joel macaya baena control de pinza robótica con estimación

51
Joel Macaya Baena Control de pinza robótica con estimación de la presión realizada TRABAJO DE FIN DE GRADO dirigido por José Luis Ramírez Falo codirigido por Alfonso José Romero Nevado Grado en Ingeniería Electrónica Industrial y Automática Tarragona 2019

Upload: others

Post on 23-Nov-2021

3 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Joel Macaya Baena Control de pinza robótica con estimación

Joel Macaya Baena

Control de pinza robótica con estimación de la presión realizada

TRABAJO DE FIN DE GRADO

dirigido por José Luis Ramírez Falo codirigido por Alfonso José Romero Nevado

Grado en Ingeniería Electrónica Industrial y Automática

Tarragona

2019

Page 2: Joel Macaya Baena Control de pinza robótica con estimación

2

Índice

1 Memoria descriptiva ............................................................................. 4

1.1 Objeto ................................................................................................................ 4

1.2 Alcance .............................................................................................................. 4

1.3 Antecedentes ..................................................................................................... 4

1.3.1 La Electromiografía .................................................................................. 4

1.3.2 Tipos de electrodos ..................................................................................... 4

1.3.3 Adquisición de Señales EMGS .................................................................. 6

1.3.4 Posición y número de electrodos ............................................................... 7

1.3.5 Tipos de prótesis ......................................................................................... 8

1.4 Programas de cálculo ..................................................................................... 10

1.5 Abreviaturas ................................................................................................... 10

1.6 Diseño del circuito para el acondicionamiento de la señal EMG .............. 10

1.6.1 Primera etapa de amplificación .............................................................. 11

1.6.2 Etapa de filtro pasa altos ......................................................................... 11

1.6.3 Etapa de filtro pasa bajos ........................................................................ 12

1.6.4 Etapa de filtro Notch ............................................................................... 13

1.6.5 Pruebas del conjunto de los 3 filtros ....................................................... 14

1.6.6 Etapa sumadora no inversora y segunda etapa de amplificación ......... 20

1.7 Diseño del circuito para la actuación sobre la pinza robótica ................... 20

1.7.1 Puente en H para la inversión de giro .................................................... 20

1.7.2 Corriente consumida por el motor .......................................................... 21

1.7.3 Sensores de fuerza resistivos ................................................................... 22

1.8 Programación de los microcontroladores .................................................... 23

1.8.1 Microcontrolador del conjunto sensor “brazo” ..................................... 23

1.8.2 Microcontrolador del conjunto motriz “pinza” ...................................... 24

1.8.3 Comunicación Bluetooth entre los microcontroladores ........................ 24

2 Memoria de cálculos ........................................................................... 27

2.1 Filtro pasa altos a 20 Hz ................................................................................ 27

2.2 Filtro pasa bajos a 500 Hz ............................................................................. 29

2.3 Filtro Notch a 50 Hz ....................................................................................... 32

2.4 Amplificador sumador no inversor .............................................................. 34

2.5 Amplificación de la lectura de corriente del motor .................................... 37

Page 3: Joel Macaya Baena Control de pinza robótica con estimación

3

3 Planos ................................................................................................... 39

3.1 Esquema eléctrico del conjunto motriz, pinza ............................................ 39

3.2 Esquema eléctrico del conjunto sensorial, brazo ........................................ 40

4 Presupuesto .......................................................................................... 41

4.1 Presupuestos parciales ................................................................................... 41

4.1.1 Presupuesto parcial nº1 Conjunto sensorial “brazo” ............................ 41

4.1.2 Presupuesto parcial nº2 Conjunto motriz “pinza” ................................. 42

4.1.3 Presupuesto parcial nº3 Mano de obra ................................................... 43

4.2 Resumen del presupuesto .............................................................................. 44

5 Anexos .................................................................................................. 45

5.1 Código del microcontrolador de la parte sensorial “brazo” ...................... 45

5.2 Código del microcontrolador de la parte motriz “pinza” .......................... 46

6 Referencias ........................................................................................... 50

7 Bibliografía .......................................................................................... 51

Page 4: Joel Macaya Baena Control de pinza robótica con estimación

1 Memoria descriptiva

4

1 Memoria descriptiva

1.1 Objeto

El objeto del trabajo es el diseño y montaje de los circuitos electrónicos necesarios para

el control de una pinza robótica con una señal obtenida mediante la electromiografía y la

posterior estimación de la presión realizada sobre un objeto a través de pruebas con el

modelo implementado.

1.2 Alcance

El alcance del trabajo incluye:

• Diseño de las etapas de acondicionamiento de señal necesarias para la obtención

de la señal EMG.

• Diseño del conexionado de los componentes motrices y sensoriales de la pinza

para la estimación de presión.

• Implementación física de los dos circuitos electrónicos anteriores.

• Monitorización de ambos circuitos mediante dos microcontroladores Arduino

NANO.

• Programación de los dos Arduino NANO y comunicación entre ellos mediante

módulos Bluetooth.

1.3 Antecedentes

1.3.1 La Electromiografía

La electromiografía es una disciplina perteneciente al campo de la Neurofisiología que

consiste en la realización de un registro de la actividad eléctrica de los diferentes

músculos o grupos musculares del cuerpo mediante el uso de electrodos.

La actividad eléctrica es aquella que se genera en un determinado músculo o grupo

muscular cuando se le somete a un estímulo voluntario (por ejemplo una contracción

voluntaria del músculo) o involuntario (por ejemplo un impulso eléctrico producido por

un electrodo que da lugar a una contracción involuntaria del músculo).

Con esta prueba se puede identificar si las alteraciones neuromusculares se deben al

músculo o a las fibras nerviosas. Para ello analiza básicamente:

• La amplitud de las corrientes eléctricas.

• El número de fibras musculares que se contraen.

• El tiempo que tardan en contraerse.

• El tiempo que se mantienen contraídas.

1.3.2 Tipos de electrodos

Los electrodos son los elementos sensoriales encargados de obtener la tensión existente

en los puntos de medida. La señal que se obtiene mediante los electrodos contiene la

información del EMG además de Interferencias electromagnéticas existentes en el

ambiente. Lo tipos de electrodos se dividen en dos grupos:

Page 5: Joel Macaya Baena Control de pinza robótica con estimación

1 Memoria descriptiva

5

1.3.2.1 Electrodos internos

Los electrodos internos son insertados dentro del cuerpo humano y son principalmente

para uso clínico. El electrodo interno es típicamente un catéter aislado delgado y largo,

con un contacto metálico expuesto al final. Los más utilizados son los electrodos de aguja,

que se utilizan para registrar desde una unidad motora única hasta unas pocas unidades

motoras. Hay disponibles una amplia variedad de electrodos de aguja, sin embargo, el

más usado es el electrodo concéntrico.

Figura 1.1. Uso de un electrodo de aguja sobre un paciente (01 )

1.3.2.2 Electrodos de superficie

Los electrodos de superficie son aquellos que se colocan para estar en contacto con la piel

del paciente. Presentan diámetros que varían desde 0.3 hasta 0.5 cm y en algunos casos

hasta 1 cm. Los electrodos de superficie más comunes son los electrodos flotantes y los

electrodos flexibles

En los electrodos flotantes la parte metálica es un disco o una bolita de plata recubierta

con cloruro de plata, que entra en contacto eléctrico con la piel sólo a través de la pasta

electrolítica contenida en su cavidad. Cuando el paciente se mueve, la pasta electrolítica

permanece estática respecto al disco metálico. El electrodo flotante es estable y adecuado

para múltiples usos. En los electrodos flotantes desechables, la pasta electrolítica está

embebida en una esponja. La esponja está en contacto con la piel por una cara y por la

otra firmemente adherida al electrodo

Figura 1.2. Electrodos de superficie flotantes (02 )

Page 6: Joel Macaya Baena Control de pinza robótica con estimación

1 Memoria descriptiva

6

Los electrodos flexibles son aquellos que se adaptan a las superficies del cuerpo. El

contacto con la piel es de mejor calidad, más firme y con mayor área de contacto. Como

consecuencia, los artefactos debidos al movimiento del paciente son minimizados.

Consiste en un material adhesivo sobre el cual se coloca una malla formada por finos

alambres flexibles de plata. También se fabrican con superficie de Mylar recubierta con

una capa de plata conectada al conductor que lleva la señal al instrumento de medida. La

pasta electrolítica se coloca sobre la malla o el Mylar.

Figura 1.3. Electrodos de superficie flexibles (03 )

1.3.3 Adquisición de Señales EMGS

Las señales EMGS (Electromiograma Superficial), son colectadas típicamente mediante

electrodos bipolares de superficie, ubicados sobre la piel. Estas señales proveen

información sobre la actividad neuromuscular que las origina.

Las señales EMGS son generadas por la contracción muscular, por lo que su adquisición

requiere de una correcta identificación de las regiones musculares comprometidas en la

ejecución de los movimientos a clasificar. Debido a la elevada resistencia eléctrica natural

de la piel, se recomienda la aplicación de un gel que mejore la conductividad además de

lograrse una buena superficie de contacto y adherencia con los electrodos. A pesar de

estas disposiciones, las señales recogidas serán demasiado débiles, por lo que se hace

necesario un procesamiento previo de filtraje y amplificación antes de su análisis. Así

mismo, según la complejidad de las prótesis será necesario disponer de un mayor o menor

número de canales o electrodos de recolección.

La amplitud típica de las señales EMGS es de 0-6 mV por lo que se requiere pasarlas

por un amplificador diferencial de alta ganancia, evitando distorsiones de la información

contenida en la señal. Una vez amplificada la señal, se debe considerar la eliminación de

las componentes de ruido de alta frecuencia y las componentes continuas ya que su canal

de información va de los 20 Hz a los 500 Hz, además de las provenientes de fuentes del

entorno, como la componente típica de ruido de baja frecuencia introducida por la red de

distribución eléctrica de 50 Hz. A continuación se puede observar un ejemplo de señal

EMGS una vez se han realizado las etapas de filtrado:

Page 7: Joel Macaya Baena Control de pinza robótica con estimación

1 Memoria descriptiva

7

Figura 1.4. EMGS después de las etapas de filtrado (04 )

1.3.4 Posición y número de electrodos

El número de electrodos es muy variable, depende de la alteración neuromuscular a

estudiar, del músculo afectado, y de la extensión del estudio. Varía desde un solo

electrodo hasta una decena, en la mayoría de los casos. Todos los electrodos tienen un

cable que termina en un osciloscopio que registra todas las señales eléctricas.

El número de electrodos corresponde al número de canales a procesar y este es un

parámetro esencial en el desempeño del clasificador y en el número de movimientos

diferentes a identificar. Para desarrollar una prótesis bioeléctrica multifuncional, es

necesario extraer la mayor cantidad de información de cada canal. De esta forma, es

posible aumentar el número de movimientos diferentes a ejecutar en un sistema de

prótesis a partir de la disposición de un mayor número de canales. Sin embargo, cuanto

mayor sea el número de canales mayor será el retardo en la respuesta de la prótesis, debido

a la gran cantidad de información a procesar, y mayor será también la interferencia entre

canales.

La posición de los electrodos es muy importante en la recolección de registros EMGS con

propósitos de control mioeléctrico. Esta posición varía en función del musculo o grupo

muscular del cual se quiere obtener el EMGS. A continuación se puede observar un

esquema en el que se indican los puntos en los que se deben colocar lo electrodos para

realizar un estudio del movimiento de los diferentes dedos de una mano:

Figura 1.5. Ubicación de los electrodos para obtener la señal de los diferentes dedos (05 )

Page 8: Joel Macaya Baena Control de pinza robótica con estimación

1 Memoria descriptiva

8

En el caso de realizar un estudio del movimiento de otro musculo o grupo muscular, se

deben colocar los electrodos en la zona donde se encuentra dicho musculo. A

continuación se puede observar una imagen en la que se representan los diferentes

músculos del antebrazo:

Figura 1.6. Músculos del antebrazo (06 )

Los músculos que se ven afectados al realizar un movimiento del tipo cerrar puño o abrir

puño son los músculos: flexor cubital del carpo y extensor cubital del carpo.

1.3.5 Tipos de prótesis

A la hora de escoger la prótesis a utilizar, se deben de tener en cuenta varios factores, cómo el nivel de amputación, el coste y la funcionalidad deseada de la misma. A continuación, se pueden observar los diferentes tipos de prótesis que existen y se explica brevemente las ventajas e inconvenientes que presentan.

1.3.5.1 Prótesis estéticas

Este tipo de prótesis, son prótesis pasivas, no tienen movilidad y sólo cubren el aspecto estético del miembro amputado. En su fabricación se emplean polímeros cómo el PVC rígido, el látex flexible o la silicona, ya que son materiales livianos y requieren de menos mantenimiento, ya que no disponen de piezas móviles. Tienen un coste reducido, sin embargo, la funcionalidad también es mínima.

Figura 1.7. Ejemplo de prótesis estética (07 )

Page 9: Joel Macaya Baena Control de pinza robótica con estimación

1 Memoria descriptiva

9

1.3.5.2 Prótesis mecánicas

Estas prótesis cumplen funciones básicas cómo la apertura y el cierre de la mano, pero están limitadas al agarre de objetos grandes y movimientos imprecisos. El control mecánico se realiza mediante la compresión de otro miembro motriz del brazo, como pueden ser el codo o el hombro, para ello se implementa un arnés colocado en la espalda, con el cual se generará la movilidad de la prótesis a través de una liga.

1.3.5.3 Prótesis eléctricas

Las prótesis eléctricas se basan en el uso de motores eléctricos, que pueden ser controlados por medio de servo-controles, pulsantes o interruptores. Su principal desventaja es su mantenimiento, su alto coste, que su exposición a ambientes hostiles puede dañarlas y su peso. Por otro lado, su principal ventaja es el agarre de objetos rápidamente y con precisión de forma activa gracias a los sensores en los dedos.

Figura 1.8. Ejemplo de prótesis eléctrica (08 )

1.3.5.4 Prótesis neumática

Las prótesis neumáticas hacen uso de aire a presión obtenido por medio de un compresor. Su ventaja principal es que proporcionan una gran fuerza y rapidez de movimientos, mientras que sus desventajas principales son el tamaño de los dispositivos necesarios para el control y funcionamiento. También se debe destacar que su mantenimiento es costoso y dificultoso.

1.3.5.5 Prótesis mioeléctricas

Las prótesis mioeléctricas son en la actualidad las de mayor aplicación en el mundo, ya que aúnan estética, precisión y fuerza. Se basan en la obtención de señales musculares (EMG) mediante el uso de electrodos que permiten la extracción de la señal, la cual es amplificada, procesada y filtrada al control para el manejo de la prótesis. Las desventajas fundamentales son la necesidad de una fuente externa de energía eléctrica para la potencia, su peso y su coste.

Page 10: Joel Macaya Baena Control de pinza robótica con estimación

1 Memoria descriptiva

10

Figura 1.9. Ejemplo de prótesis mioeléctrica (09 )

1.4 Programas de cálculo

Los programas de cálculo usados durante la realización de este proyecto han sido:

• PSIM

• AutoCAD

• Microsoft Excel

1.5 Abreviaturas

EMG: Electromiograma

DC: Corriente Continua

OA: Amplificador Operacional

IA: Amplificador de Instrumentación

FSR: Sensor de Fuerza Resistivo

1.6 Diseño del circuito para el acondicionamiento de la señal EMG

En este apartado se expondrán las etapas necesarias para acondicionar la señal EMG

obtenida a través de los electrodos para su correcta lectura mediante una de las entradas

analógicas del microcontrolador. En el siguiente diagrama se pueden apreciar estas etapas

y el orden que siguen:

Figura 1.10. Etapas de acondicionamiento de la señal EMG

Page 11: Joel Macaya Baena Control de pinza robótica con estimación

1 Memoria descriptiva

11

1.6.1 Primera etapa de amplificación

Esta primera etapa de amplificación se llevará a cabo mediante un amplificador de

instrumentación INA114, que estará alimentado a ±18 V, mediante el uso de pilas de 9 V.

Las entradas diferenciales se conectarán a los electrodos situados en el músculo del

antebrazo en el que se puede obtener la señal EMG que indica el cierre o apertura de la

mano.

La salida de este Amplificador de Instrumentación se conectará en cascada a las diferentes

etapas de filtrado para el acondicionamiento de la señal EMG, mientras que el pin de

tierra se conectará a un tercer electrodo situado en un lugar que no se vea afectado por la

contracción del musculo del antebrazo. El lugar físico en el que se conectará este

electrodo es el codo.

Finalmente, y debido a que la amplitud máxima de la señal EMG puede variar

dependiendo de la situación de los electrodos o de la persona a la que están conectados,

se usará un potenciómetro de 500 Ω para regular de manera precisa la ganancia del IA a

la mayor posible sin que este llegue a un estado de saturación. Esta ganancia será de

alrededor de 400.

1.6.2 Etapa de filtro pasa altos

Esta etapa se encarga de rechazar las frecuencias menores de 20 Hz, ya que no aportan

información estudio de la señal EMG. El circuito se ha analizado en el apartado 2.1 y se

ha implementado de la siguiente manera:

Figura 1.11. Circuito de filtrado de las frecuencias bajas

Mediante el programa PSIM, se ha simulado el circuito de la figura 1.11 en el dominio

de la frecuencia para obtener el diagrama de Bode del filtro. A continuación se puede

observar dicho diagrama:

Page 12: Joel Macaya Baena Control de pinza robótica con estimación

1 Memoria descriptiva

12

Figura 1.12. Diagrama Bode referente al filtro pasa altos

En este diagrama se puede observar que la frecuencia de corte del filtro es de 20,11 Hz,

prácticamente igual a la calculada en el apartado 2.1, que era de 20,096 Hz.

1.6.3 Etapa de filtro pasa bajos

Esta etapa se encarga de rechazar las frecuencias mayores de 500 Hz, debido a que en

este rango de frecuencias, no se encuentra la información de la señal EMG, pero si

interferencias que podrían hacer que la lectura fuese errónea. El circuito se ha analizado

en el apartado 2.2 y se ha implementado de la siguiente manera:

Figura 1.13. Circuito de filtrado de las frecuencias altas

De la misma manera que en el apartado anterior, se ha simulado este circuito en el

dominio de la frecuencia mediante el programa PSIM. A continuación se puede observar

el resultado obtenido:

Page 13: Joel Macaya Baena Control de pinza robótica con estimación

1 Memoria descriptiva

13

Figura 1.14. Diagrama Bode referente al filtro pasa bajos

En este diagrama se puede observar que la frecuencia de corte del filtro es de 510,6 Hz,

un valor muy cercano al calculado en el apartado 2.2, que era de 511,54 Hz.

1.6.4 Etapa de filtro Notch

Este es el último filtro de la etapa de filtrado de la señal EMG y es el encargado de

eliminar las interferencias de 50 Hz que son producidas por la red de alimentación

eléctrica. Este filtro es necesario ya que esta interferencia tiene una magnitud mayor que

la de la señal EMG, por lo que opacaría la señal que se está intentando obtener. A

continuación se puede ver el circuito electrónico que se ha analizado en el apartado 2.3

para llevar a cabo esta tarea:

Figura 1.15. Circuito de filtrado de la frecuencia de 50 Hz

Este circuito también ha sido analizado mediante el programa PSIM, y el diagrama de

Bode que se ha obtenido en este caso tiene la forma siguiente:

Page 14: Joel Macaya Baena Control de pinza robótica con estimación

1 Memoria descriptiva

14

Figura 1.16. Diagrama Bode referente al filtro Notch

En este diagrama se puede observar que la frecuencia central del filtro es de 49,75 Hz,

mientras que las frecuencias laterales son de 20,56 Hz y 120, 28 Hz. Se puede comprobar

que estos valores son prácticamente iguales a los que se han calculado en el apartado 2.3,

que son de 49,74 Hz para la frecuencia central del filtro y 20,6 Hz y 120 Hz para las

frecuencias de corte.

1.6.5 Pruebas del conjunto de los 3 filtros

Una vez se han implementado los tres filtros anteriores conectados en cascada, se puede

obtener el diagrama Bode del conjunto del mismo modo que se ha hecho anteriormente

en cada uno de ellos. A continuación se puede ver el circuito usado en PSIM para la

simulación de este diagrama:

Figura 1.17. Circuito electrónico de las 3 etapas de filtrado

Simulando este circuito en frecuencia des de 2 Hz (una década por debajo de la frecuencia

mínima) hasta 5000 Hz (una década por encima de la frecuencia máxima), se ha obtenido

el siguiente diagrama Bode:

Page 15: Joel Macaya Baena Control de pinza robótica con estimación

1 Memoria descriptiva

15

Figura 1.18. Diagrama Bode las 3 etapas de filtrado

En el diagrama anterior se pueden diferenciar 2 zonas que están cerca de la ganancia

unitaria, se diferenciarán la zona 1, referente a las frecuencias entre 15 Hz y 40 Hz

aproximadamente y la zona 2, referente a las frecuencias entre 70 Hz y 600 Hz

aproximadamente.

Para ver el comportamiento físico de este circuito, se han realizado pruebas en el

laboratorio. Se ha usado un generador de funciones, mediante el cual se ha generado una

onda senoidal de la amplitud mínima que permite el generador y además se ha realizado

una atenuación de 20 dB, para poder captar el ruido ambiental. A continuación se puede

ver dicha onda:

Figura 1.19. Onda senoidal obtenida del generador de funciones

Tras realizar una amplificación por 400 aproximadamente (mediante el IA), se han

obtenido los puntos de máxima tensión de las dos zonas del Bode de la Figura 1. El punto

de máxima tensión de la zona 1, se encuentra a una frecuencia de 19,9 Hz y tiene una

amplitud de pico a pico de 3,68 V.

Page 16: Joel Macaya Baena Control de pinza robótica con estimación

1 Memoria descriptiva

16

Figura 1.20. Tensión de salida de las etapas de filtrado a 19,9 Hz

Se calcula el punto de -3dB respecto a este punto y se obtiene el valor de 2,6 V. Si se

realiza una búsqueda de estos puntos cerca de la zona 1 del diagrama Bode, se pueden

obtener las frecuencias de 11,26 Hz y 29,98 Hz, que serán los límites de la zona 1.

Figura 1.21. Tensión de salida de las etapas de filtrado a 11,26 Hz

Figura 1.22. Tensión de salida de las etapas de filtrado a 29,98 Hz

Page 17: Joel Macaya Baena Control de pinza robótica con estimación

1 Memoria descriptiva

17

Se ha realizado el mismo procedimiento de obtención del punto de tensión máxima para

la zona 2. En este caso se encuentra a una frecuencia de 352 Hz y tiene una tensión de

8,56 V.

Figura 1.23. Tensión de salida de las etapas de filtrado a 352 Hz

Al calcular el punto de los -3 dB, se obtiene el valor de tensión de 6,05 V. Las frecuencias

de la zona 2 con dicha tensión son 596 Hz y 154,8 Hz. A continuación se pueden ver

dichas tensiones:

Figura 1.24. Tensión de salida de las etapas de filtrado a 596 Hz

Page 18: Joel Macaya Baena Control de pinza robótica con estimación

1 Memoria descriptiva

18

Figura 1.25. Tensión de salida de las etapas de filtrado a 154,8 Hz

También se ha realizado un muestreo para comprobar la atenuación que se produce en

una señal de 50 Hz. La señal obtenida es de unos 100 mV de pico a pico, muy pequeña

en comparación a las señales de entre 2 V y 8 V que se obtienen a otras frecuencias.

Figura 1.26. Tensión de salida de las etapas de filtrado a 50 Hz

Una vez se ha comprobado el funcionamiento de los filtros para diferentes frecuencias,

se ha cambiado la fuente de entrada del generador de funciones a la medida de la señal

EMG. La primera señal que se obtenida ha sido la de la mano en reposo. A continuación

se puede ver dicha señal:

Page 19: Joel Macaya Baena Control de pinza robótica con estimación

1 Memoria descriptiva

19

Figura 1.27. Señal EMG con la mano en reposo

Se puede ver que la señal en reposo tiene una amplitud muy pequeña, de unos 80 mV de

pico a pico. Tras comprobar la señal en reposo, se han generado una serie de cambios de

estado en la apertura de la mano (cerrar-abrir-cerrar-etc). A continuación se puede ver un

conjunto de movimientos cerrar-abrir:

Figura 1.28. Señal EMG correspondiente a un cierre y apertura de la mano

En esta señal se puede apreciar notablemente el cambio que se produce en la tensión al

realizar un cambio de estado, en este caso se pueden encontrar tensiones de pico a pico

de hasta 1,2 V y de una duración aproximada de entre 250 y 300 ms. También cabe

destacar que el cambio de estado de abrir la mano es menor que el cambo de estado

producido al cerrarla. Se marca el límite para realizar una distinción de cambio de estado

a las señales que varíen en 200 mV respecto el punto medio.

Page 20: Joel Macaya Baena Control de pinza robótica con estimación

1 Memoria descriptiva

20

1.6.6 Etapa sumadora no inversora y segunda etapa de amplificación

Esta etapa se encarga de sumar a la señal EMG un offset y una amplificación para adecuar

dicha señal a los parámetros de las entradas analógicas del microcontrolador. El circuito

se ha analizado en el apartado 2.4, y se ha montado del siguiente modo:

Figura 1.29. Circuito amplificador sumador no inversor con los valores definitivos

Mediante este circuito se pueden calcular las tensiones de entrada del microcontrolador

que marcarán los límites para analizar el cambio de estado. Anteriormente se han definido

estos límites como ± 200 mV respecto la tensión central. Las tensiones a las que se

programarán los límites son 3,33 V y 1,79 V.

1.7 Diseño del circuito para la actuación sobre la pinza robótica

El diseño de los circuitos para el control de la pinza, se ha dividido en 3 partes, en la

primera parte se explica el circuito que permite realizar una inversión de giro, que será

necesario para que la pinza pueda abrir y cerrar; la segunda parte es el circuito mediante

el cual se obtiene el consumo del motor, que permitirá que se deje de actuar sobre el motor

cuando este realice algún sobreesfuerzo; y la tercera parte es el circuito de los sensores

de fuerza resistivos y el potenciómetro que permite la regulación de la presión realizada

sobre un objeto.

1.7.1 Puente en H para la inversión de giro

Para realizar la inversión de giro en un motor DC, es necesario un circuito electrónico

que permita cambiar la polaridad de la tensión de alimentación. Este circuito se denomina

puente en H debido a su forma y permite realizar esta inversión de una manera muy

simple, cuatro transistores que se polarizan dos a dos para permitir el paso del corriente

en un sentido u otro. A continuación se puede observar una imagen de este circuito:

1k

3,3

3,9k

1M

1M

VEMG

100k

Vo

15k

Page 21: Joel Macaya Baena Control de pinza robótica con estimación

1 Memoria descriptiva

21

Figura 1.30. Puente en H para la inversión de giro del motor DC (10 )

Para implementar este circuito se usarán 4 resistores de 1 kΩ y se dispondrán en la imagen

sustituyendo R1, R2, R3 y R4. Las tensiones V1, V2, V3 y V4 se conectarán a los pines

de salida digitales 4, 7, 12 y 8 del Arduino respectivamente, de esta manera, cuando se

activen los pines digitales 4 y 12, estando los pines 7 y 8 desactivados, el motor girará en

un sentido y cuando se activen los pines 7 y 8 del Arduino, estando los otros dos

desactivados, el motor girará en el otro sentido. Los 4 transistores que se usarán en el

montaje de este puente en H serán del tipo PN2222, mientras que los diodos colocados

en antiparalelo, que son necesarios para proteger a los demás componentes ante

sobretensiones y corrientes inversas, serán del tipo 1N4007.

1.7.2 Corriente consumida por el motor

Para obtener el consumo del motor, se usará una resistencia de sensado de 10 mΩ, en la

que se generará una caída de tensión proporcional a la corriente consumida por el motor

y a través de un Amplificador de Instrumentación, se amplificará dicha tensión para que

el microcontrolador pueda operar con ella. La ganancia del amplificador de

instrumentación se ha determinado en el apartado 2.5 de la memoria de cálculos. Esta

ganancia será de 834 y se obtiene mediante una resistencia equivalente de 60 Ω conectada

entre los pines 1 y 8 del IA. Los pines 7 y 4 del IA se conectarán a las tensiones de

alimentación de +9 V y -9 V respectivamente, que son generadas por las dos pilas de 9 V

que alimentan el conjunto del circuito y generan los niveles de tensión 9 V, 0 V y -9 V.

El consumo del motor aumenta cuando aumenta el par, por lo que con la medida de

corriente del motor, podemos estimar cuando se está realizando una fuerza excesiva ya

sea al abrir o al cerrar la pinza. Durante el cierre de la pinza, el consumo puede aumentar

cuando se está cogiendo un objeto o cuando se ha cerrado del todo, mientras que durante

la apertura, el consumo aumentará sólo en el caso en el que la pinza está completamente

abierta.

Page 22: Joel Macaya Baena Control de pinza robótica con estimación

1 Memoria descriptiva

22

1.7.3 Sensores de fuerza resistivos

Para medir la presión que realiza la pinza, sobre el objeto que se desea coger, se instalarán

dos sensores de fuerza resistivos FSR. Un sensor se ubicará en la punta de la pinza y el

otro en el medio, para poder detectar diferentes tamaños y formas de objetos. Se puede

observar en el datasheet de estos sensores que la resistencia no varía linealmente respecto

a la presión realizada, a continuación se puede observar un gráfico donde se han

representado unos datos otorgados por el fabricante:

Figura 1.31. Gráfico de la resistencia del FSR respecto la presión

En el datasheet también se puede encontrar una recomendación de conexión del fabricante

del sensor. Recomienda realizar un divisor de tensión entre la alimentación del Arduino

a 5 V y 0 V, y usando un resistor de 220 kΩ (11 ). A continuación se puede observar el

circuito mencionado:

Figura 1.32. Esquema de conexión de los FSRs (11 )

0

50

100

150

200

250

300

350

400

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2

Res

iste

nci

a (kΩ)

Presión (kg)

Resistencia-presión del FSR

Page 23: Joel Macaya Baena Control de pinza robótica con estimación

1 Memoria descriptiva

23

Con esta conexión, se puede obtener el gráfico de la tensión obtenida a la entrada

analógica del Arduino mediante la fórmula del divisor de tensión:

𝑉𝑎 = 5 𝑉𝑅𝐹𝑆𝑅

220 𝑘 + 𝑅𝐹𝑆𝑅 (1.1)

Figura 1.33. Gráfico de la tensión del FSR respecto la presión

Para poder controlar y regular la presión a la que se debe detener el motor sin la necesidad

de realizar cambios en la programación del microcontrolador, se instalará un

potenciómetro que actuará como divisor de tensión entre la alimentación del Arduino a

5 V y 0 V, conectando el pin restante a una entrada analógica del mismo Arduino. De este

modo, mediante la variación de la resistencia del potenciómetro, se podrá cambiar el valor

con el que se comparan las entradas de los FSRs para regular la presión realizada por la

pinza sobre el objeto.

1.8 Programación de los microcontroladores

En este apartado se encuentra el código de los dos microcontroladores Arduinos NANO

que se encargan de controlar cada uno de los sistemas del modelo, por una parte, el

sistema de obtención de la señal EMG y por otra parte el sistema de control de giro del

motor y la presión que se realiza. También se evalúan las conexiones de estos Arduino

NANO con los módulos bluetooth HC-05 para su comunicación y los pasos a seguir para

enlazar ambos módulos.

1.8.1 Microcontrolador del conjunto sensor “brazo”

Este microcontrolador es el encargado de obtener la señal EMG i realizar una

comparación para determinar cuándo se ha realizado un cambio de estado en la actuación

muscular de la mano (abierta-cerrada o cerrada-abierta). Existen dos variables en este

0

1

2

3

4

5

6

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2

Vo

ltag

e (V

)

Presión (kg)

Voltage-presión del FSR

Page 24: Joel Macaya Baena Control de pinza robótica con estimación

1 Memoria descriptiva

24

programa: la variable Vfiltro, en la que se guarda el valor de la señal EMG después de

que esta se haya convertido de analógica a digital (el valor de esta variable será entero y

estará entre 0 y 1023); la otra variable del programa gestiona el estado actual de los dos

posibles (mano abierta y mano cerrada), inicialmente se define como abierta.

En el bucle principal, se lee la tensión de la señal EMG y si esta supera los 3,33 V o es

inferior a los 1,79 V el programa cambia el bit que se envía por bluetooth y el estado.

Entonces se realiza un delay de 300 ms para que los diversos picos del mismo cambio de

estado de la señal EMG no generen diversos cambios de estado en el programa.

1.8.2 Microcontrolador del conjunto motriz “pinza”

Para la programación del Arduino NANO que controla el sentido de giro del motor, se ha

usado como base el diagrama de estados de Moore. En el siguiente diagrama se pueden

apreciar los estados que se han tenido en cuenta y las salidas que produce el

microcontrolador a cada estado. En la parte superior izquierda de cada estado se encuentra

el nombre del estado mientras que en la parte inferior derecha se encuentran las salidas

del microcontrolador que corresponden a los cuatro bits que, definidos a 1 (salida

activada) o 0 (salida no activada), polarizan cada uno de los cuatro transistores,

controlando así el sentido de giro del motor.

Figura 1.34. Diagrama de estados de la programación del Arduino de la pinza

1.8.3 Comunicación Bluetooth entre los microcontroladores

La comunicación Bluetooth ha sido la seleccionada para realizar la comunicación entre

los microcontroladores que se usan en este proyecto. El módulo hc-05 nos permite realizar

este tipo de comunicación. A continuación se puede ver una imagen en la que se muestra

el conexionado de un Arduino NANO con un módulo Bluetooth hc-05. La conexión que

se muestra en la figura a los pines D3 y D2 del Arduino NANO, también se puede realizar

a los pines Tx i Rx del mismo Arduino respectivamente, que es el tipo de conexión que

se ha realizado en este proyecto.

Page 25: Joel Macaya Baena Control de pinza robótica con estimación

1 Memoria descriptiva

25

Figura 1.35. Conexionado de un Arduino NANO con un módulo bluetooth hc-05 (12 )

Antes de realizar este conexionado, se deben configurar ambos módulos Bluetooth para

que se establezca una comunicación entre ellos del tipo Maestro-Esclavo, en la cual el

microcontrolador referente a la obtención de la señal EMG será el maestro y el de control

de la pinza el esclavo. Para realizar esta configuración, se debe cambiar al modo de

comandos AT y para ello se debe conectar el pin EN del módulo bluetooth a 5 V y se

deben intercambiar las conexiones de los pines Rx y Tx, conectando así el pin Rx del

Arduino al pin Rx del módulo bluetooth y el pin Tx del Arduino al pin Tx del módulo

bluetooth. A continuación se pueden ver estos cambios para la configuración, en este caso

en un Arduino MEGA.

Figura 1.36. Conexionado del módulo bluetooth hc-05 para cambiar al modo de comandos AT (13 )

Una vez realizados estos cambios, se debe cargar un fichero vacío en el microcontrolador

y pulsar el botón del módulo bluetooth hasta que el LED de este módulo se encienda y

apague cada 2 segundos. Entonces se debe acceder al monitor serie a través del programa

de Arduino.

Page 26: Joel Macaya Baena Control de pinza robótica con estimación

1 Memoria descriptiva

26

Para configurar el módulo que hará de esclavo, se debe introducir el comando

“AT+ROLE=0”. Una vez introducido este comando, ya se ha configurado el módulo

como esclavo, ahora, con el comando “AT+ADDR?” obtenemos la dirección de este

módulo, que en el módulo usado para este proyecto es 98d3:32:21290b. Así queda

configurado este módulo bluetooth.

Para realizar la configuración del módulo que hará de maestro, se debe introducir el

comando “AT+ROLE=1”. Al introducir este comando, ya se ha configurado como

maestro, ahora, con el comando “AT+CMODE=0” se define el modo de conexión a

dirección fija, esto significa que sólo se podrá comunicar con el módulo con la dirección

que se le indique y para ello se debe usar el comando “AT+BIND=98D3,32,21290B”.

Podemos observar que la dirección introducida en el último comando es la misma

dirección que la obtenida del módulo esclavo.

Finalmente, se debe restaurar la conexión inicial entre el módulo bluetooth y el

microcontrolador, es decir, con los pines Rx y Tx del módulo hc-05 conectados a los pines

Tx y Rx del Arduino respectivamente.

Page 27: Joel Macaya Baena Control de pinza robótica con estimación

2 Memoria de cálculos

27

2 Memoria de cálculos En este apartado se desarrollarán los cálculos de los diferentes circuitos electrónicos que

forman el modelo final. Por una parte, las etapas de filtrado y amplificación de la señal

EMG y, por otra parte, la amplificación de la caída de tensión en la Rsens para obtener la

corriente del motor.

2.1 Filtro pasa altos a 20 Hz

Para desarrollar el filtro pasa altos para la señal EMG, se propone el modelo de 2º orden

Sallen Key, que tiene la siguiente forma:

Figura 2.1. Filtro paso altos Sallen Key de segundo orden

Este circuito se puede simplificar en el caso en el que la ganancia deseada de la etapa sea

igual a 1. En el caso del modelo que se está diseñando ya existen etapas de amplificación,

por lo que se usará la versión simplificada:

Figura 2.2. Filtro paso altos Sallen Key de segundo orden con ganancia unitaria

C1

ViVo

C2

R1

R2

RbRa

C

ViVo

C

R1

R2

Rb

Page 28: Joel Macaya Baena Control de pinza robótica con estimación

2 Memoria de cálculos

28

Para estos cálculos, se tomará el modelo de amplificador operacional ideal. Esto significa

que la corriente de entrada al amplificador será 0 en sus dos terminales y, por cortocircuito

virtual, la tensión de ambos terminales será igual. Siguiendo estas premisas y aplicando

la transformación de Laplace, podemos obtener las siguientes ecuaciones:

𝐼1 =𝑉𝑖 − 𝑉1

1𝐶𝑠

= 𝐶𝑠 · (𝑉𝑖 − 𝑉1) (2.1)

𝐼2 =𝑉1 − 𝑉𝑂

𝑅1 (2.2)

𝐼3 =𝑉𝑜

𝑅2 (2.3)

𝐼1 = 𝐼2 + 𝐼3 (2.4)

𝑉1 = 𝑉𝑜 (𝑅2 +

1𝐶𝑠

𝑅2) (2.5)

Una vez se han obtenido estas ecuaciones, se procede a simplificarlas. Primero se

substituyen las ecuaciones (2.1), (2.2) y (2.3) en la ecuación (2.4):

𝐶𝑠 · (𝑉𝑖 − 𝑉1) =𝑉1 − 𝑉𝑜

𝑅1+

𝑉𝑜

𝑅2 (2.6)

Después se substituye la ecuación (2.5) en la ecuación (2.6), para obtener:

𝐶𝑠 · (𝑉𝑖 − 𝑉𝑜 (𝑅2 +

1𝐶𝑠

𝑅2)) =

𝑉𝑜 (𝑅2 +

1𝐶𝑠

𝑅2) − 𝑉𝑜

𝑅1+

𝑉𝑜

𝑅2

(2.7)

Mediante la simplificación de la ecuación (2.7) se puede obtener la función de

transferencia de esta etapa de filtrado:

𝑉𝑜

𝑉𝑖(𝑠) =

𝑠2

𝑠2 + 2𝑠 ·1

𝐶 · 𝑅2+

1𝐶2 · 𝑅1 · 𝑅2

(2.8)

Page 29: Joel Macaya Baena Control de pinza robótica con estimación

2 Memoria de cálculos

29

Una vez obtenida la función de transferencia, se debe escoger la aproximación que se

usará para el diseño del filtro. Esta aproximación definirá principalmente la forma que

tendrá el diagrama de Bode del filtro. Se ha escogido la aproximación de Butterworth,

para la cual los parámetros Q y k toman los valores (√2)-1 y 1 respectivamente. A

continuación, se pueden observar las fórmulas que definen los valores de resistencias y

condensadores del filtro:

𝑚 =1

2 · 𝑄 (2.9)

𝑅1 =𝑚

2𝜋𝑓𝑐 · 𝐶 (2.10)

𝑅2 =𝑅1

𝑚2 (2.11)

Ahora se debe fijar el valor de una de las variables (R1, R2, C) a uno normalizado y

calcular el valor de las otras dos a partir de este. Se propone el valor C = 1 µF. De esta

manera, el valor de la resistencia 1 debería ser R1 = 5626,98 Ω. Al no ser este un valor

normalizado, se busca el valor más cercano que si lo sea, R1 = 5600 Ω. Finalmente se

calcula el valor de la resistencia 2 a partir del valor normalizado de R1, R2 = 11200 Ω.

Por motivos de diseño, Rb debe ser igual a R2, entonces Rb = R2 = 11200 Ω.

Con estos nuevos valores de condensador y resistencias, se calcula la que será la nueva

frecuencia de corte del filtro:

𝑓𝑐 =𝑚

2𝜋𝑅1 · 𝐶 (2.12)

Sustituyendo los valores correspondientes en la ecuación (2.12), se comprueba que la

nueva frecuencia de corte es fc = 20,096 Hz.

2.2 Filtro pasa bajos a 500 Hz

Para desarrollar el filtro pasa bajos para la señal EMG, se propone el modelo de 2º orden

Sallen Key, que tiene la siguiente forma:

Page 30: Joel Macaya Baena Control de pinza robótica con estimación

2 Memoria de cálculos

30

Figura 2.3. Filtro paso bajos Sallen Key de segundo orden

De la misma manera que en el caso anterior, este circuito se puede simplificar en el caso

en el que la ganancia deseada de la etapa sea igual a 1. En este caso, el circuito

simplificado es:

Figura 2.4. Filtro paso altos Sallen Key de segundo orden con ganancia unitaria

Para estos cálculos, se tomará el modelo de amplificador operacional ideal. Esto significa

que la corriente de entrada al amplificador será 0 en sus dos terminales y, por cortocircuito

virtual, la tensión de ambos terminales será igual. Siguiendo estas premisas y aplicando

la transformación de Laplace, podemos obtener las siguientes ecuaciones:

𝐼1 =𝑉𝑖 − 𝑉1

𝑅 (2.13)

𝐼2 =𝑉1 − 𝑉𝑂

1𝐶1𝑠

(2.14)

C1

ViR1

RbRa

R2

C2

Vo

C1

ViR

Rb

R

C2

Vo

Page 31: Joel Macaya Baena Control de pinza robótica con estimación

2 Memoria de cálculos

31

𝐼3 =𝑉𝑜

(1

𝐶2𝑠)

(2.15)

𝐼1 = 𝐼2 + 𝐼3 (2.16)

𝑉1 = 𝑉𝑜 (𝑅 +

1𝐶2𝑠

1𝐶2𝑠

) (2.17)

Una vez se han obtenido estas ecuaciones, se procede a simplificarlas. Primero se

substituyen las ecuaciones (2.13), (2.14) y (2.15) en la ecuación (2.16):

𝑉𝑖 − 𝑉1

𝑅=

𝑉1 − 𝑉𝑂

1𝐶1𝑠

+𝑉𝑜

(1

𝐶2𝑠)

(2.18)

Después se substituye la ecuación (2.17) en la ecuación (2.18), para obtener:

𝑉𝑖 − 𝑉𝑜 (𝑅 +

1𝐶2𝑠

1𝐶2𝑠

)

𝑅=

𝑉𝑜 (𝑅 +

1𝐶2𝑠

1𝐶2𝑠

) − 𝑉𝑂

1𝐶1𝑠

+𝑉𝑜

(1

𝐶2𝑠)

(2.19)

Mediante la simplificación de la ecuación (2.19) se puede obtener la función de

transferencia de esta etapa de filtrado:

𝑉𝑜

𝑉𝑖(𝑠) =

1𝑅2 · 𝐶1 · 𝐶2

𝑠2 + 2𝑠 ·1

𝑅 · 𝐶1+

1𝑅2 · 𝐶1 · 𝐶2

(2.20)

Para el cálculo de los valores de resistencias y condensadores de este filtro, se ha

escogido, igual que en el caso anterior, la aproximación de Butterworth, para la cual los

parámetros Q y k toman los valores (√2)-1 y 1 respectivamente.

𝑚 =1

2 · 𝑄 (2.21)

𝑅 =1

2𝜋𝑓𝑐 · 𝑚 · 𝑘 · 𝐶1 (2.22)

Page 32: Joel Macaya Baena Control de pinza robótica con estimación

2 Memoria de cálculos

32

𝐶2 = 𝑚2 · 𝐶1 (2.23)

De la misma manera que en el caso anterior, se debe fijar el valor de una de las variables

(R, C1, C2) a uno normalizado y calcular el valor de las otras dos a partir de este. Se

propone el valor C1 = 20 nF. De esta manera, el valor de la resistencia debería ser R =

22,508 kΩ. Al no ser este un valor normalizado, se busca el valor más cercano que si lo

sea, R = 22 kΩ. Finalmente se calcula el valor del condensador 2 a partir del valor de C1,

C2 = 10 nF.

Por motivos de diseño, Rb debe ser el doble que R, entonces Rb = 2·R = 44 kΩ.

Con estos nuevos valores de condensador y resistencias, se calcula la que será la nueva

frecuencia de corte del filtro:

𝑓𝑐 =1

2𝜋𝐶1 · 𝑚 · 𝑅 (2.24)

Sustituyendo los valores correspondientes en la ecuación (2.24), se comprueba que la

nueva frecuencia de corte es fc = 511,54 Hz.

2.3 Filtro Notch a 50 Hz

Después de pasar por los dos filtros desarrollados anteriormente, la señal se ha acotado

entre los rangos de frecuencia en que se puede obtener el EMG, pero aún existe una

interferencia que puede hacer que la lectura de la señal sea errónea. Esta interferencia es

producida por la red de alimentación eléctrica, que es de 50 Hz. Para poder eliminar la

señal de esta frecuencia, se debe implementar un filtro rechaza banda, que en el caso de

las frecuencias de red se denomina Notch. A continuación podemos ver una imagen de

un filtro Notch activo:

Figura 2.5. Filtro Notch activo

Vi

C

Vo

CV1

R V2 R

2C

R/2

Page 33: Joel Macaya Baena Control de pinza robótica con estimación

2 Memoria de cálculos

33

Si se analiza este circuito, se pueden obtener las siguientes ecuaciones:

2𝐶𝑠𝑉2 =𝑉𝑖 − 𝑉2

𝑅+

𝑉𝑜 − 𝑉2

𝑅 (2.25)

𝐶𝑠(𝑉𝑖 − 𝑉1) =2(𝑉1 − 𝑉𝑜)

𝑅+ 𝐶𝑠(𝑉1 − 𝑉𝑜) (2.26)

𝑉𝑜 − 𝑉2

𝑅= 𝐶𝑠(𝑉1 − 𝑉𝑜) (2.27)

El siguiente paso para obtener la función de transferencia de ese filtro es aislar V2 de la

ecuación (2.25), aislar V1 de la ecuación (2.26) y substituir ambos resultados en la

ecuación (2.27).

𝑉2 =𝑉𝑖 + 𝑉𝑜

2(𝑅𝐶𝑠 + 1) (2.28)

𝑉1 =𝑅𝐶𝑠𝑉𝑖 + 2𝑉𝑜 + 𝑅𝐶𝑠𝑉𝑜

2(𝑅𝐶𝑠 + 1) (2.29)

𝑉𝑜 − (𝑉𝑖 + 𝑉𝑜

2(𝑅𝐶𝑠 + 1))

𝑅= 𝐶𝑠 ((

𝑅𝐶𝑠𝑉𝑖 + 2𝑉𝑜 + 𝑅𝐶𝑠𝑉𝑜

2(𝑅𝐶𝑠 + 1)) − 𝑉𝑜) (2.30)

Mediante la simplificación de la ecuación (2.30) se puede obtener la función de

transferencia de esta etapa de filtrado:

𝑉𝑜

𝑉𝑖(𝑠) =

𝑠2 +1

𝑅2𝐶2

𝑠2 + 2𝑠1

𝑅𝐶 +1

𝑅2𝐶2

(2.31)

𝜔0 =1

𝑅𝐶 (2.32)

Se define 𝜔0 como la frecuencia central del filtro notch. Para obtener el valor de R que

deberá tener el filtro, se define f0 = 50 Hz y C = 0,1µF y aplicar la formula (2.23). Así se

determina que el valor de resistencia debe ser 31,83 kΩ. Debido a que este valor no es un

valor normalizado de resistencia se puede tomar el valor de 33 kΩ, pero para augmentar

la precisión de este filtro, se ha decidido usar dos resistores en serie de 22 kΩ y 15 kΩ,

obteniendo así un valor de resistencia equivalente de 32 kΩ. Con este valor de resistencia

se puede calcular la nueva frecuencia central del filtro, f0 = 49,74 Hz.

Page 34: Joel Macaya Baena Control de pinza robótica con estimación

2 Memoria de cálculos

34

Para obtener las frecuencias de corte, que son las frecuencias extremo de la banda

eliminada, se deben encontrar los puntos en los que el módulo de la función de

transferencia toma el valor √2/2. Para ello se debe substituir s por 𝑗𝜔.

𝑉𝑜

𝑉𝑖

(𝑗𝜔) =√2

2=

(𝑗𝜔)2 + 𝜔02

(𝑗𝜔)2 + 2𝑗𝜔𝜔0 + 𝜔02 (2.33)

√2

2=

𝜔02 − 𝜔2

√(𝜔02 − 𝜔2)2 + (2𝜔𝜔0)2

(2.34)

Al simplificar la ecuación (2.34) se obtiene la siguiente ecuación bicuadrada, que se

resolverá mediante la fórmula para resolver ecuaciones de segundo grado:

𝜔4 − 6𝜔02𝜔2 + 𝜔0

4 = 0 (2.35)

𝜔2 =6𝜔0

2 ± √(−6𝜔02)2 − 4𝜔0

4

2 (2.36)

𝜔 = ±√𝜔02

6

2± 𝜔0

2 √32

2 (2.37)

De las cuatro soluciones que se pueden obtener en esta ecuación, se descartan las dos

negativas. Finalmente se obtiene la fórmula para calcular las frecuencias de corte:

𝜔 = 𝜔0√3 ± 2√2 (2.38)

Substituyendo el valor de frecuencia central obtenido anteriormente, se pueden obtener

los dos valores de frecuencia de corte: f1 = 20,6 Hz y f2 = 120 Hz.

2.4 Amplificador sumador no inversor

Una vez filtrada la señal EMG, y debido a que la entrada analógica al Arduino NANO

debe tener una tensión entre 0V y 5V, se debe aplicar un offset a la señal filtrada de

aproximadamente 2,5V. También se debe realizar una segunda amplificación de esta

señal ya que después de las etapas de filtrado, esta tiene una tensión máxima de pico a

pico de unos 1,2 V. Si usamos el modelo de circuito del amplificador sumador no

inversor, se pueden llevar a cabo estas dos operaciones en una misma etapa. A

continuación, podemos ver el circuito electrónico correspondiente a este modelo:

Page 35: Joel Macaya Baena Control de pinza robótica con estimación

2 Memoria de cálculos

35

Figura 2.6. Circuito amplificador sumador no inversor

Si se analiza el circuito, siendo V1 la tensión obtenida a la salida de los filtros y V2 la

tensión de offset, se pueden obtener las siguientes ecuaciones:

𝑉1 − 𝑉𝐸

𝑅1=

𝑉𝐸 − 𝑉2

𝑅2 (2.39)

𝑉𝐸 = 𝑉𝑜

𝑅4

𝑅3 + 𝑅4 (2.40)

Para simplificar este desarrollo, se pueden igualar los valores de resistencia de los

resistores que están conectados a las entradas de tensión que se deben sumar y, para que

estos no influyan en los circuitos anteriores, deben ser de alta impedancia. Así, se definen

los valores R1 = R2 = 1 MΩ. Una vez se aplica este cambio, se puede aislar VE en la

ecuación (2.39) y entonces substituir el resultado en la ecuación (2.40):

𝑉𝐸 =𝑉1 + 𝑉2

2 (2.41)

𝑉𝑜 =(𝑅3 + 𝑅4)(𝑉1 + 𝑉2)

2𝑅4 (2.42)

𝑉𝑜 =(𝑅3 + 𝑅4)

2𝑅4𝑉1 +

(𝑅3 + 𝑅4)

2𝑅4𝑉2 (2.43)

Se puede observar que la tensión a la salida de esta etapa depende de una componente

continua (la señal de offset: V2) y una componente alterna (la señal EMG: V1), que se

pueden analizar por separado mediante la superposición.

Para definir el valor de la ganancia de esta etapa, que viene marcada por los valores de

resistencia R1 y R2, se usará la componente alterna, que como se ha comentado

anteriormente tiene una tensión máxima de pico a pico de aproximadamente 1,2 V. Esta

componente, una vez amplificada, no puede superar el límite que permite la entrada del

microcontrolador, que es de 5 V de pico a pico.

VE

R1

V2R2

Vo

R3

V1

R4

Page 36: Joel Macaya Baena Control de pinza robótica con estimación

2 Memoria de cálculos

36

𝐴 =𝑉𝑜

𝑉1=

(𝑅3 + 𝑅4)

2𝑅4=

5 𝑉

1,2 𝑉= 4,167 (2.44)

𝑅3

𝑅4= 7,33 (2.45)

Para tener un pequeño margen, se usarán valores de resistencia comerciales que resulten

en una ganancia menor a la indicada en la ecuación (2.45). Los valores elegidos han sido:

R3 = 100 kΩ y R4 = 15 kΩ. De esta manera, se obtiene una ganancia de 3,83.

Una vez definida esta ganancia, se debe calcular el valor constante de V2 para que la señal

tenga un offset de 2,5 V. Para este offset se usará un divisor de tensión entre 3,3 V, que

es una de las salidas de tensión del microcontrolador, y 0 V.

Figura 2.7. Divisor de tensión con los datos de la etapa

Podemos ver a continuación el cálculo del valor V2 (2.46) y la ecuación del divisor de

tensión (2.47):

𝑉2 =𝑉

𝐴=

2,5

3,83= 0,652 𝑉 (2.46)

𝑉2 = 3,3 𝑉𝑅6

𝑅5 + 𝑅6 (2.47)

Sustituyendo en la ecuación (2.47) el valor de V2 que se ha calculado en la ecuación

(2.46), se puede obtener la siguiente relación entre los valores de resistencia R5 y R6:

𝑅5

𝑅6= 4,06 (2.48)

3,3

R5

V2

R6

Page 37: Joel Macaya Baena Control de pinza robótica con estimación

2 Memoria de cálculos

37

Una vez obtenida esta relación, se deben buscar valores de resistencia comerciales que

resulten en valor próximo al calculado en la ecuación (2.48). Los valores elegidos han

sido: R5 = 3,9 kΩ y R6 = 1 kΩ. Con estos valores de resistencia, se obtiene una tensión

V2 de 0,673 V.

Finalmente, una vez se han calculado todos los elementos de este amplificador sumador

no inversor y utilizando la ecuación (2.43), se puede observar que la señal a la entrada

analógica del microcontrolador se encuentra dentro del rango que este admite, ya que

tomará valores en el siguiente rango aproximado:

𝑉𝑜 ≈ 3,83𝑉1 + 3,83𝑉2 ≈ 2,58 ± 2,3 𝑉 (2.49)

2.5 Amplificación de la lectura de corriente del motor

Para realizar la lectura de corriente consumida por el motor, se usa una resistencia de

sensado de 10 mΩ cuyos terminales están conectados a las entradas de un amplificador

de instrumentación. La salida de este IA se conectará a una de las entradas analógicas del

Arduino NANO que, cómo se ha comentado anteriormente, admite tensiones de entre 0V

y 5V.

Para calcular la resistencia que se conectará entre los terminales 1 y 8 del IA, que definirá

la amplificación que se llevará a cabo en esta etapa, se debe tener en cuenta que por

limitación de los transistores, la intensidad máxima que circulará por la resistencia de

sensado será 600 mA. Si se aplica la ley de Ohm, se puede obtener que el voltaje máximo

que se medirá en los terminales de esta resistencia será de 6 mV. Con este valor, se puede

calcular la ganancia deseada de esta etapa:

𝐺 =𝑉𝑜

𝑉𝑖=

5 𝑉

0,006 𝑉≈ 833 (2.50)

Según el datasheet del amplificador de instrumentación que se va a usar (INA114), la

ganancia del IA se calcula con la siguiente formula:

𝐺 = 1 +50 𝑘Ω

𝑅𝐺 → 𝑅𝐺 =

50 𝑘Ω

(𝐺 − 1) (2.51)

Si se aplica esta fórmula con el valor de ganancia calculado anteriormente, se puede

obtener que el valor de RG = 60,072 Ω. Este valor de resistencia no es un valor comercial

y se puede observar que si se aplica la fórmula (2.26) para los valores comerciales más

cercanos, 56 Ω y 68 Ω, se obtienen unos valores de ganancia de 894 y 736

respectivamente, que difieren notablemente respecto a la deseada. Por esto se decide

utilizar una resistencia de 10 Ω en serie con el paralelo de dos resistencias de 100 Ω,

como se muestra en la siguiente imagen:

Page 38: Joel Macaya Baena Control de pinza robótica con estimación

2 Memoria de cálculos

38

Figura 2.8. Resistencia equivalente de ganancia del IA

Con estos valores de resistencia dispuestos como se indica en la imagen anterior, se

obtiene un valor de resistencia equivalente de 60 Ω. Aplicando la fórmula (2.25) con este

nuevo valor de resistencia, se obtiene una ganancia de 834, que es muy similar al deseado,

por lo que se usará el circuito de la Figura 2.8 para definir la amplificación del IA.

10

100

100

Page 39: Joel Macaya Baena Control de pinza robótica con estimación
AutoCAD SHX Text
UNIVERSITAT ROVIRA I VIRGILI
AutoCAD SHX Text
Plano Nº1
AutoCAD SHX Text
Data
AutoCAD SHX Text
Nom
AutoCAD SHX Text
Dibuixat
AutoCAD SHX Text
Comprovat
AutoCAD SHX Text
S.normes
AutoCAD SHX Text
Sustitueix a
AutoCAD SHX Text
Sustituit per
AutoCAD SHX Text
Escala
AutoCAD SHX Text
ESQUEMA ELÉCTRICO DEL
AutoCAD SHX Text
Control de una pinza robótica con
AutoCAD SHX Text
estimación de la presión realizada
AutoCAD SHX Text
CONJUNTO MOTRIZ, PINZA
AutoCAD SHX Text
M
AutoCAD SHX Text
1 kΩ
AutoCAD SHX Text
1 kΩ
AutoCAD SHX Text
1 kΩ
AutoCAD SHX Text
1 kΩ
AutoCAD SHX Text
10 mΩ
AutoCAD SHX Text
+
AutoCAD SHX Text
-
AutoCAD SHX Text
60 Ω
AutoCAD SHX Text
Arduino NANO
AutoCAD SHX Text
Vcc+
AutoCAD SHX Text
Vcc-
AutoCAD SHX Text
GND
AutoCAD SHX Text
+9V
AutoCAD SHX Text
-9V
AutoCAD SHX Text
GND
AutoCAD SHX Text
220 kΩ
AutoCAD SHX Text
FSRm
AutoCAD SHX Text
HC-05
AutoCAD SHX Text
220 kΩ
AutoCAD SHX Text
FSRp
AutoCAD SHX Text
D4
AutoCAD SHX Text
D7
AutoCAD SHX Text
D8
AutoCAD SHX Text
D12
AutoCAD SHX Text
5V
AutoCAD SHX Text
A3
AutoCAD SHX Text
A5
AutoCAD SHX Text
Rx
AutoCAD SHX Text
Tx
AutoCAD SHX Text
GND
AutoCAD SHX Text
VCC
AutoCAD SHX Text
1 kΩ
AutoCAD SHX Text
5V
AutoCAD SHX Text
A7
AutoCAD SHX Text
GND
AutoCAD SHX Text
A0
AutoCAD SHX Text
Tx
AutoCAD SHX Text
Rx
AutoCAD SHX Text
1 kΩ
AutoCAD SHX Text
2 kΩ
AutoCAD SHX Text
GND
Page 40: Joel Macaya Baena Control de pinza robótica con estimación
AutoCAD SHX Text
UNIVERSITAT ROVIRA I VIRGILI
AutoCAD SHX Text
Plano Nº2
AutoCAD SHX Text
Data
AutoCAD SHX Text
Nom
AutoCAD SHX Text
Dibuixat
AutoCAD SHX Text
Comprovat
AutoCAD SHX Text
S.normes
AutoCAD SHX Text
Sustitueix a
AutoCAD SHX Text
Sustituit per
AutoCAD SHX Text
Escala
AutoCAD SHX Text
ESQUEMA ELÉCTRICO DEL
AutoCAD SHX Text
Control de una pinza robótica con
AutoCAD SHX Text
estimación de la presión realizada
AutoCAD SHX Text
CONJUNTO SENSOR, BRAZO
AutoCAD SHX Text
Electrodo 1
AutoCAD SHX Text
Arduino NANO
AutoCAD SHX Text
5V
AutoCAD SHX Text
3,3V
AutoCAD SHX Text
A0
AutoCAD SHX Text
Tx
AutoCAD SHX Text
Rx
AutoCAD SHX Text
HC-05
AutoCAD SHX Text
Rx
AutoCAD SHX Text
Tx
AutoCAD SHX Text
GND
AutoCAD SHX Text
VCC
AutoCAD SHX Text
1 kΩ
AutoCAD SHX Text
2 kΩ
AutoCAD SHX Text
GND
AutoCAD SHX Text
100 kΩ
AutoCAD SHX Text
15 kΩ
AutoCAD SHX Text
+
AutoCAD SHX Text
-
AutoCAD SHX Text
1 MΩ
AutoCAD SHX Text
1 MΩ
AutoCAD SHX Text
3,9 kΩ
AutoCAD SHX Text
1 kΩ
AutoCAD SHX Text
22 kΩ
AutoCAD SHX Text
22 kΩ
AutoCAD SHX Text
20 nF
AutoCAD SHX Text
0,2 uF
AutoCAD SHX Text
1 uF
AutoCAD SHX Text
1 uF
AutoCAD SHX Text
0,1 uF
AutoCAD SHX Text
0,1 uF
AutoCAD SHX Text
10 nF
AutoCAD SHX Text
+
AutoCAD SHX Text
-
AutoCAD SHX Text
GND
AutoCAD SHX Text
500 Ω
AutoCAD SHX Text
-
AutoCAD SHX Text
+
AutoCAD SHX Text
44 kΩ
AutoCAD SHX Text
-
AutoCAD SHX Text
+
AutoCAD SHX Text
11,2 kΩ
AutoCAD SHX Text
5,6 kΩ
AutoCAD SHX Text
11,2 kΩ
AutoCAD SHX Text
16 kΩ
AutoCAD SHX Text
32 kΩ
AutoCAD SHX Text
32 kΩ
AutoCAD SHX Text
-
AutoCAD SHX Text
+
AutoCAD SHX Text
Electrodo 2
AutoCAD SHX Text
IA
Page 41: Joel Macaya Baena Control de pinza robótica con estimación

4 Presupuesto

41

4 Presupuesto

4.1 Presupuestos parciales

4.1.1 Presupuesto parcial nº1 Conjunto sensorial “brazo”

Nº Ut Descripción Medición Precio Importe (€)

1.1 Ut Placa de desarrollo ATMega328 NANO, modelo VMA102, basada en el

microcontrolador Arduino NANO V3.

Total Ut: 1,00 9,99 9,99

1.2 Ut Módulo de transmisión Bluetooth HC-05, modelo VMA302, con chip CSR

BC417 bluetooth v2.0.

Total Ut: 1,00 8,25 8,25

1.3 Ut Pila 9V Varta High Energy.

Total Ut: 4,00 1,73 6,92

1.4 Ut Circuito integrado amplificador de instrumentación INA114.

Total Ut: 1,00 7,05 7,05

1.5 Ut Circuito integrado amplificador operacional OP07.

Total Ut: 4,00 1,58 6,32

Total Presupuesto parcial nº 1: 38,53

Page 42: Joel Macaya Baena Control de pinza robótica con estimación

4 Presupuesto

42

4.1.2 Presupuesto parcial nº2 Conjunto motriz “pinza”

Nº Ut Descripción Medición Precio Importe

2.1 kg Material PLA con el que está imprimida en 3D la pinza.

Total kg: 0,173 15,95 2,76

2.2 Ut Placa de desarrollo ATMega328 NANO, modelo VMA102, basada en el

microcontrolador Arduino NANO V3.

Total Ut: 1,00 9,99 9,99

2.3 Ut Módulo de transmisión Bluetooth HC-05, modelo VMA302, con chip CSR

BC417 bluetooth v2.0.

Total Ut: 1,00 8,25 8,25

2.4 Ut Motor DC, VEX 2-wire 293 DC Motor.

Total Ut: 1,00 9,99 9,99

2.5 Ut Pila 9V Varta High Energy.

Total Ut: 2,00 2,09 4,18

2.6 Ut Sensor de fuerza resistivo FSR,

Total Ut: 2,00 7,83 15,66

2.7 Ut Circuito integrado amplificador de instrumentación INA114.

Total Ut: 1,00 7,05 7,05

2.8 Ut Resistencia de precisión de 10 mΩ para la lectura de corriente consumida por

el motor DC.

Total Ut: 1,00 1,13 1,13

2.9 Ut Transistor para el puente en H del motor DC, modelo PN2222

Total Ut: 4,00 0,18 0,72

2.10 Ut Diodo para el puente en H del motor DC, modelo 1N4007

Total Ut: 4,00 0,08 0,32

Total Presupuesto parcial nº 2: 60,05

Page 43: Joel Macaya Baena Control de pinza robótica con estimación

4 Presupuesto

43

4.1.3 Presupuesto parcial nº3 Mano de obra

Nº Ut Descripción Medición Precio Importe

3.1 h Diseño, cálculo y análisis de los circuitos electrónicos que componen el

proyecto.

Total h: 80 10,00 800,00

3.2 h Simulación de los circuitos electrónicos.

Total h: 30 10,00 300,00

3.3 h Montaje de los circuitos.

Total h: 25 10,00 250,00

3.4 h Programación de los microcontroladores y configuración de los módulos

Bluetooth.

Total h: 20 10,00 200,00

3.5 h Obtención de datos mediante pruebas de funcionamiento en el laboratorio.

Total h: 35 10,00 350,00

3.6 h Redacción de este proyecto.

Total h: 110 10,00 1100,00

Total Presupuesto parcial nº 3: 3000,00

Page 44: Joel Macaya Baena Control de pinza robótica con estimación

4 Presupuesto

44

4.2 Resumen del presupuesto

Capitulo Importe (€)

1 Conjunto sensorial “brazo” 38,53

2 Conjunto motriz “pinza” 60,05

Presupuesto del material 98,58

21% 20,70

3 Mano de obra 3000,00

Presupuesto del material con IVA y mano de obra 3119,28

Page 45: Joel Macaya Baena Control de pinza robótica con estimación

5 Anexos

45

5 Anexos

5.1 Código del microcontrolador de la parte sensorial “brazo” // Definir pines entrada:

#define Vfiltropin A3

// Definir variables:

int Vfiltro=0;

int estado;

/* estado=0 -> mano abierta

estado=1 -> mano cerrada

*/

void setup()

// put your setup code here, to run once:

Serial.begin(9600);

Serial.write('0');

estado=0;

void loop()

// put your main code here, to run repeatedly:

Vfiltro= analogRead(Vfiltropin);

/* Si la mano estaba abierta y se ha producido un cambio de estado,

cambiar el estado a mano cerrada, indicarlo por Bluetooth y esperar

300 ms para la próxima comprobación

*/

if ((estado==0)&&((Vfiltro>=681)||( Vfiltro<=366)))

Serial.write('1');

estado=1;

delay(300);

Page 46: Joel Macaya Baena Control de pinza robótica con estimación

5 Anexos

46

/* Si la mano estaba cerrada y se ha producido un cambio de estado,

cambiar el estado a mano abierta, indicarlo por Bluetooth y esperar

300 ms para la próxima comprobación

*/

if ((estado==1)&&((Vfiltro>=681)||( Vfiltro<=366)))

Serial.write('0');

estado=0;

delay(300);

Código 1.1. Código del microcontrolador de la parte sensorial “brazo”

5.2 Código del microcontrolador de la parte motriz “pinza” // Definir pines entrada:

#define Rconsumopin A0

#define fsrmediopin A3

#define fsrpuntapin A5

#define potpin A7

// Definir pines salida:

#define trans1 4

#define trans2 7

#define trans3 8

#define trans4 12

// Definir variables:

int Rconsumo=0;

int fsrmedio=0;

int fsrpunta=0;

int pot=0;

int limpot=510;

int estado;

Page 47: Joel Macaya Baena Control de pinza robótica con estimación

5 Anexos

47

/* estado=0 -> pinza abierta

estado=1 -> pinza cerrando

estado=2 -> pinza cerrada

estado=3 -> pinza abriendo

*/

void setup()

// put your setup code here, to run once:

Serial.begin(9600);

// Se definen los pines de los transistores como salidas digitales

pinMode(trans1, OUTPUT);

pinMode(trans2, OUTPUT);

pinMode(trans3, OUTPUT);

pinMode(trans4, OUTPUT);

// Inicialmente se abre la pinza para partir de esa posición de reposo

digitalWrite(trans2, LOW);

digitalWrite(trans3, LOW);

digitalWrite(trans1, HIGH);

digitalWrite(trans4, HIGH);

estado=3;

void loop()

// put your main code here, to run repeatedly:

switch (estado)

case 0:

// Leer el Puerto serial si está disponible

if (Serial.available()>0)

lecturaBT= Serial.read();

// Si se ha recibido un 1 por Bluetooth, activar los transistores

// 2 y 3 para cerrar la pinza y cambiar de estado a cerrando

if(lecturaBT=='1')

Page 48: Joel Macaya Baena Control de pinza robótica con estimación

5 Anexos

48

digitalWrite(trans2, HIGH);

digitalWrite(trans3, HIGH);

estado=1;

break;

case 1:

// Obtener lectura del consumo, las presiones y el potenciómetro

Rconsumo= analogRead(Rconsumopin);

fsrmedio= analogRead(fsrmediopin);

fsrpunta= analogRead(fsrpuntapin);

pot= analogRead(potpin);

// Esperar 50 ms para evitar el primer pico de corriente del motor

delay(50);

// Calcular el límite de presiones según potenciometro

limpot=510+(472*pot)/1023;

// Si alguna medida supera el límite, dejar de cerrar la pinza y

// cambiar el estado a cerrada

if ((fsrmedio>limpot)||(fsrpunta>limpot)||(Rconsumo>215))

digitalWrite(trans2, LOW);

digitalWrite(trans3, LOW);

estado=2;

break;

case 2:

// Leer el Puerto serial si está disponible

if (Serial.available()>0)

lecturaBT= Serial.read();

// Si se ha recibido un 0 por Bluetooth, activar los transistores

// 1 y 4 para abrir la pinza y cambiar de estado a abriendo

if(lecturaBT==0)

digitalWrite(trans1, HIGH);

digitalWrite(trans4, HIGH);

Page 49: Joel Macaya Baena Control de pinza robótica con estimación

5 Anexos

49

estado=3;

break;

case 3:

// Obtener lectura del consumo del motor

Rconsumo= analogRead(Rconsumopin);

// Esperar 50 ms para evitar el primer pico de corriente del motor

delay(50);

// Si se detecta el límite de corriente, dejar de abrir la pinza y

// cambiar el estado a abierta

if(Rconsumo>215)

digitalWrite(trans1, LOW);

digitalWrite(trans4, LOW);

estado=0;

break;

Código 1.2. Código del microcontrolador de la parte motriz “pinza”

Page 50: Joel Macaya Baena Control de pinza robótica con estimación

6 Referencias

50

6 Referencias (01) Medical Expo

https://www.medicalexpo.es/prod/ambu/product-69019-782906.html (último

acceso: 09 de 01 de 2020).

(02) Medical Direct

http://medicaldirect.es/es/electrodos-ecg-desechables/58-electrodo-ecg-adulto--

500x-h92sg.html (último acceso: 09 de 01 de 2020).

(03) RG Medical Supply

http://rgmedicalsupply.com/product/rubber-electrodos/ (último acceso: 09 de 01

de 2020).

(04) MathWorks

https://es.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/38754-emg-

electromiografo (último acceso: 09 de enero de 2020).

(05) Backyard Brains

http://www.backyardbrains.cl/experiments/RobotHand (último acceso: 09 de

enero de 2020).

(06) Boulder Madrid

http://www.bouldermadrid.com/general/musculatura-antagonista-del-antebrazo/

(último acceso: 09 de enero de 2020).

(07) Ortopedia Técnica Lopez

https://www.ortopedialopez.com/tienda/estetico/mano-estetica-silicon-house/

(último acceso: 09 de enero de 2020).

(08) Medical Expo

https://www.medicalexpo.es/prod/rslsteeper/product-74956-458252.html

(último acceso: 09 de enero de 2020).

(09) Fissioterapia

http://fissioterapia.blogspot.com/2013/02/las-protesis-mioelectricas.html

(último acceso: 09 de enero de 2020).

(10) Ingetronica DG

http://ingetronicadg.blogspot.com/2017/04/control-de-motor-dc-con-puente-

h.html (último acceso: 16 de diciembre de 2019).

(11) Velleman

https://www.velleman.eu/downloads/29/vma334_a4v01.pdf (último acceso: 26

de noviembre de 2019).

(12) Brico Geek

https://tienda.bricogeek.com/modulos-bluetooth/800-modulo-bluetooth-hc-

05.html (último acceso: 26 de noviembre de 2019).

(13) How to mechatronics, Youtube

https://www.youtube.com/watch?v=hyME1osgr7s&t=197s (último acceso: 26

de noviembre de 2019).

Page 51: Joel Macaya Baena Control de pinza robótica con estimación

7 Bibliografía

51

7 Bibliografía

Web consultas

https://www.webconsultas.com/pruebas-medicas/como-se-hace-un-

electromiograma-12213 (último acceso: 09 de enero de 2020)

Prótesis de miembros superiores

http://files.sld.cu/arteydiscapacidad/files/2013/01/protesis-de-miembros-

superiores.pdf (último acceso: 09 de enero de 2020)

Desarrollo de una prótesis para desarticulado de muñeca controlada por

señales de electromiografía

http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0188-

95322017000300602 (último acceso: 05 de diciembre de 2019)

Sistema de Adquisición de Señales SEMG para la Detección de Fatiga Muscular

http://www.scielo.org.mx/pdf/rmib/v37n1/2395-9126-rmib-37-01-00017.pdf

(último acceso: 09 de enero de 2020)

Análisis de señales EMG superficiales y su aplicación en control de prótesis de

mano

https://wilaebaelectronica.blogspot.com/2017/03/indice-de-contenido.html

(último acceso: 09 de enero de 2020)

INA114 Datasheet

https://www.ti.com/lit/ds/sbos014/sbos014.pdf (último acceso: 05 de diciembre

de 2019)

Vex 269 Motor Datasheet

https://content.vexrobotics.com/docs/inventors-guide/2-wire-269-inst.pdf

(último acceso: 16 de diciembre de 2019)

Transistor PN2222 Datasheet

http://www.datasheet.es/PDF/464960/PN2222-pdf.html (último acceso: 16 de

diciembre de 2019)

Wilaeba Electronica

https://wilaebaelectronica.blogspot.com/2017/03/indice-de-contenido.html

(último acceso: 05 de diciembre de 2019)