódica.
CONTROL DE UN VEHICULO TERRESTRE POR RADIOFRECUNCIA 17
En esta información las descripciones se hacen teniendo en cuenta solo a los
microcontroladores de 8 bits. En este sentido, salvo el caso peculiar de los Basic
Stamp.
Los Microcontroladores PICmicro o PIC de Microchip
Sin lugar a dudas, son los microcontroladores que han fascinado al mundo en los
últimos años. Su facilidad de uso, comodidad y rapidez en el desarrollo de
aplicaciones, abundante información y libre disposición de herramientas software
proporcionada por Microchip le han permitido ganar terreno rápidamente en este
mercado a nivel mundial, hasta convertirse en los microcontroladores más
vendidos en la actualidad.
Los buenos resultados que le dieron a Microchip la estrategia de proveer
libremente a los usuarios de muchas herramientas software para el desarrollo de
proyectos con sus productos hicieron que los otros fabricantes de
microcontroladores también la adoptaran, aunque parece que la ventaja de
Microchip en el mercado está ya marcada y tal vez se acentúe más en el futuro.
Los Microcontroladores AVR de ATMEL
Uno de los productos estrella de Atmel son microcontroladores AVR. Comparado
con otros microcontroladores de 8 bits, en distintos modelos por supuesto, pueden
tener memoria de programa flash reprogramable, capacidad ICSP (In Circuit
Serial Programming), puertos configurables como E/S pin a pin, interfaces de
comunicación serial RS232 e I2C, módulos generadores de onda PWM, etc.
Los Microcontroladores de Freescale
Hasta no hace muchos años Motorola era uno de los fabricantes de
microcontroladores con mayores ventas en el mundo. En esos tiempos el trabajo
con ellos era una actividad casi exclusiva de los considerados gurúes de la
microelectrónica y que contaban con suficientes medios para acceder a las
herramientas necesarias. Lo cierto es que con el tiempo Motorola empezó a
perder su liderazgo y ha preferido ceder la franquicia a Freescale.
Freescale continúa con la producción de microcontroladores basados en la
CONTROL DE UN VEHICULO TERRESTRE POR RADIOFRECUNCIA 18
arquitectura de los viejos productos de Motorola y dotándoles de todo el arsenal
tecnológico de la actualidad. Salvo el prestigio legado no tienen nada nuevo en su
hardware que no se pueda hallar en otros microcontroladores.
Los Módulos Basic Stamp de Parallax
Los Basic Stamp nos son una nueva familia de microcontroladores; son módulos
montados sobre otros microcontroladores. Cuentan con un microcontrolador, un
circuito oscilador, el circuito de interface con el puerto serie de la computadora,
una memoria externa para almacenar el programa y un regulador de tensión; todo
en una pequeña tarjeta directa y/o fácilmente conectable a las computadoras. Una
vez cargado el programa, el módulo está listo para ser insertado en el circuito de
aplicación, incluso si está armado en un simple breadboard.
Los programas se desarrollan íntegramente en un lenguaje Basic adaptado. El
programa se carga en la EEPROM serial y el microcontrolador del Basic Stamp
tiene que interpretarlo.
Los Microcontroladores 8051 de Intel
Intel era otro de los gigantes de los microcontroladores y µPs. Sus productos más
conocidos eran los famosos 8051, 80151 y 80251, pero actualmente ya no tiene
interés en fabricarlos. En su lugar, fueron otras compañías, como Atmel, Philips,
Infineon, Dallas, entre otros, las que tomaron la posta y fabrican algunas partes
compatibles. Cabe mencionar que, salvo raras excepciones (como los PICs), el
resto de los microcontroladores fueron inspirados en la arquitectura de estos
procesadores de Intel.
2.6 Radio frecuencia
El término radiofrecuencia, también se le conoce con el nombre de espectro de
radiofrecuencia o RF, se aplica a la porción menos energética del espectro
electromagnético, situada entre unos 3 kHz y unos 300 GHz. El hercio es la
unidad de medida de la frecuencia de las ondas, y corresponde a un ciclo por
segundo. Las ondas electromagnéticas de esta región del espectro, se pueden
transmitir aplicando la corriente alterna originada en un generador a una antena.
CONTROL DE UN VEHICULO TERRESTRE POR RADIOFRECUNCIA 19
2.7 Clasificación
La radiofrecuencia se puede dividir en las siguientes bandas del espectro:
Nombre Nombre
inglés
Abreviatura
inglesa Banda ITU Frecuencias
Longitud de
onda
< 3 Hz > 100.000 km
Frecuencia
extremadamente
baja
Extremely low
frequency ELF 1 3-30 Hz
100.000–
10.000 km
Super baja
frecuencia
Super low
frequency SLF 2 30-300 Hz
10.000–1.000
km
Ultra baja frecuencia Ultra low
frequency ULF 3
300–3.000
Hz
1.000–100
km
Muy baja frecuencia Very low
frequency VLF 4 3–30 kHz 100–10 km
Baja frecuencia Low
frequency LF 5 30–300 kHz 10–1 km
Media frecuencia Medium
frequency MF 6
300–3.000
kHz 1 km – 100 m
Alta frecuencia High
frequency HF 7 3–30 MHz 100–10 m
Muy alta frecuencia Very high
frequency VHF 8 30–300 MHz 10–1 m
Ultra alta frecuencia Ultra high
frequency UHF 9
300–3.000
MHz
1 m –
100 mm
Super alta frecuencia Super high
frequency SHF 10 3-30 GHz 100–10 mm
Frecuencia
extremadamente alta
Extremely
high
frequency
EHF 11 30-300 GHz 10–1 mm
> 300 GHz < 1 mm
Tabla 2.1: Bandas de frecuencia
CONTROL DE UN VEHICULO TERRESTRE POR RADIOFRECUNCIA 20
A partir de 1 GHz las bandas entran dentro del espectro de las microondas. Por
encima de 300 GHz la absorción de la radiación electromagnética por
la atmósfera terrestre es tan alta que la atmósfera se vuelve opaca a ella, hasta
que, en los denominados rangos de frecuencia infrarrojos y ópticos, vuelve de
nuevo a ser transparente.
Las bandas ELF, SLF, ULF y VLF comparten el espectro de la AF
(audiofrecuencia), que se encuentra entre 20 y 20.000 Hz aproximadamente. Sin
embargo, éstas se tratan de ondas de presión, como el sonido, por lo que se
desplazan a la velocidad del sonido sobre un medio material. Mientras que las
ondas de radiofrecuencia, al ser ondas electromagnéticas, se desplazan a
la velocidad de la luz y sin necesidad de un medio material.
CONTROL DE UN VEHICULO TERRESTRE POR RADIOFRECUNCIA 21
2.8 Módulos de radiofrecuencia
A continuación se muestran algunos módulos y sus características principales
MODULOS RF TWIMO
CARACTERISTICAS
RF: 27 dBm
Sensibilidad: -110 dBm
RF Velocidad de datos: 10/38.4/57.6 kbps
Fuente de alimentación: 3 a 3,6 V
Consumo de energía: 600 mA (TX)-22mA (RX)
Dimensiones (mm) 32 x 16 x 3
Normas: EN300-220 V2010
Rango 6000m – 500mW y 870 MHz
MODULOS BLUETOOTH
Poder RF: 0 dBm
Sensibilidad: -86 dBm
Fuente de alimentación: 3 a 3.6 V
Consumo de energía: 50 mA (RX) -50 mA (TX)
Rango 30 m – 1 mW
MODULO DE BANDA ESTRECHA
Poder RF 27 dBm
Sensivilidad: -120 dBm
Velocidad de datos: 1.3 a 38.4 kbps
Fuente de alimentación: 700mA (TX) -40mA
(RX)
Dimensiones (mm): 32 x 16 x 3
Rango: 15 km – 500 mW – 120 dBm
Tabla 2.2: Módulos de radiofrecuencia
En la actualidad la transmisión de datos mediante enlace inalámbrico está más
extendida y su uso se hace mas frecuente. Existen diferentes modelos y
fabricantes de modulos de radiofrecuencia que hacen posible las
CONTROL DE UN VEHICULO TERRESTRE POR RADIOFRECUNCIA 22
radiocomunicasiones, entre los que podemos mencionar: los módulos RF de
Adeunis, Digi y Sparkfun.
Para este proyecto utilizaremos módulos de transmisión y recepción mediante
radiofrecuencia con tecnología de Digi
2.9 Servomotores
Un servomotor (también llamado Servo) es un dispositivo similar a un motor de
corriente continua, que tiene la capacidad de ubicarse en cualquier posición
dentro de su rango de operación, y mantenerse estable en dicha posición. Está
conformado por un motor, una caja reductora y un circuito de control. Los servos
se utilizan frecuentemente en sistemas de radio control y en robótica, pero su uso
no está limitado a estos. La corriente que requiere depende del tamaño del servo,
normalmente el fabricante indica cual es la corriente que consume.
Hay tres tipos de servomotores:
-Servomotores de CC
-Servomotores de AC
-Servomotores de imanes permanentes o Brushless.
2.10 Conexión externa del servo
Los servomotores tienen 3 terminales:
Terminal positivo: Recibe la alimentación del motor (4 a 8 voltios)
Terminal negativo: Referencia tierra del motor (0 voltios)
Entrada de señal: Recibe la señal de control del motor
Los colores del cable de cada terminal varían con cada fabricante: el cable del
terminal positivo siempre es rojo; el del terminal negativo puede sermarrón o
negro; y el del terminal de entrada de señal suele ser de color blanco, naranja o
amarillo.
CONTROL DE UN VEHICULO TERRESTRE POR RADIOFRECUNCIA 23
Figura 2.2: Conexión externa del servo
2.11 Selección de los materiales para el proyecto
Dado los conocimientos sobre los elementos que integran el proyecto se decide
utilizar los siguientes debido a las características que presentan.
2.11.1 Microcontrolador avr
Los AVR fueron diseñados para un óptimo trabajo con el lenguaje C, la gente del
software libre ha desarrollado el poderoso compilador AVR GCC, el cual está
disponible en sus versiones para Windows y Linux.
La familia de microcontroladores AVR es bastante extensa y todas comparten el
mismo núcleo AVR, pero tienen distintos periféricos y cantidades de RAM y ROM:
desde el microcontrolador de la familia Tiny AVR ATtiny11 con 1kB de memoria
flash y sin RAM (sólo los 32 registros), con un encapsulado de 8 pines, hasta el
microcontrolador de la familia Mega AVRATmega2560. Cada componente de la
familia se ha diseñado para que guarde cierta compatibilidad con el resto.
Para integrar el proyecto, se usa un microcontrolador de la familia AVR
denominado ATMEGA 328 montado sobre una placa arduino uno, que por su
sencillez y bajo costo permite el desarrollo de múltiples diseños, además de ser
una plataforma de hardware libre y un entorno de desarrollo, diseñada para
facilitar el uso de la electrónica. Este primer equipo será utilizado para transmitir
las ordenes al vehículo acompañado de un modulo de radiofrecuencia que mas
adelante se explica.
CONTROL DE UN VEHICULO TERRESTRE POR RADIOFRECUNCIA 24
Figura 2.3: Placa arduino uno con un microcontrolador ATMEGA328
2.11.2 Características generales de la placa arduino uno
CARACTERÍSTICAS GENERALES
Microcontrolador ATmega328
Tensión de funcionamiento 5V
Voltaje de entrada (recomendado) 7-12V
Voltaje de entrada (limites) 6-20V
Digital I / O Pins 14 (de los cuales 6 proporcionan salida
PWM)
Pines de entrada analógica 6
Corriente por I DC / O Pin 40 mA
Corriente DC por Pin 3.3V 50 mA
Memoria Flash 32 KB (ATmega328) de los cuales 0,5
KB utilizado por gestor de arranque
SRAM 2 KB (ATmega328)
EEPROM 1 KB (ATmega328)
Velocidad del reloj 16 MHz
Tabla 2.3: Características generales de la placa arduio uno
CONTROL DE UN VEHICULO TERRESTRE POR RADIOFRECUNCIA 25
El segundo equipo o elemento que integrará el proyecto será un microcontrolador
de la familia AVR del fabricante Atmel denominado ATmega 2560 que cuenta con
256kB de memoria flash, 8kB de memoria RAM, 4kB de memoria EEPROM,
conversor análogo digital de 10 bits y 16 canales, temporizadores y comparador
analógico. Este elemento será utilizado para recibir las ordenes mediante un
modulo de radiofrecuencia y accionar los elementos del vehículo.
Figura 2.4: Placa arduino con microcontrolador ATMEGA 2560
CONTROL DE UN VEHICULO TERRESTRE POR RADIOFRECUNCIA 26
2.11.3 Características generales de la placa arduino mega
Microcontroladores Atmega2560
Tensión de funcionamiento 5V
Voltaje de entrada (recomendado) 7-12V
Voltaje de entrada (limites) 6-20V
Digital I / O Pins 54 (de los cuales 15 proporcionan salida PWM)
Pines de entrada analógica 16
Corriente por I DC / O Pin 40 Ma
Corriente DC por Pin 3.3V 50 mA
Memoria Flash 256 KB de los cuales 8 KB utilizadas por bootloader
SRAM 8 KB
EEPROM 4 KB
Velocidad del reloj 16 MHz
Tabla 2.4: Características generales de la placa arduino mega
Ahora bien, para empezar a trabajar con estos elementos debemos conocer las
partes que integran la placa microcontroladora tales como entradas y salidas
digitales, entradas analógicas, los pines RX y TX, conector USB entre otros,
además de la comunicación con la placa la cual utiliza una librería
SoftwereSerial.h que permite la comunicacion serie en cualquiera de los pines
digitales, también se puede utilizar el monitor de puerto serie incorporado en el
entorno arduino para comunicarte con la placa. Dependiendo de la versión
arduino, puede tener puertos adicionales.
Una vez que contamos con la placa, debemos instalar el software de arduino en
cualquier ordenador que ejecute culquiera de los siguientes sistemas operativos:
Windows, MAC OS X o GNU/Linux.
CONTROL DE UN VEHICULO TERRESTRE POR RADIOFRECUNCIA 27
Para poder descargar la versión más actual se le invita a que visiten
www.arduino.cc/en/Main/Softwere. Una vez efectuada la descarga, se procede a
instalar los drivers, para ello se conecta la placa a la pc, donde se mostrará el
asistente para añadir nuevo hardwere de Windows para estos drivers. Es
importante seleccionar el tipo de placa adecuada con la que se va a trabajar. La
última versión de los drivers se puede encontrar en la siguiente dirección
www.ftdchip.com/Drivers/VCP.htm.
Finalmente la placa se conecta a la fuente de alimentación de 5V via USB a una
pc o a una alimentación externa que puede ser de hasta 12 V.
Es importante también conocer el lenguaje que utiliza para interactuar con el
microcontrolador (lenguaje C) hay tres partes principales que considerar para
elaborar el código y ponerse en comunicación: la estructura, variables y
funciones.
A continuación se muestra un ejemplo sencillo para el encendido de un LED.
// El pin 13 tiene una Resistencia por lo que ya no hay que agregarle una.
int led = 13; En primer lugar se debe declarer la variable a utilizar.
// El setup se utiliza para asignar las condiciones de los pines y es la primera
función a ejecutar en el programa
void setup() {
pinMode(led, OUTPUT); Se inicializa el pin digital como salida
}
// En void loop se incluye el código que se ejecuta continuamente, leyendo
entradas y salidas, es la parte fundamental de los programas ejecutándose
continuamente.
void loop() {
CONTROL DE UN VEHICULO TERRESTRE POR RADIOFRECUNCIA 28
digitalWrite(led, HIGH); // Esta function ejecuta la accion indicada (enciende el
LED)
delay(1000); // Espera un segundo
digitalWrite(led, LOW); // Ejecuta la función (apagar LED)
delay(1000); // Espera un segundo
}
Es importante tener cuidado con la colocación del punto y coma (;) y las laves ({})
de lo contrario habrá errores de compilación y el progama simplemente no se
ejecutará. Ahora bien, la estructura básica de un programa queda de la siguiente
forma:
Variables
Void setup ()
{
Sentencias
}
Void loop ()
{
Sentencias
}
Para ampliar los conocimientos sobre el uso del lenguaje, estructura de control,
sintaxis, operadores aritméticos, variables, constantes, tipos de dados, funciones
analogías, digitales y de tiempo, se le invita a que visite la página de arduino en
www. arduino.cc.
2.11.4 Escudo para xbee
Dado que el modo de operación será transparente y bajo una configuración punto
a punto no utilizaremos el programa X-CTU recomendado, solo nos
CONTROL DE UN VEHICULO TERRESTRE POR RADIOFRECUNCIA 29
aseguraremos que estén con la opción correspondiente tanto para ser utilizado
como emisor o como para ser receptor (usb >>emisor y xbee >>receptor).
Figura 2.5: Escudo para módulo xbee
2.11.5 Módulos de transmisión y recepción con tecnología digi.
Digi antes Max Stream utiliza el protocolo Zigbee, es un fabricante de más de 70
módulos xbee, con diferentes antenas, potencia y capacidades. Los módulos
Xbee proveen 2 formas cómodas de comunicación: Transmisión serial
transparente (modo AT) y el modo API que provee muchas ventajas. Los
módulos Xbee pueden ser configurados desde la PC utilizando el programa X-
CTU o bien desde tu microcontrolador, por lo que para este proyecto se opta por
la segunda. Los Xbee pueden comunicarse en arquitecturas punto a punto, punto
a multi punto o en una red mesh. La elección del módulo XBee correcto pasa por
escoger el tipo de antena (chip, alambre o conector SMA) y la potencia de
transmisión (2mW para 300 pies o 60mW para hasta 1 milla)
CONTROL DE UN VEHICULO TERRESTRE POR RADIOFRECUNCIA 30
Considerando los módulos más populares, se presenta una tabla comparativa
entre los módulos de la serie 1.
XBee 1mW 802.15.4
XBee 1mW 802.15.4
XBee PRO 60mW 802.15.4
XBee PRO 60mW 802.15.4
XBee PRO 900 XSC 100mW 802.15.4
XBee PRO 900 693mW 802.15.4
Digi Part # XB24-ACI-
001 XB24-AWI-001
XBP24-ACI-001
XBP24-AWI001
XBP09-XC009-DK
XBP09-DPSIT-156
Antenna Chip Wire Chip Wire RPSMA Connector RF Data Range
250 kbps/up to 115 kbps 250 kbps/up to 115 kbps (1)
9,6 kbps/up to 57,6 kbps
156 kbps/up to 230 kbps
Indoor Range 100 ft (30 m) (2) 300 ft (100 m) (2) 1200 ft (370m)
450 ft (140m)
Outdoor Range (Line Of Sight)
300 ft (100 m) (2)
1 mile (1.6 km) (2)
15 miles (24 km)
1,8 miles (3 km) or 6 miles (10 km) with high gain antennas
Transmit Power
1 mW (+0 dBm) 60 mW (+18 dBm) 100 mW (+20 dBm)
693 mW (+28,4 dBm)
Configuration Method
API or AT Commands AT Commands
API or AT Commands
Frequency Band
2.4 GHz 910 - 918 MHz
902 - 928 MHz
Topology Peer-to-Peer, Point-to-Point, Point-to-Multipoint
Channels 16 Direct Sequence Channels
12 Direct Sequence Channels
7 hop sequences share 25 frequencies
8 hopping patterns on 12 channels or single channel
Supply Voltage
2.8 - 3.4 VDC (Absolute) / 3.0 - 3.4 (Recommended) 3.0 - 3.6 VDC (Absolute) 3.0 - 3.4 (Recommended)
Transmit Current
45 mA 215 mA 265 mA 210 mA
Receive Current
50 mA 55 mA 65 mA 80 mA
Power-down Current
10 uA 45 uA 60 uA
Tabla 2.5: Características de los módulos mas usuales de la serie 1
Los módulos Xbee utilizan un protocolo de comunicaciones inalámbrico basado
en el estándar de comunicaciones para redes inalámbricas IEEE_802.15.4. Se
realiza en banda libre de 2.4Ghz. La velocidad de transmisión es de hasta 256
Kbps y los módulos normales tienen un alcance entre 30m en interiores y 100m
exteriores, mientras que la versión PRO de la serie 1, ofrece un alcance de 100
CONTROL DE UN VEHICULO TERRESTRE POR RADIOFRECUNCIA 31
m en interiores y hasta 1.5 Km, en exteriores. También están los xbee pro de la
serie 2 que pueden alcanzar los 24 km.
Por su bajo consumo (50mA) cuando esta en funcionamiento y 10mA cuando esta
en modo sleep, interfaz serial, fáciles de integrar y precio accesible, el presente
proyecto se utilizará dos módulo Xbee PRO de la serie 1 y dos escudos para
integrarlos con el microcontrolador.
Figura 2.6: Módulo XBee PRO con antena de la serie 1.
2.12 Circuito básico para el xbee
A continuación se muestra las conexiones mínimas que necesita el módulo Xbee
para poder ser utilizado. Luego de esto, se debe configurar según el modo de
operación que se desea para la aplicación requerida por el usuario.
CONTROL DE UN VEHICULO TERRESTRE POR RADIOFRECUNCIA 32
Figura 2.7: Conexión mínima requerida por el XBee
El módulo requiere una alimentación desde 2.8 a 3.4 V, la conexión a tierra y las
líneas de transmisión de datos por medio del UART (TXD y RXD) para
comunicarse con un microcontrolador, o directamente a un puerto serial utilizando
algún conversor adecuado para los niveles de voltaje.
Esta configuración, no permite el uso de Control de Flujo (RTS & CTS), por lo que
ésta opción debe estar desactivada en el terminal y en el módulo XBEE. En caso
de que se envíe una gran cantidad de información, el buffer del módulo se puede
sobrepasar. Para evitarlo existen dos alternativas:
Bajar la tasa de transmisión
Activar el control de flujo.
2.13 Modo de operación de los xbee
Los módulos xbee pueden operar de seis formas muy particulares dependiendo
de las condiciones en las que se encuentre, a continuación se da a conocer en
que consiste cada uno.
CONTROL DE UN VEHICULO TERRESTRE POR RADIOFRECUNCIA 33
2.13.1 Modo Recibir/Transmitir
Se encuentra en estos modos cuando al módulo le llega algún paquete RF a
través de la antena(modo Receive) o cuando se manda información serial al
buffer del pin 3 (UART Data in) que luego será transmitida (modo Transmit).
La información transmitida puede ser Directa o Indirecta. En el modo directo la
información se envía inmediatamente a la dirección de destino. En el modo
Indirecto la información es retenida durante un período de tiempo y es enviada
sólo cuando la dirección de destino la solicita.
2.13.2 Modo de bajo consumo (Sleep Mode)
El modo de sueño hace posible que el módulo RF entre en un modo de bajo
consumo de energía cuando no se encuentra en uso.
Para poder entrar en modo de sueño, se debe cumplir una de las siguientes
condiciones:
Sleep_RQ(pin 9) está en alto y el módulo está en pin sleep mode (SM=
1,2 o 5)
El módulo está en reposo (no hay transmisión ni recepción de datos) por la
cantidad de tiempo definido por ST (Time before Sleep). [ST sólo está
activado cuando SM=4,5]
2.13.3 Modo de comando
Este modo permite ingresar comandos AT al módulo Xbee, para configurar,
ajustar o modificar parámetros. Permite ajustar parámetros como la dirección
propia o la de destino, así como su modo de operación entre otras cosas. Para
poder ingresar los comandos AT es necesario utilizar el Hyperterminal de
Windows, el programa X-CTU o algún microcontrolador que maneje UART y
tenga los comandos guardados en memoria o los adquiera de alguna otra forma.
El X-CTU es una aplicación basada en Windows proporcionada por Digi. Este
programa fue diseñado para interactuar con archivos de firmware encontrados en
CONTROL DE UN VEHICULO TERRESTRE POR RADIOFRECUNCIA 34
los productos RF de Digi y para proporcionar una fácil interfaz gráfica de usuario.
Dado que no se trabajará bajo el modo comando, la investigación se limita a
informar como obtenerlo y no explicar cada uno de las instrucciones o comandos,
para ello se puede descargar de la página http//www.digi.com.
2.13.4 Modo Transparente
En este modo todo lo que ingresa por el pin 3 (Data in), es guardado en el buffer
de entrada y luego transmitido y todo lo que ingresa como paquete RF, es
guardado en el buffer de salida y luego enviado por el pin 2 (Data out). El modo
Transparente viene por defecto en los módulos Xbee. Este modo está destinado
principalmente a la comunicación punto a punto, donde no es necesario ningún
tipo de control. También se usa para reemplazar alguna conexión serial por cable,
ya que es la configuración más sencilla posible y no requiere una mayor
configuración.
En este modo, la información es recibida por el pin 3 del módulo Xbee, y
guardada en el buffer de entrada. Dependiendo de cómo se configure el comando
RO, se puede transmitir la información apenas llegue un carácter (RO=0) o
después de un tiempo dado sin recibir ningún carácter serial por el pin 3. En ese
momento, se toma lo que se tenga en el buffer de entrada, se empaqueta, es
decir, se integra a un paquete RF, y se transmite. Otra condición que puede
cumplirse para la transmisión es cuando el buffer de entrada se llena, esto es,
más de 100 bytes de información.
2.13.5 Modo de operación API
Este modo es más complejo, pero permite el uso de frames con cabeceras que
aseguran la entrega de los datos, al estilo TCP. Extiende el nivel en el cual la
aplicación del cliente, puede interactuar con las capacidades de red del módulo.
Cuando el módulo XBEE se encuentra en este modo, toda la información que
entra y sale, es empaquetada en frames, que definen operaciones y eventos
dentro del módulo.
CONTROL DE UN VEHICULO TERRESTRE POR RADIOFRECUNCIA 35
Así, un Frame de Transmisión de Información (información recibida por el pin 3 o
DIN) incluye:
3 Frame de información RF transmitida.
4 Frame de comandos (equivalente a comandos AT).
Mientras que un Frame de Recepción de Información incluye:
Frame de información RF recibida.
Comando de respuesta.
Notificaciones de eventos como Reset, Associate, Disassociate, etc.
Esta API, provee alternativas para la configuración del módulo y ruteo de la
información en la capa de aplicación del cliente. Un cliente puede enviar
información al módulo Xbee. Estos datos serán contenidos en un frame cuya
cabecera tendrá información útil referente el módulo.
Esta información además se podrá configurar, esto es, en vez de estar usando el
modo de comandos para modificar las direcciones, la API lo realiza
automáticamente. El módulo así enviará paquetes de datos contenidos en frames
a otros módulos de destino, con información a sus respectivas aplicaciones,
conteniendo paquetes de estado, así como el origen, RSSI (potencia de la señal
de recepción) e información de la carga útil de los paquetes recibidos.
Entre las opciones que permite la API, se tienen:
Transmitir información a múltiples destinatarios, sin entrar al modo de
Comandos.
Recibir estado de éxito/falla de cada paquete RF transmitido.
Identificar la dirección de origen de cada paquete recibido.
Modo IDLE
Cuando el módulo no se está en ninguno de los otros modos, se encuentra en
éste. Es decir, si no está ni transmitiendo ni recibiendo, ni ahorrando energía ni en
CONTROL DE UN VEHICULO TERRESTRE POR RADIOFRECUNCIA 36
el modo de comandos, entonces se dice que se encuentra en un estado al que se
le llama IDLE.
2.14 Configuración del modulo xbee La configuración del módulo en modo de conexión transparente, es la conexión
que viene por defecto y es la más sencilla forma de configurar el módem.
Básicamente todo lo que pasa por el puerto UART (DIN, pin 3), es enviado al
módulo deseado, y lo que llega al módulo, es enviado devuelta por el mismo
puerto UART (DOUT, pin2).
Existen básicamente 4 tipos de conexión transparente. La diferencia principal
radica en el número de nodos o puntos de acceso, y la forma en que éstos
interactúan entre sí.
2.14.1 Punto a punto
En esta red, en un extremo (usuario) entabla comunicación con otro, y la
arquitectura de la red mantiene separados y diferenciados estos flujos de
información.
Es la conexión ideal para reemplazar comunicación serial por un cable. Sólo se
debe configurar la dirección. Para ello se utilizan los comandos MY y el DL. La
idea, es que se define arbitrariamente una dirección para un módulo, usando el
comando MY, el cual se va a comunicar con otro que tiene la dirección DL,
también definida arbitrariamente. Con esto cada módulo define su dirección con
MY, y escribe la dirección del módulo al cual se desea conectar usando DL.
En este modo, el módulo receptor del mensaje envía un paquete al módulo de
origen llamado ACK (viene de Acknowledge) que indica que el mensaje se recibió
correctamente. Sin embargo estos comandos no serán utilizados ya que
recurriremos al apoyo del microcontrolador e interactuar con el módulo.
CONTROL DE UN VEHICULO TERRESTRE POR RADIOFRECUNCIA 37
2.14.2 Punto a multipunto.
Permite transmitir información, desde la entrada serial de un módulo (DIN, pin 3) a
uno o varios módulos conectados a la misma red de manera más controlada, ya
que se necesitan las direcciones de los otros módulos, por lo que existe mayor
seguridad. Para esto se necesitan dos comandos más aparte de MY y DL. Se
utilizará el direccionamiento de 16 bits.
En otra palabras este tipo de red un usuario o terminal mantiene un flujo de
información simultáneamente con otros varios terminales. En caso de que los
“usuarios multipunto” puedan generar información, la información que transmiten
cada uno de ellos es recibida exclusivamente por el “usuario punto”, quién a su
discreción la hará visible al resto de “usuarios multipunto”
2.14.3 Broadcast
Esta configuración permite el envío de información desde un nodo a varios nodos
en una misma red. La información recibida es la misma para todos los nodos.
Para configurar los módulos, es necesario ajustarlos con la dirección de
Broadcast. Cualquier módulo que reciba un paquete con una dirección de destino
de Broadcast será aceptado.
2.14.4 Cable virtual I/0
Esta opción de configuración permite crear los llamados Cables Virtuales. Se
utilizan para crear un canal de comunicación de manera transparente entre los
pines de un módulo y otro.
Cada pin de entrada tiene su propio pin de salida ya definido entre nodos, esto
permite una forma totalmente simple de enviar información, controlar o medir de
manera sencilla y rápida, sin necesidad de complicadas configuraciones. A
continuación se muestra el esquema del módulo xbee.
CONTROL DE UN VEHICULO TERRESTRE POR RADIOFRECUNCIA 38
Figura 2.8: Pines del modulo XBee, vista superior.
Recuérdese que, el envío es totalmente transparente para el usuario, ya que el
paquete recibido, puede o no ser entregado por el pin DOUT (pin 3), lo que
permite utilizar ese pin para el envío de otro tipo de información e incluso seguir
recibiendo desde otros módulos. A continuación se muestra la descripción de los
pines del módulo XBee y XBee PRO.
CONTROL DE UN VEHICULO TERRESTRE POR RADIOFRECUNCIA 39
Tabla 2.6: Descripción de los pines del módulo xbee.
CONTROL DE UN VEHICULO TERRESTRE POR RADIOFRECUNCIA 40
2.15 Antenas para XBee
Para lograr un mayor alcance de recepción-emision de datos es recomendables
equipar al módulo XBee con antenas de alta ganancia, hay modulos que tienen
antena tipo chip, sin embargo el alcance no es suficiente, por lo que se debe optar
por una antena tipo alambre o conector y por supuesto elegir módulos que
cuenten con alta potencia de transmisión, similares a los indicados en la tabla 2.5.
A continuación se muestra el rango de alcance de acuerdo al tipo de antena.
Figura 2.9: Radio de cobertura con una antena dipolo
CONTROL DE UN VEHICULO TERRESTRE POR RADIOFRECUNCIA 41
Figura 2.10: Radio de cobertura con antena Whip
Figura 2.11: Cobertura con antena tipo Chip.
Recuérdese que los módulos XBee normales tienen un alcance de hasta 100 m
en línea vista, mientras que los módulos XBee PRO alcanzan 1.5 Km en línea
vista.
CONTROL DE UN VEHICULO TERRESTRE POR RADIOFRECUNCIA 42
2.16 Concepto de robótica
La robótica es una ciencia encargada de diseñar y construir aparatos capaces de
realizar tareas comunes del ser humano, para ello combina diferentes diciplinas
como: mecánica, electrónica, informática, física, inteligencia artificial e ingeniería
de control.
2.17 Tipos de robots
Los robots pueden clasificarse de diferentes maneras dependiendo el criterio que
se tome en cuenta, ya sea por la época en que se desarrollaron, por las funciones
que realicen o por la arquitectura que presenten, tomando en cuente esta última
consideración estos pueden ser: poliarticulados, móviles, androides, zoomórficos
y híbridos.
En este proyecto se hace mayor énfasis en los robots móviles, estos son robots
que tienen capacidad de desplazamiento, basados en carros o plataformas y
dotados de un sistema locomotor de tipo rodante. Siguen su camino por
telemando o guiándose por la información recibida de su entorno a través de
sensores. Estos Robots aseguran el transporte de piezas de un punto a otro de
una cadena de fabricación. Guiados mediante pistas materializadas a través de la
radiación electromagnética de circuitos empotrados en el suelo, o a través de
bandas detectadas fotoeléctricamente, pueden incluso llegar a sortear obstáculos
y están dotados de un nivel relativamente elevado de inteligencia.
Figura 2.12: Robot móvil de tipo didáctico.
CONTROL DE UN VEHICULO TERRESTRE POR RADIOFRECUNCIA 43
Figura 2.13: Robot móvil de tipo espacial.
2.18 Modulación por ancho de pulso
La modulación por ancho de pulso, o PWM, es una técnica para obtener
resultados análogos con medios digitales. El control digital se utiliza para crear
una onda cuadrada, una señal de conmutación entre encendido y apagado, este
patrón de encendido-apagado puede simular voltajes entre completa de (5 voltios)
y desactivación (0 Volts) cambiando la porción del tiempo de la señal pasa en
frente al tiempo que la señal pasa fuera. La duración de "a tiempo" se llama el
ancho de pulso. Para obtener diferentes valores analógicos, cambiar o modular,
que el ancho de pulso. Si se repite este patrón de encendido-apagado lo
suficientemente rápido con un LED por ejemplo, el resultado es como si la señal
es una tensión constante entre 0 y 5V controlar el brillo del LED.
2.19 Visual basic
Visual basic es un lenguaje de programación dirigido por eventos, aunque es un
programa de propósito general, también ofrece facilidades para el desarrollo de
aplicaciones de base de datos utilizando Data Acces Projects. Visual basic
contiene un entorno de desarrollo integrado o IDE que integra editor de texto para
la edición del código fuente, un depurador, un compilador y un editor de interfaces
graficas o GUI.
El entorno de desarrollo es muy similar a otros lenguajes, en la parte superior
aparece la barra de titulo, que indica el nombre del proyecto actual, le sigue la
CONTROL DE UN VEHICULO TERRESTRE POR RADIOFRECUNCIA 44
barra de menú con 13 opciones desplegables y una barra de herramientas que
facilitan el uso de los comandos del IDE.
En la parte central, cubriendo la franja de mayor área, se encuentra el espacio de
trabajo. Éste incluye y muestra las ventanas del proyecto, las vistas del código
fuente de los módulos, los objetos y los controles que contienen las ventanas de
la aplicación y el panel de controles.
El panel de controles, que aunque es móvil normalmente se encuentra ubicado a
la derecha, por defecto cuenta con los siguientes controles:
PictureBox: Caja de imágenes
Label: Etiqueta
TextBox: Caja de texto
Frame: Marco
CommandButton: Botón de comando
CheckBox: Casilla de verificación
OptionButton: Botón de opción
ComboBox: Lista desplegable
ListBox: Lista
HScrollBar: Barra de desplazamiento horizontal
VScrollBar: Barra de desplazamiento vertical
Timer: Temporizador
DriveListBox: Lista de unidades de disco
DirListBox: Lista de directorios
FileListBox: Lista de archivos
Shape: Figura
Line: Línea
Image: Imagen
Data: Conexión a origen de datos
OLE: Contenedor de documentos embebidos compatibles
con Object Linking and Embedding
CONTROL DE UN VEHICULO TERRESTRE POR RADIOFRECUNCIA 45
Figura 2.14: Ventana de visual basic
Entre las razones para usar este programa se destaca la facilidad de adquirirlo,
facilidad de uso y compatibilidad con Windows, sin embargo, se puede utilizar otro
programa para realizar la interfaz, por ejemplo labview, todo depende la habilidad
de quien realice el programa.
CONTROL DE UN VEHICULO TERRESTRE POR RADIOFRECUNCIA 46
CAPÍTULO III
PROCEDIMIENTO Y DESCRIPCION DE LAS
ACTIVIDADES DESARROLLADAS
CONTROL DE UN VEHICULO TERRESTRE POR RADIOFRECUNCIA 47
3.1 Desarrollo del harwere.
Para esta actividad, se realiza una investigación con ayuda del internet, buscando
las características de diferentes componentes electrónicos que fueran
compatibles entre si y además, fueran los apropiados para ensamblarse en un
vehículo.
Una vez, que se tiene la información necesaria de los elementos entre ellos, el
material del vehículo, los motores y servomotores, la fuente de alimentación y el
programa para realizar una interfaz grafica, se procede a comprar los materiales y
a conseguir el programa de visual basic, a continuación se realizan los trazos para
diseñar la plataforma del vehículo considerando el espacio para los componentes
electrónicos
3.1 Plataforma del vehículo con llantas
Posteriormente, se realiza el diseño completo en autocad, se recomienda que el
diseño se efectúe en solidwork, de esta manera se tiene la opción de simular la
resistencia del material y estimar la carga que puede soportar.
CONTROL DE UN VEHICULO TERRESTRE POR RADIOFRECUNCIA 48
Figura 3.2 Diseño completo del vehículo
Para el diseño en autocad se utilizaron herramientas de dibujo, modelado, malla,
edición de solidos, modificar y vista, destacando las líneas, polilineas, extruccion y
diferencia.
3.1.1 Características del vehículo
El material que principalmente constituye al vehículo es metacrilato (acrílico) de 6
cm de espesor, tiene una longitud de 30 cm y 20 cm de ancho. Para formarlo se
emplean dos bases encimadas y separadas 7 cm una de otra, ambas generan un
peso de 250 g. en el espacio de 7 cm se montaran la fuente de alimentación, el
micro controlador, el módulo de radio frecuencia y un circuito con dos
derivaciones de voltaje generando un peso adicional de 300 g
En la parte inferior delantera contiene dos servomotores paralax de rotación
continua y torque de 3.5 kg. x cm, capaces de mover la carga total que genera el
móvil. Cada servo se encuentra en cada uno de los lados de este sujetados
mediante tornillos, que a su vez sostienen una llanta con centro de plástico y
perímetro de goma, cada llanta tiene un diámetro de 8 cm y 3.8 cm de espesor.
En la parte trasera se apoya de una rueda loca sujetada mediante un tornillo.
En la parte frontal, contiene un griper capaz de sujetar objetos pequeños con
pesos inferiores a los 300 g y 4.5 cm de diámetro. En la parte superior posee una
cámara IP D-Link DCS-930L que opera a 5 V y 1.2 Amp. Con la que se puede
observar lo que haya delante del móvil.
CONTROL DE UN VEHICULO TERRESTRE POR RADIOFRECUNCIA 49
3.2 Etapa de potencia
Hay que recordar que los servomotores trabajan a 5 V en promedio y para un
rendimiento optimo el microcontrolador opera con un voltaje ubicado en el rango
de 6 a 12 V, por tal motivo se diseña un circuito que proporcione la alimentación
requerida por cada elemento cuando se tiene una batería de 9 V.
Figura 3.3 Circuito con dos derivaciones alimentado a 9 V.
3.3 Desarrollo del software de control
A continuación se describe el proceso de codificación de los microcontroladores
para accionar los servomotores del móvil mediante los módulos.
El siguiente código es utilizado para activar el módulo emisor.
int valservo; // VARIABLE PARA ALMACENAR EL VALOR DE LOS SERVOS
void setup(){ //CONFIGURA EL PUERTO SERIE
Serial.begin(9600); //INICIA EL PUERTO SERIE A 9600 BAUDIOS
}
void loop(){ //BUCLE DE CONTROL
if (Serial.available()){ //SI EL PUERTO COM ESTA DISPONIBLE
CONTROL DE UN VEHICULO TERRESTRE POR RADIOFRECUNCIA 50
int valservo=Serial.read(); //LA VARIABLE SERVO ES IGUAL AL VALOR DE
ENTRADA DEL PUERTO SERIE
Serial.write(valservo); //ESCRIBE EN EL PUERTO SERIE LA VARIABLE
VALSERVO
}
}
A continuación se desarrolla el código de programación para el módulo receptor
que va activar cada uno de los servomotores que accionan el avance, retroceso y
giro del vehículo así como la apertura y cierre del griper.
#include <Servo.h> //libreria para control de servomotores
const int servoPin=9; //objeto servo a controlar con sus respectivos pines de
coneccion
const int servoPin2=10;
const int servoPin3=8;
Servo myservo;
Servo myservo2;
Servo myservo3;
int val=0; // variable tipo entero (int)para almacenar el valor que se imprimirá al
servo
void setup(){ //configuración de los servomotores, comunicación con puerto serie
myservo.attach(servoPin); //declaración de los pines a los que se conectaran los
servos en el arduino.
myservo2.attach(servoPin2);
myservo3.attach(servoPin3);
stopMoving(); //comienza el robot configurado en stop(para que no avance cuando
se enciende)
Serial.begin(9600); //se inicia la comunicación con puerto serie a 9600 baudios
CONTROL DE UN VEHICULO TERRESTRE POR RADIOFRECUNCIA 51
pinMode(servoPin,OUTPUT); //se declaran los pines de los servomotores como
salida
pinMode(servoPin2,OUTPUT);
pinMode(servoPin3,OUTPUT);
}
void loop(){ //bucle de control
if ( Serial.available() ) { //si el puerto serie esta disponible
char ch = Serial.read(); // almacena un valor que se ha recibo ya sea un caracter o
string que reciba en el puerto serie proveniente de visual basic
switch (ch) { // maquina de estado con la variable "ch" para almacenar cualquier
caracter o string proveniente del puerto serie
case 'w': // en caso de recibir en el puerto serie una "w" acciona el movimiento
hacia adelante
moveForward();//acción del movimiento hacia adelante
delay(250); //tiempo de espera para refrescar los servos
stopMoving();//paras el robot
break;//pausa
case 'x':// en caso de recibir una "x" se acciona el movimiento de reversa
moveBack();//movimiento de reversa
delay(250);//tiempo de espera
stopMoving();//stop
break;//pausa
case 'd': // en caso de recibir una "D" acciona el movimiento hacia la derecha
turnRight();//derecha
CONTROL DE UN VEHICULO TERRESTRE POR RADIOFRECUNCIA 52
delay(250);// tiempo de espera
stopMoving();//stop
break;
case 'a'://en caso de recibir una a gira a la izq.
turnLeft();//Movimiento a la izq
delay(250);//
stopMoving();
break;
//case '5':
//kick();
//break;
case '0'...'9'://en caso de recibir un valor de 0 a 9 accionaria el gripper y lo
escalara al valor de 180º del servo multiplicando el valor recibido por 10.
gripper();//control del gripper
delay(250);
break;
}
}
}
void moveForward()//movimiento hacia adelante
{
//servoLeft.write(180);
CONTROL DE UN VEHICULO TERRESTRE POR RADIOFRECUNCIA 53
myservo.write(180);// se escribe en el servo 1 un valor 180ºgrados
myservo2.write(0);// se escribe en el servo 1 un valor 0ºgrados
}
void moveBack()//moviento de reversa
{
//servoLeft.write(0);
myservo.write(0);//imprime en el servo un valor de 0º
myservo2.write(180);
}
void turnRight()//movimiento haca la derecha
{
//servoLeft.write(180);
myservo.write(180);
}
void turnLeft()//movimiento hacia la izquierda.
{
//servoLeft.write(0);
myservo2.write(0);
}
void stopMoving()//stop
{
//servoLeft.write(95);
myservo.write(95);
myservo2.write(95);
}
CONTROL DE UN VEHICULO TERRESTRE POR RADIOFRECUNCIA 54
void gripper()//gripper
{
val=Serial.read();//el valor del control del gripper lo envía la interfaz grafica por
puerto serie, esta variable almacena ese valor de entrada
//y lo guarda.
myservo3.write(val);// se imprime el valor de la variable "val"
delay(15);
}
Hay que recordar que lo que se escribe después de // solo es comentario y no
tiene nada que ver con el código de programación.
3.4 Instalación de los módulos RF
En esta actividad la tarea consiste principalmente en seleccionar el sistema de
radiofrecuencia y a solicitarlo vía internet, en este proyecto se utiliza un par de
módulos XBee Pro de la serie uno con protocolo de comunicaciones inalámbricas
de IEEE 802.15.4. Una vez que se cuenta con este elemento, se realizan pruebas
de comunicación entre emisor y receptor, para ello se crea un programa en
lenguaje C con ayuda del programa del microcontrolador de la tarjeta arduino, una
vez que se obtienen los resultados esperados, se procede a instalar el
microcontrolador y el módulo de radio frecuencia en el vehículo apoyándose de un
arreglo electrónico para regularizar el voltaje y mantener a los servomotores
trabajando apropiadamente.
3.5 Instalación de la cámara
El proyecto utiliza una cámara de vigilancia IP DCS-930L de D-Link que
proporciona una solución de vigilancia versátil y única. A diferencia de una
cámara conectada a Internet estándar, la cámara IP DCS-930L es un sistema
completo de seguridad y vigilancia ya que incorpora una CPU interna y un
servidor web que transmite imágenes de vídeo de alta calidad entregando al
usuario la posibilidad de mantener ambientes totalmente vigilados durante las 24
CONTROL DE UN VEHICULO TERRESTRE POR RADIOFRECUNCIA 55
horas del día. La instalación de la cámara es simple y la interfaz de configuración
es intuitiva y basada en WEB, basta con seguir las instrucciones del asistente del
disco de instalación, esto permite la más rápida integración a su red cableada
Ethernet/Fast Ethernet o inalámbrica 802.11n. La cámara DCS-930L también
incorpora funciones de detección de movimiento y control remoto haciendo de la
cámara DCS-930L una completa y rentable solución de seguridad tanto para el
hogar como la pequeña oficina, y ahora para aplicaciones en robótica.
Podremos tener acceso a la cámara desde cualquier lugar siempre y cuando
estemos conectados a internet. El punto a favor de mydlink es que no es
necesario recordar direcciones IP, ni puertos, ni abrir puertos o asignar IP
estáticas en nuestro router. El acceso a mydlink puede ser múltiple y de forma
simultánea, es decir, podemos ver el portal en casa y a la vez, nuestro hermano
en su casa.
Características técnicas
1. WPS: Lleva botón WPS para conectar con el AP de forma fácil, rápida y
segura.
2. Micrófono integrado para grabar todos los sonidos de alrededor.
3. Funcionalidades muy interesantes como E-Mail, FTP y Host DynDNS en el
menú interno de configuración para detectar movimientos.
4. Sensor CMOS de 1,0 lux para condiciones de poca luz.
5. Infrarrojos: Este modelo no incorpora infrarrojos.
6. Fuente de alimentación: Tensión necesaria de 5V con una intensidad de
1,2Amp lo que hace un consumo máximo de 6W
CONTROL DE UN VEHICULO TERRESTRE POR RADIOFRECUNCIA 56
Figura 3.4 Cámara IP D-Link DCS-930L
3.6 Instalación del griper
Para la instalación del griper, se lleva a cabo la adquisición de servomotores
paralax con rotación a 180º y con engranaje metálico debido a que habrá mayor
fuerza cuando el griper sujete ciertos objetos pequeños, una vez elaborado se
procede a realizar la codificación necesaria para coordinarlos entre si, hecho esto
se integrara al vehículo, donde se complementa el código de programación y se
realizan pruebas de funcionamiento para corregir errores.
Hecho esto se procede a instalar el programa de visual basic y crear una interfaz
gráfica con la que instalado en una pc portátil se logra controlar los movimientos
del vehículo y del griper. Después de integrar todos los elementos tanto físicos
como de programación se pasa a realizar las pruebas finales y reparar las
inconsistencias que se presenten.
2.1 Diseño de la interfaz gráfica de usuario
Para crear la interfaz grafica se emplea el programa de visual basic, se crean los
objetos y se realiza el código de programación que a continuación se muestra.
CONTROL DE UN VEHICULO TERRESTRE POR RADIOFRECUNCIA 57
Public Class Form1
Dim StrBufferOut As String 'variable de salida para crear un buffer para el
puerto serie
Dim StrBufferIn As String 'varible de entrada para el buffer del puerto serie
Private Sub Form1_KeyDown(ByVal sender As Object, ByVal e As
System.Windows.Forms.KeyEventArgs) Handles Me.KeyDown
Refresh() 'evento keyprees para accionar con las flechas up,down,left,raigh
el robot
If e.KeyCode = Keys.Up Then 'si se preciona la flecha up (hacia arriba)
entonces
spPuertos.Write("wwww") 'se manda a escribir en el puerto serie un string
con las letras wwwww
ElseIf e.KeyCode = Keys.Down Then 'si no se presiona la flecha up se
presiona la flecha hacia abajo
spPuertos.Write("xxxx") 'se manda a escribir en el puerto serie un string
con las letra xxxx
ElseIf e.KeyCode = Keys.Left Then
spPuertos.Write("aaaa")
ElseIf e.KeyCode = Keys.Right Then
spPuertos.Write("dddd")
End If ‘termino de la condición si
End Sub
Private Sub Form1_Load(ByVal sender As System.Object, ByVal e As
System.EventArgs) Handles MyBase.Load
StrBufferOut = "" 'variable para el buffer de salida
StrBufferIn = "" 'variable para el buffer de entra
btnConectar.Enabled = False ' botón conectar esta deshabilitado
tmrTimer.Enabled = False 'timer para leer o actualizar los datos de E/S del
puerto serie cada determinado tiempo (10ms)
CONTROL DE UN VEHICULO TERRESTRE POR RADIOFRECUNCIA 58
End Sub
Private Sub Button3_Click(ByVal sender As System.Object, ByVal e As
System.EventArgs) Handles btnUP.Click
spPuertos.Write("wwww") 'boton hacia adelante imprime en el puerto serie un
string "WWWW" que recibe arduino
End Sub
Private Sub btnScanear_Click(ByVal sender As System.Object, ByVal e As
System.EventArgs) Handles btnScanear.Click
cboPuertos.Items.Clear() 'botón para escanear y buscar puertos com
disponibles.
For Each PuertoDisponible As String In My.Computer.Ports.SerialPortNames
' si existe algún puerto com disponible, lo enlista y lo muestra en la pestaña
desplegable de la interfaz.
cboPuertos.Items.Add(PuertoDisponible) ' se agrega el puerto com
disponible a la pestaña desplegable
Next ' siguiente acción conectar al puerto
If cboPuertos.Items.Count > 0 Then 'si el puerto com existe, se agrega a la
lista de puertos com
cboPuertos.Text = cboPuertos.Items(0) 'lista de puertos com será igual al
agregado por la sentencia cbpuertos.
MessageBox.Show("SELECCIONE PUERTO COM DEL ROBOT MOVIL
XBEE") 'mensaje de selección de puerto del robot
btnConectar.Enabled = True 'se habilita el botón conectar y se pone visible.
Else 'desconectar puertos com
MessageBox.Show("NUNGUN PUERTO DISPONIBLE") 'si no existe
ningún puerto com disponible, se muestra ese mensaje
CONTROL DE UN VEHICULO TERRESTRE POR RADIOFRECUNCIA 59
btnConectar.Enabled = False 'botón conectar se deshabilita
cboPuertos.Items.Clear() 'se limpia la lista de puertos com disponibles
cboPuertos.Text = (" ") 'se muestra una lista vacía de puertos com
End If
End Sub
Private Sub btnConectar_Click(ByVal sender As System.Object, ByVal e As
System.EventArgs) Handles btnConectar.Click
If btnConectar.Text = "CONECTAR" Then 'acción de conectar otra vez.
spPuertos.PortName = cboPuertos.Text 'se conecta al nombre del puerto
disponible en la lista de puertos com
btnConectar.Text = "DESCONECTAR" ' cuando se conecta la próxima
acción al darle clip al botón será desconectar.
tmrTimer.Enabled = True 'se habilita el timer para la lectura y salida del
buffer del puerto serie
spPuertos.Open() 'se abre el puerto serie
spPuertos.Write("0s") 'se imprime un valor 0s para llevar al home el
gripper y los servo de las ruedas.
ElseIf btnConectar.Text = "DESCONECTAR" Then 'acción de desconectar.
btnConectar.Text = "CONECTAR" 'siguiente acción cambiar botón a
conectar
tmrTimer.Enabled = False 'habilita el timer de nuevo para el buffer
spPuertos.Close() 'cierra el puerto com
End If
End Sub
Private Sub Button1_Click(ByVal sender As System.Object, ByVal e As
System.EventArgs) Handles btnStop.Click
CONTROL DE UN VEHICULO TERRESTRE POR RADIOFRECUNCIA 60
spPuertos.Write("L95") 'al dar clip al botón stop, envía un valor string ala
salida del puerto serie con valor L95
End Sub
Private Sub btnDown_Click(ByVal sender As System.Object, ByVal e As
System.EventArgs) Handles btnDown.Click
spPuertos.Write("xxxx") 'al dar clip al botón reversa envía por el puerto serie
un string xxxx
End Sub
Private Sub tRACK_Scroll(ByVal sender As System.Object, ByVal e As
System.Windows.Forms.ScrollEventArgs) Handles TrackBar1.Scroll
spPuertos.Write(TrackBar1.Value & "0s") 'barra para controlar la apertura y
cierre del gripper
ProgressBar1.Value = (TrackBar1.Value * 10) 'barra progresiva para
monitorear el estado en que se encuentra el gripper
End Sub
Private Sub btnRight_Click(ByVal sender As System.Object, ByVal e As
System.EventArgs) Handles btnRight.Click
spPuertos.Write("dddd") 'al dar click al botón derecha, se envía por el puerto
serie un string dddd
End Sub
Private Sub btnLeft_Click(ByVal sender As System.Object, ByVal e As
System.EventArgs) Handles btnLeft.Click
spPuertos.Write("aaaa") 'al dar click al botón izquierda, se envía por el puerto
serie un string aaaa
End Sub
CONTROL DE UN VEHICULO TERRESTRE POR RADIOFRECUNCIA 61
Private Sub WebBrowser1_DocumentCompleted(ByVal sender As
System.Object, ByVal e As
System.Windows.Forms.WebBrowserDocumentCompletedEventArgs)
'Este apartado webbrosser (visualizar sitio web, dirección host de la cámara
ip) es para conectarse a la cámara inalámbrica y mostrar el video en el formulario
de la interfaz.
End Sub
End Class
CONTROL DE UN VEHICULO TERRESTRE POR RADIOFRECUNCIA 62
CAPÍTULO IV
RESULTADOS Y CONCLUSIONES
CONTROL DE UN VEHICULO TERRESTRE POR RADIOFRECUNCIA 63
4.1 Vehículo terrestre a escala
Como resultado principal se logra diseñar y construir un vehículo a escala que es
controlado desde una computadora mediante una interfaz grafica, cuenta con una
fuente de alimentación, un módulo RF receptor, un microcontrolador, una cámara
IP y un elemento final para sujetar objetos pequeños. (Ver anexo 1).
4.2 Planos
Otro resultado es el modelado del vehiculo, para ello se crea el plano y se
desarrolla en autocad, (Ver anexo 2)
4.3 Programas
Para interactuar con el vehiculo se desrrollan dos codificaciones obteniendo como
resultado dos programas, uno para el microcontrolador y otro para la interfaz
gráfica. (Ver anexo 3)
4.4 Conclusiones
El control y la automatización en la industria forman parte fundamental para el
desarrollo de procesos que agilizan y perfeccionan los métodos de producción,
generando mayores rendimientos y ganancias notables, sin duda alguna es una
característica de una sociedad mas desarrollada en la que a los nuevos
profesionistas se les demanda eficiencia y calidad por lo que es necesario
aprender y vincularse en un entorno de desarrollo y productivo.
Por otra parte, la tecnología de la radiofrecuencia como forma de comunicación
inalámbrica es un componente fundamental en el desarrollo de la sociedad en
todos los niveles, contribuyendo en gran medida a la conectividad eficiente con el
medio empresarial, militar, marítima, el sector de gas y petróleo y conectividad
aeronáutica así como individual o de grupo.
Por tal motivo resulta de mucha relevancia poder ejecutar acciones que requieran
de estos dos factores, una manera de hacerlo es empezar a trabajar con ellos,
para esto, se les invita a que revisen el contenido de esta investigación además
de visitar los enlaces que aquí se presentan.
CONTROL DE UN VEHICULO TERRESTRE POR RADIOFRECUNCIA 64
4.5 Recomendaciones
Hay que recordar que el dominio de un tema o concepto depende de la práctica y
del interés que se le dedique, por lo que para este caso es muy importante
trabajar en la parte de programación por lo que se requiere conocer la sintaxis
para estructurar un programa.
En cuanto a los módulos que aquí se presentan se sugiere que se aprenda a
trabajar con recursos y elementos de fácil operación, el concepto mas fuerte es la
aplicación de voltaje ya que no aplicar la tensión necesaria podría dañarse el
equipo, es importante mencionar que estos dispositivos no deben ser expuestos a
la humedad y mucho menos mojarse. Para que los módulos tengan un mayor
alcance se les debe dotar de antenas de alta ganancia o antenas bipolares.
En cuanto a los servomotores no se les debe aplicar carga superior a las
especificadas en su ficha de datos, pues puede barrerse el juego de engranes y
dejar de funcionar.
Mientras se esté trabajando con microcontroladores, módulos de radiofrecuencia
y servomotores en un mismo sistema se recomienda utilizar una fuente de
alimentación exclusiva para los servomotores y otra para el resto, esto es debido
a que los servos generan ruido y pueden lesionar la calidad de enlace entre los
módulos.
CONTROL DE UN VEHICULO TERRESTRE POR RADIOFRECUNCIA 65
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
Arduino, plataforma de código abierto. Editado por foro de desarrollo de softwere
http://www.arduino.cc/
Microcontrolador bajo Licencia Creative Commons Atribución Compartir Igual 3.0
http://es.wikipedia.org/wiki/Microcontrolador
Partes de un microcontolador
http://www.mikroe.com/chapters/view/79/capitulo-1-el-mundo-de-los-
microcontroladores/
Funcionamiento, tipos y partes de un servo, enviado por Yamid R amirez
http://www.monografias.com/trabajos60/servo-motores/servo-motores.shtml
Escudo XBee
http://www.sacosta.org/rfid_castellano/escudo_xbee.html
Módulos de radiofrecuencia
http://www.olimex.cl/pdf/Tutorial_Telecontrolli.pdf
http://www.bricogeek.com/shop/65-modulos-radiofrecuencia
Antenas e instrucciones para usar XBee
http://www.xbee.cl/ejemplos.html
http://www.xbee.cl/index.html
http://digi.com
Cámara
www.dlink.com
CONTROL DE UN VEHICULO TERRESTRE POR RADIOFRECUNCIA 66
ANEXOS
Anexo 1: Vehículo equipado con griper, cámara, módulo RF y una fuente de
alimentación.
Anexo 2a: Plano del chasis del vehículo con llantas
CONTROL DE UN VEHICULO TERRESTRE POR RADIOFRECUNCIA 67
Anexo 2b: Modelado del vehículo
Anexo 3a: Programa con el asistente arduino para activar el módulo emisor.
CONTROL DE UN VEHICULO TERRESTRE POR RADIOFRECUNCIA 68
Anexo 3b: Programa desarrollado con el asistente arduino para controlar los
actuadores del vehículo.
Anexo 3c: Interfaz gráfica para el control del vehiculo