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Selección de Componentes (Trade Study)

A project log for Robot Quadruped de 8 DOF

Este proyecto muestra el diseño mecánico de un cuadrúpedo de 8 grados de libertad.

Camilo Perafán M.Camilo Perafán M. 03/13/2021 at 22:140 Comments

En esta sección se presenta la selección de ciertos componentes de relevancia para el proyecto. Estos componentes son: el microcontrolador a utilizar, los servos a utilizar, la fuente de alimentación a utilizar y el tipo de conexión a utilizar. Todo esto fue realizado por medio de la herramienta Trade Study. Las valoraciones van de 0 a 10, siendo 0 malo y 10 excelente.

1. Microcontrolador

Las opciones consideradas en esta sección fueron un Arduino UNO, una Tiva C y un PIC16F887, y estas fueron escogidas debido a factores como disponibilidad inmediata y familiaridad con el componente. El criterio de facilidad de programación evaluaba que tan sencillo es realizar las rutinas necesarias para la aplicación del proyecto, tomando en cuenta el lenguaje de programación utilizado y el IDE. Cabe resaltar que la Tiva C tiene una valoración más baja que el Arduino debido a que se asumió que esta sería programada en Code Composer y no en Energia. Por otra parte, el criterio de librerías disponibles evaluaba la facilidad de encontrar librerías que nos permitiría implementar funciones necesarias para la aplicación del proyecto. Por otra parte, se evaluaron los canales PWM disponibles y el voltaje de trabajo de los controladores, aspectos de gran importancia para el proyecto, ya que los servos trabajan con 5V y se utilizaran un total de 8 de estos, por lo que el controlador a seleccionar debía cumplir con los aspectos descritos anteriormente, sin necesidad de componentes externos. Finalmente, se evaluó el tamaño que tendrían estos ya que debían caber en el robot, el cual ya había sido diseñado con antelación. Cabe resaltar que el tamaño del PIC se tomó como el componente y su respectiva galleta. 

2. Servo

Las opciones consideradas en esta sección fueron un SG90 de 180°, un SG90 de 360° y un S3003, y estas fueron escogidas debido a disponibilidad inmediata. La mayoría de criterios descritos en la tabla son auto explicativos; sin embargo, se quiere hacer énfasis en los que se consideran los más importantes: Peso, Tamaño, Consumo de Corriente y Torque Suministrado. El peso y el tamaño son criterios de gran peso en el estudio debido a que estos tienen que cumplir con el diseño mecánico realizado anteriormente, además de entrar en el rango de pesos extras que se tomaron en cuenta en el cálculo del torque necesario. Por otra parte, se busca que el servo seleccionado cumpla con proveer con facilidad el torque necesitado, además de mantener su consumo de corriente al mínimo, por lo que los criterios siguientes que se les da un mayor peso son el consumo de corriente y el torque suministrado.  

3. Fuente de Alimentación

Las opciones consideradas en esta sección fueron un adaptador AC-DC y el uso de baterías, las cuales fueron escogidas debido a su disponibilidad inmediata, ya que se quería comprobar si un adaptador AC-DC que se tenía disponible era una opción válida como fuente de alimentación. La mayoría de criterios son auto explicativos; sin embargo, se quiere hacer énfasis en los que se consideran los más importantes: Entrega de Corriente, Peso, Tiempo de Operación y Facilidad de Conexión. La entrega de corriente y el tiempo de operación son criterios de gran peso en el estudio ya que se busca que la fuente de alimentación pueda operar sin problema al Arduino y los 8 servos, además de tener un tiempo de operación de como mínimo 30 minutos. Por otra parte, el peso y la facilidad de conexión toman en cuenta que la fuente ente en el rango de pesos extras que se tomaron en cuenta en el cálculo del torque necesario, además de que la conexión al Arduino y a los servos sea fácil, respectivamente.

4. Tipo de Conexión

Las opciones consideradas en esta sección fueron una conexión inalámbrica y una conexión alámbrica, las cuales fueron escogidas debido a su disponibilidad inmediata, ya que se quería comprobar si un módulo ESP8266 ya disponible sería un opción acertada para enviarle comandos al Arduino. La mayoría de criterios son auto explicativos; sin embargo, se quiere hacer énfasis en los que se consideran los más importantes: Facilidad de Programación y Necesidad de Componentes Extra Para Funcionamiento. Estos dos criterios son de gran peso para el análisis debido a que se quiere enfocar el proyecto más en los conceptos vistos en clase que en la programación extra para uno de estos módulos, además de evitar que el presupuesto que se tiene para el proyecto se pase debido a la necesidad de componentes extras para operar de manera correcta el módulo, tal como una fuente de alimentación solo para este.

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