Don Boscon, departamentu bat baino gehiagoren artean eginiko proiektu bat da oraingoan azalduko duguna.
Mekatronika, Eraikuntza metalikoak eta elektronikako departamentuak parte hartu dute bertan, momentu oro hiru departamentuen arteko komunikazioa beharrezkoa izanda.
Itsaspeko bat eraikitzea izan da proiektu honen helburua, departamentu bakoitzari bere lana emanaz.
Post honetan, eraikuntza metaliko eta mekatronikako lanari buruz gainetik hitz egingo da, elektronikan zentratuz.
Eraikuntza fisikoari buruz, hona hemen argazki bat, hasiberria zenekoa:
Ikusi daiteken bezala, erdialdea bi zatitan bananduta dago: Goiko zatian bateriak, elektronika, bonbak, elektrobalbulak etab. joango dira, eta beheko aldea beste bi zatitan bananduta dago, urez beteko diren bi kamerakin.
Gure helburua, itsaspekoa WIFI bitartez kontrolatu ahal izatea izan da. WiFi bitartez tablet batetik antena batera egingo da komunikazioa. Antena hori, momentuz, buia batean egongo da eta bertatik RaspberryPi batera joango da seinalea. RaspberryPi-a, serie bitartez, Arduino batekin komunikatuko da, mikrokontroladoreak itsaspekoa kontrolatu dezan.
Orain arte funtzio desberdinak jarri zaizkio itsaspekoari:
- Aurrerako martxa (propultsio motorea alde batera biratuz)
- Atzerako martxa (propultsioa beste aldera mugituz)
- Ezker / Eskubi bira (servoa biratuz)
- Servomotorea zentratu (servoa dagoen lekuan dagoela, erdira eramateko)
- Eskuz kamerak bete ala hustu (bi kamerak banaka bete ala hustutzeko)
- Automatikoki urperatu ala azaleratu (bi kamerak batera bete ala hustutzeko)
- Estabilizatu (ezarritako inklinazio gradu batetik pasatzean, automatikoki estabilizatzeko)
- Flotabilidade neutroko puntua gogoratu eta bertara joan.
Proiektu irekia da, hurrengo urteetan hobetu ahal izateko. Adibidez, RaspberryPi-a kamera bat jarri ahal izateko prest dago. Ez dugu kamera hori estankoa uztea lortu (ura sartu ez dadin), baina egin ezkero, kamera jarri ahal zaio. Aurrerago aztertuko ditugu proiektuak izan ditzazken hobekuntza eta berritasunak.
Erabilitako konponenteak (click bakoitzaren gainean datasheet edo webgunera sartzeko)
1x ARDUINO UNO
1x RASPBERRYPI
2x L293D QUADRUPLE HALF-H DRIVERS
1x ULN2003A DARLINTONG TRANSISTOR ARRAY
1x MX2125 2-AXIS ACCELEROMETER MODULE
1x SERVO BMS-630MG
2x RELAY FINDER 40.31
Eskema
Eskeman ikusi dezakegunez 4 zati garrantzitsu dauzkagu:
1 – Azelerometroa: Azelerometro hau (MX2125), 2 ardatzeko azelerometro bat da, hau da, X eta Y ardatzak kontrolatzen ditu. Hala ere, proiektu honetarako X ardatza da kontrolatu behar izan dugun bakarra. Funtzionamendu teknikoa oso logikoa da: erdian gas bola bero bat dauka eta lau «termometro» eskin bakoitzean, beraz, azelerometroa biratzean, eta beroa goruntza joatean, termometro hoietako bat, bestea baino beroago egongo da. Pultsoaren luzeera jasoko dugu bueltan, hori jakinda, eta ariketa aritmetiko batzu egin ondoren, zenbat graduko inklinazioa daukagun azelerometroan, beraz, itsaspekoan ere, asmatu dezakegu.
2 – Bonbak + Elektrobalbulak: Mekatronika/konstrukzio metalikoen ikasleak aukeratu dituzte erabiliko diren motoreak, bonbak etab.. Pausu hau gure kasuan pixkat astuna izan da, azkeneko momentuko aldaketak egon zirelako, eskema eta plaka aldaraztera behartuz. Hasieran bonbak besterik eziran jarri behar, horretarako L293D driver bat erabiliko genuke hauek kontrolatzeko. 12V-koak direnez, 8. pinetik 12V sartuko ditugu, 5V 16. pinetik eta bi «Enable» pinetatik, 10KΩ-ko erresistentzi batetik pasata 5V. Enableak konektatuak egonda, 5Vkin sarrerak aktibatzean, irteerak aktibatuko dira 12V emanda. Bideo honetan L293D chip-aren funtzionamendua ikusi daiteke: hemen.
3 – Propultsio motorea: Gure kasuan hemen izan ditugu aldaketa gehienak, hasieran 12Vkoa zen, 5206 driver-a erabili behar genuen hasiera batean, baina gero aldaketak egon ziren eta 24Vko DC motore bat jartzea proposatu zen.
Potentziometro baten funtzionamendua dauka. Erdian ikusten den flotadore hori gora ta behera mugitzen da, ur nibela non dagoen arabera. 10 eta 180Ω bitarteko erresistentzi baten konportamendua du, gero eta gorago, geroz eta erresistentzi txikiagoa dauka. Praktikoki, beste 180Ωko erresistentzi bat seriean jarrita, hauek bien tartetik, zatitzaile erresistibo baten moduan funtzionaraziz, nibela (flotadorea) zein puntutan dagoen kokatuta jakingo dugu.
Beranduago konturatu ginen ez ditula balore guztiak ematen, diskretoa dela eta 10 balore desberdin ematen ditula, horregatik Arduinon jarri ditugun 10 posizioak. Esan beharra dago, sentsore honek balore guztiak eman beharko zituela askoz erosoago eta hobeto egiteko flotabilidade neutroaren kalkulua.
PROGRAMAZIOA:
-
- Programazioan 3 puntu desberdin daude:
- Android: Tablet baterako aplikazio bat egingo da Eclipse programa erabiliz. Programa honekin bisualizatu ahal izango dugu RaspberryPi-ra bidaltzen dugun komandoa.
- RaspberryPi: Access point bezala konfiguratuko dugu WIFI puntu bat sortuz, tabletetik konektatu ahal izateko, Arduinora komandoak bidaliz TX pinetik.
- Arduino(Eclipse): RaspberryPi-tik komandoak jasoko ditu RX pinetik, beste pinetatik aktuadoreak aktibatuz
Arduino
Arduino, erraz erabili daitezken Software eta Hardware malgutan oinarrituta, prototipoak sortzeko plataforma elektroniko irekia da. Lenguaia propio bat erabilita programatzen da. Hala ere, beste programazio lenguaiak erabili daitezke. Informazio gehiago, beraien web orrian, eta hemen deskargak.
RaspberryPi
RaspberryPi, plaka bakarreko kostu txikiko ordenagailu bat da (SBC), eskoletan, konputazio zientzien irakaskuntzak suspertzeko, Erresuma Batuan RaspberryPi Fundazioak sortua.
Diseinuak System-on-a-chip Broadcom bat darama, ARM1176JZF-S 700MHzko prozesadore zentral bat daukana, VideoCore IV prozesadore grafiko bat eta 512MiB-eko memoria RAM bat.
Diseinuak ez du diska gogorrik, SD txartel bat erabiltzen bait da beharrezko datuak biltegiratzeko.
RaspberryPi-a, access point bezala funtzionarazten dugu, WIFI portu bat sortzeko eta gure tabletetik, inalanbrikoki komunikatu ahal izateko. Django zerbitzari bat instalatu da API-REST bat sortzeko. API-REST-a http bidezko petizioak filtratzen dituen funtzio-URL-en multzoa da.
Google Drive-n uzten ditugu jarraitu beharrezko pausuak Access Point-a lortzeko: hemen.
Eclipse software librearekin, javarekin programatzen, itsaspekoaren kontrolaren interfaz-a sortu dugu. Hauetako botoi bat pultsatuz, komando bat bidaltzen diogu RaspberryPi-ari, honek exekutatu dezan.Programa deskargatzeko linka hemen.
PROIEKTUAREN ETORKIZUNA:
Proiektuaren lehenengo urtea izan da, baina horrek ez du esan nahi dena hemen bukatzen denik.
Hasieran esan bezala, funtzio gehiago ipini ahal zaizkio itsaspekoari, adibidez, kamera bat. Horretarako prest daukagu RaspberryPi-a. Hemen enlazea. Honen arazoa, kamera guztiz estankoa (urik ez sartzea) izatea beharrezkoa dela, eta izan dugun denborarekin ezinezkoa izan dela hau lortzea. Beste aukera bat, goPro kamera bat jartzea izan liteke… baina aurrekontua asko igotzen zitzaigun. Halere, hona hemen tutorial bat goProa eta raspberryPi-a batera konektatzeko. Kamerarekin batera, argi bat jartzea interesgarria izango zen, itsas hondoan argi gutxi dagoenez, zaila izango zelako irudi onak ateratzea.
Beste gehigarri bat, ultrasoinuko sentsoreak ipintzea izango litzateke, bai azpikaldean, itsas hondora zenbat distantzia dagoen jakiteko, edota aurrean, atzean eta aldetan, oztopo batekin aurkitzen bada, talka egin aurretik, itsaspekoa geldiarazteko adibidez.
Buia nola kendu eta itsaspekoa libre uretan ibiltzea interesgarria izango zen, ultrasoinuen bidez urazpitik kontrolatruz edota beste modu batez.
Bestelako ideiak badaude, adibidez RFID irakurgailu batekin, objektuak edota pertsonak bilatzeko balioko zuen, elurretan bezala, itsasoan dabilen jendea (arrantzaleak, urpekariak, etab.), RFID TAG bat izango bazuten errazagoa izango zen horrelako herraminta batekin jendea itsaso azpian aurkitzea, urpekari bat uretara sartzea arriskutsua izan daiteken kasuetan (adibidez, 2014ko martxoan desagertutako Maylasia Airlineseko hegazkina galdu zenean, Bluefin-21 itsaspekoa hondoratu zuten, hegazkina eta jendearen gorpuak aurkitzeko).
Irudimena erabilita, hobekuntzak (bai programan, baita hardwarean ere) eta gehigarriak ipiniz, beste nibel sentsore batzuk bezala (zuzenak, diskretoen ordez, adibidez), proiektu ikaragarri batean bilakatu daiteke Itsaspekoa.
Mikel Tife (2ME3M) / IEFPS Don Bosco GLHBI
