polit é cnica de madrid

Politécnica de Madrid

Trabajo de proyectos 2011-2012

Tercera Presentación: (22 de Mayo 2012)

Politécnica de MadridEDP, presupuesto y componentes:

• EDP y Gantt

• Software

• Licencias y equipos

• Componentes (material de la compra)

• Cosysmo


Estructura de Descomposición del Proyecto ( EDP )

Politécnica de MadridObjetivo:

• Crear una estructura tipo árbol exhaustiva y jerárquica de los componentes que forman un entregable del proyecto.

• El árbol se descompone en Paquetes de Trabajo

Politécnica de MadridEntregables Esperados:

Características del proyecto elegidoMisión

Casos de UsoEscenarios, RequisitosArquitectura Funcional

Arquitectura FísicaDiseño de softwareDiseño electrónicoPlanos y esquemas

Documentación técnica de los componentesDocumentación técnica del ensambladoDocumentación y Registros de Pruebas

Politécnica de MadridÁrbol de la EDP:


1. Dirección de Proyectos

1.1 Planificar Proyecto

1.2 Control de Proyecto

1.3 Reuniones


3.2 Sistema de Tracción 3.2.1 Motor 3.2.1.1 Adquirir Motor 3.2.2 Oruga 3.2.2.1 Adquirir Oruga


3.3 Sistema Energético 3.3.1 Batería 3.3.1.1 Adquirir Batería


3.4 Sistema de Comunicación 3.4.1 Antena 3.4.1.1 Adquirir Antena 3.4.2 Módulo Wireless

3.4.2.1 Adquirir Módulo Wireless

3.4.3 Sistema de Audio 3.4.3.1 Altavoz 3.4.3.1.1 Adquirir Altavoz 3.4.3.2 Microfono

3.4.3.2.1 Adquirir Micrófono

3.4.4 Sistema de Visión 3.4.4.1 Cámara 3.4.4.1.1 Adquirir Cámara 3.4.4.2 Servidor de Video

3.4.4.2.1 Adquirir Servidor Video

3.4.4.3 Leds 3.4.4.3.1 Adquirir Leds


3.5 Sistema de Control 3.5.1 CPU 3.5.1.1 Adquirir CPU 3.5.2 Módulo USB 3.5.2.1 Adquirir Módulo USB 3.5.3 Software 3.5.3.1 Adquirir Software


3.6 Sistema de Posicionamiento 3.6.1 Acelerómetro

3.6.1.1 Adquirir Acelerómetro

3.6.2 Giróscopo 3.6.2.1 Adquirir Giróscopo 3.6.3 Encoder 3.6.3.1 Adquirir Encoder


4. Ensamblado

4.1 Ensamblado de componentes


5. Pruebas y Puesta en Servicio 5.1 Pruebas Preliminares 5.2 Puesta en Marcha 5.3 Puesta en Operación 5.4 Recepción

Politécnica de MadridDiccionario de la EDP:

• Surge una vez descompuesta la EDP

• Los niveles altos de la EDP suelen reflejar los entregables relacionados con el proyecto o el ciclo de vida de este.

• Se define entregable como un resultado o elemento que puede ser medido, tangible o comprobable y que debe ser producido para completar el proyecto o parte de este.

Politécnica de MadridDiccionario de la EDP:

Identificación del paquete de trabajo PT 3

Nombre Gestión de Compra

Descripción Búsqueda y adquisición de todos los elementos especificados en el PT 2.

Responsable Ingeniero Jefe de Compras

Entregable asociadoDocumentación técnica de los componentes.

Paquetes de trabajo predecesores PT 2

Recursos Ingenieros de Automática y Electrónica Almacén

Politécnica de MadridDiagrama de Gantt:


Licencias y equipos


• Considerar todas las licencias software que necesita el proyecto

• Considerar todos los equipos que necesita el proyecto

• Nosotros hacemos parte de los equipos y para esto tenemos un laboratorio y tambien licencias software compartidas.

Consideraciones:

Politécnica de MadridLicencias:

•Matlab

•Multisim

•Autocad

•Solidworks

•Orcad

•Office

Equipos:

• Pc (win 7 OEM y linux)

• Generatores de funciones

• Osciloscope

• Multimetro

• Cavi y materiales mecanicos


Software


• Considerar como debe ser el software del robot

• Considerar la interfaces gráficas

• Considerar el algoritmo utilizado

Politécnica de MadridSoftware:

• Para el robot: moose + linux• Para los controladores win 7• Apariencia gráficas simple e intuitiva, controla por

telecomando y pc• Algoritmo kalman filter y estimación de posiciones

y orientaciones


Material de la compra

Politécnica de MadridCómo:

• Se estudian las interfaces para comprobar la conexión.

• Se hace una estimación de potencia para encontrar la batería idónea.

• Se estudian las funcionalidades y arquitectura física y se busca la instrumentación para implementarlas.


• Obtener toda la instrumentación necesaria para cumplir con las funciones del robot.

Criterios:• Minimizar el costo y maximizar la realidad de las

características para obtener un robot que pueda realizar todas las funciones para las que se ha diseñado

• Baja complejidad externa y gran complejidad interna• Sistema modular y extensible

Politécnica de MadridSistema de control

MODULAR EXTENSIBLE BARATO SIMPLE PEQUEÑO

Carateristicas de PC 104:• Sistema embebido de tiempo real, barato y el más utilizato en robótica• Características industriales: Alta afidabilita, soportar vibraciones, rango

de temperatura muy grande• Modular->extensible• Robusto• Pequeño



Sistema de tracciònCarateristicas :• Sistema descentralizado retroacción de Posi.Vel.Inten• Motores bruschless: maximo par siempre, pocas vibraciones.• Modular->extensible• Muy disponible• Muy barato• Robusto• Pequeno• Alta f [Hz]

Motor Robbe Driver Robbe Maestro servo USB



Sistema de comunicacionCarateristicas :• Muy potente (1w de potencia efectiva)• Muy barato• Modulares• Robusto• Pequeno• Simple

Antenna Modulo Wi-fi USB/ Ethernet Pc 104



Sistema de comunicación audio-vídeoCaraterísticas :• Muy barato• Robusto• Pequeño• Simple

Altavoz Camara + microfono LED

Pc 104

TransistorUSB USB/Ethernet/WiFi

PWM

Maestro servo

Fotoresistencia

30W

360°

PIC

USB

USB



Sistema de posicionamientoCaraterísticas :• Tecnologia MEMS (MicroEletroMecanicalSystem)• Fiable y características industriales• Error pequeño• Usb y Rs 232• GPS integrado• Robusto• Pequeño• Simple

IMU-> Accelerometro 3D; Magnetometro 3D; Giroscopio 3D : (inclinómetro x 3)



Sistema estructuralCaraterísticas :• Fiable y características industriales• Modular->extensibles• Rígido y ligero• Robusto• Pequeño• Simple

Misumi tienes todo de mecanica, plasticos, es el riferimento para mucha industrias


MODULARES ESTENSIBLES BARATO SIMPLE PEQUENO

Estimacion de potenciaCarateristicas :• 5h De mission.

Strumentacion Consumo [w] Profil 1[1] Profil 2[1] TOT [w] TOT [w]Motore 500 0,6 0,3 300 150

Servo Mastro 1 0,6 0,3 0,6 0,3Web cam 5 0 1 0 5Speaker 5 0 1 0 5

Led 30 0,5 1 15 30IMU 1 1 1 1 1

Pic bat 1 1 1 1 1PC 104 8 1 1 8 8

Tiempo[h] 5 Tot [w] 325,6 200,3TOT[wh] 1628 1001,5


MODULARES ESTENSIBLES BARATO SIMPLE PEQUENO

Tecnologia de bacteriasTecnologia Codigo Tensiones

nominal [V]Energia/

peso [wh/kg]

Energia/ volumen

[wh/l]

Potencia / peso

[w/kg]

Descarga mensiles a

21°CRecarga Ciclios

nominales Vida Efecto memoria

Controllo d carga e

descarga

Litio Polimeri Li-Poly 3,7 >180 300 3000 4% 3C >1000 <5anni no si

Litio Ioni Li-ion 3,6 170 270 1800 5% 0,9C 1200 <5anni no si

Litio Ferro Fosfato LiFePo4 3,3 110 220 3000 5% 1C >3000 >10anni no si

Piombo acido PIOMBO 2,4 40 75 180 5% 2C 800 >10anni no no

Nichel Cadmio Ni-Cd 1,25 80 150 150 >20% 0,9C 2000 >15anni si no

Nichel Metallo Hydride

Ni-MH 1,25 120 140 1000 >30% 0,3C 1000 >15anni si no

Nichel Zinco Ni-Zn 1,65 100 280 900 Nc 0,5C 1000 >10anni si no

Ricaricabile alcalina

manganeseRAM 1,65 160 160 1000 <0,3% 0,05C 100 >10anni si no

Politécnica de MadridNome Sito t.nogia L [mm] H [mm] P [mm] Vn [V] Ahn

[A*h] wh /L

Assente kayobattery Li-po 5,2 32 136 3,7 2,45 402Assente kayobattery Li-po 7,2 46 127 3,7 5 442Assente kayobattery Li-po 6,7 40 86,5 3,7 2,58 412Assente kayobattery Li-po 9,2 51 117 3,7 5,3 359Assente kayobattery Li-po 6,2 71 152 3,7 7,5 416Assente kayobattery Li-po 17,5 26,5 48,5 9 0,55 220aa 86a Saftbattery Li-ion 145 62 55 11 5,3 121

ba 684a Saftbattery Li-ion 67,4 37,1 89 7,5 6,8 229ba 685a Saftbattery Li-ion 259 79 73 15 13,4 135

mp 144350 Saftbattery Li-ion 43,9 54,5 14,9 3,8 2,6 273mp 174565 Saftbattery Li-ion 45 70 19,7 3,8 4,8 290mp 176065 Saftbattery Li-ion 60,5 20,3 70 3,8 6,8 297recing pak Italymodel Li-Po 137 20 46 7,4 4 235

Enix rs li-ion 70 60 20 3,8 6,8 304Varta rs li-ion 70 38 19,5 3,7 4,4 314Varta rs Li-po 64,7 36,8 11,6 3,7 2,26 303

V500ht Varta Ni-mh 6,5 24,2 34,1 1,2 0,51 114LPP 454261 8TH Varta Li-po 4,6 61 42 3,7 1,59 499

Lip6476 varta Li-po 10,5 48,7 33,9 3,7 2,03 433Pf7443150xp hobbyking Li-ion 175 48 39 19 4,35 246Kokam-XE1o Hobbyking Li-po 195 50 22,2 3,7 8 260Kokam 40ah Lipobattery Li-po 217 220 9 3,7 40 344Kokam 16ah KOKAM Li-po 206 106 7,5 3,7 16 361

Control de tension con PicInterfaces USB

Búsqueda de las baterías

75Ah*22,2(6cell)=1665WhL:262mm;W:257;T:70,2mm

Politécnica de MadridEstimación perfecta en el tiempo

325,6w/1665whn= 0,195C

1665+5% = 1748wh

Profilo 11748wh/325,6w = 5,4 ore

Profilo 21748wh/200,3w = 8,7 ore

RISULTATO

Residuo di capacità dopo "n" cicliCUT OFF Descarga

[V]

CUT OFF Recarga

[V]D.O.D. Ciclos

Capacità relativa

%

2,7 4,2 105% 1000 80%

3 4,2 100% 1500 80%

3,35 4,14 80% 2500 94%

3,98 4,14 20% 3000 97%

Politécnica de MadridAlimentación Interfaces y coste

InterfacceInstrumentacion Alimentacion[V] N° USB RS232 PWM Coste[£]

Motor Abinado 6 \ \ 1 56,28Driver 5,5-24 \ \ 1 55

Servo Maestro 5V/USB 1 1 1 12 25Web cam 5V /USB 1 1 \ \ 56Speaker 5VUSB 1 1 \ \ 30Pic bat 5V/USB 1 1 \ \ 10Xsense 5..30 1 1 1 0 1750

Led 5..30 1 Transistor \ 1 40PC 104 5..25 1 6 2 0 500Battery 22,2V/75Ah 1 nc nc nc 900

Tot 3978,68

Instrumentacion [£]

Estructura [£]

Ensamblaje [£]

Programacion y licencias [£]

Coste total[£]

3978,68 800 300 1500 6578,68



ConexionesMotor Robbe Driver Robbe

Battery

Antenna Modulo Wi-fiUsb/Ethernet

Altavoz Camara + microfono LED

Pc 104

TransistorUSB USB/Ethernet/WiFi

Maestro servo

Fotoresistencia

PIC

USBPWM

Motor Robbe Driver Robbe





USB PWM


COSYSMO

Politécnica de MadridPresupuesto


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