Proyecto De brazo Robótico con Matlab/Arduino Kevin miranda 176454 José Carreón 157660 Josue Rivera 167894

los robots cumplirán una función principal en la asistencia a las personas de edad avanzada, a las que incluso podrían prestar compañía

-Bill Gates-

quise empezar con una cita como la que se menciona haya arriba ya que no es bueno tratar de ocultar el avance y el auge que esta teniendo en estos momentos el tema de la automatización y la programación en el mundo de la industria y la tecnología y a su vez en la vida cotidiana ya que se prevé que conforme vayan pasando los años estos sistemas robóticos automatizados nos ayuden a atender puntualmente necesidades mas especificas aparte de las del tema industrial

así que a toda la audiencia en este blog nos daremos a la tarea de dar un desglose de todo lo que se hizo para poder llevar a cabo el proyecto de brazo robótico de Matlab vinculado con Arduino trataremos de abarcar los puntos mas importantes sobre el tema pero a su vez tratando de dejar bien detallados todos los puntos que se van a analizar así que sin mas preámbulo comenzaremos.

elección y planeación del proyecto

primero que nada es importante que se entienda y explicarles por que se opto por elegir este proyecto y es que se nos dio a escoger entre este y otros 2 proyectos y por temas de coste y agilización de los materiales nos decantamos por este además de que siempre es como un clásico en el ámbito de proyectos de cierre de semestre y con un software de programación que no es muy cotidiano nos pareció interesante realizarlo en Matlab así que elegimos este después de esto nos dimos a la tarea de, en una tabla hacer una recopilación de todos los materiales que utilizaríamos para realizar el proyecto por lo que los materiales a usar serian los siguientes:

sensor magnetico:esto nos indicaba en el programa cuando un material magnético estaba en el entorno cercano al brazo y se indicaba con una label en la guide del programa.

sensor ultrasonico:este nos marcaba la proximidad en la que se encontraba el material o alguna presencia física en dicho sensor y de igual forma nos la indicaba en el programa.

base con estructura del brazo: sería la columna vertebral del proyecto ya que esto seria la encargada de almacenar los componentes que se le metiera a este 

servomotores : éstos son los encargados de darle un determinado movimiento al brazo robótico y a la articulación que se le especifique en la interfaz del programa además de que también serian los encargados de darle la velocidad y el Angulo de giro según las expectativas que desee el usuario.

dispositivo Arduino uno: encargada de enviar y recibir datos en vinculación con el software y el brazo.

Matlab: software encargado de hacer la interfaz y la programación del brazo.

diseño y bosquejo del proyecto

después de que estuvimos recopilando los componentes nos dimos a la tarea de realizar un diagrama en el cual nos ayudara a visualizar mejor el funcionamiento y la programación del proyecto por lo que se nos pidió que hiciéramos un diagrama de flujo para ordenar las especificaciones del brazo por lo que después de varios maqueteos nos quedo un diagrama como el que se muestra a continuación:

esto lo estructuramos así por que nos parecía un modo de marcar pautas en el programa para finalizar una secuencia y empezar otra además de que nos parecía mas practico que los controles del programa fueran directamente con la interfaz y no con otros métodos que fuimos descartando sobre la marcha como los fueron la manipulación de brazo por medio de joystick,potenciometro,botones entre otros por lo que después de estar  interactuando con las herramientas de diseño del programa nos termino quedando un guide de interfaz como se muestra a continuación:

como podemos apreciar en el programa este nos permite tener un orden entre ciclos ya que primero se corría la interfaz y después de accionar el botón de grabar se habilitaban los sliders que nos permitían marcar las coordenadas del brazo pera que este realizara sus movimientos y también nos ayudo a identificar cual era la articulación que procedería a moverse.

montaje del proyecto.

después se procedió a hacer recopilación de materiales y a estructurar por lo que al inicio del proyecto el proyecto lucia de la siguiente manera:

Creación del código.

primero que nada tuvimos que trabajar con el comando del guide que mas que nada es la parte abstracta del diseño mas que nada es cuidar que el diseño se vea entendible y bien estructurado y que sea de agrado el usuario la parte de la interfaz de ahí  declaramos todas las variables vinculando los componentes que vamos a utilizar por lo que es importante señalar que todas las variables tienen que ser declaradas de forma global para que asi podamos hacer uso de estas variables en todas las funciones del programa y para no tener problema de usar el programa en otros dispositivos así que se declaran los servomotores y el Arduino como se muestra a continuación en un fragmento de renglón del programa.

de ahí empezamos programar los sliders que es la que se encarga de mover los servomotores y en el que se le ingresa un valor de comparación y se le ingresa un rango de movimiento para que este pueda moverse sin entorpecer la movilidad del brazo además de que se le ingresa un comando para que esta imprima un valor de rango de movimiento que este esta ejerciendo.

después en el guide nos saldría un botón para grabar las coordenadas de los movimientos que queríamos que realizara el brazo el cual al iniciar el programa y presionar en grabar y seleccionar los valores el brazo después de un breve lapso de tiempo los realizara.

después metimos un ultimo botón al cual le agregamos una función de reset el cual solo le agregamos de que cuando este sea presionado los servos vuelvan a una posición lineal especifica.

Resultado del brazo robótico (emulación)

por diversas razones no pudimos tomar un video de nuestro prototipo pero usamos un video de referencia que básicamente cumple con todas las características que tenia nuestro brazo, factor que comentaremos mas adelante en el blog.

Factores a tomar en cuenta al realizar un prototipo de brazo robótico:

accesibilidad y costos: es importante que se tenga un buen presupuesto y que además se tenga un proveedor que sea de confianza para poder tener la estructura del brazo lo mas pronto posible. Además de que procurar que si se quiere hacer una impresión en 3D se haga con tiempo y en un lugar de buena procedencia.

estética del prototipo: tuvimos dificultades a la hora de hacer el cableado se cree que la tarjeta de Arduino no colaboraba mucho por toda la información que tenia la interfaz además de que nuestros dispositivos portátiles también presentaron muchas falas en las simulaciones de prueba

documentación y organización: creo que la parte de realizar un bosquejo en un cuaderno tanto del código como del funcionamiento del prototipo son métodos que a mucha gente no le gusta y que no acostumbra a hacer mucho gente pero la verdad es que si te ayuda en muchos aspectos además de que es bueno en todo momento estar editando el prototipo para poder tener un mejor análisis de los errores y posibles innovaciones que se les pudiera hacer.

 mantener el código lo mas optimizado: nos paso que el programa se saturaba por toda la información que esta recibía ya que en las primeras programaciones estábamos abarcando mucho código y también sobre comentando las líneas de código por lo cual el programa no funcionaba de manera correcta y conforme fuimos avanzando y hicimos un código mas compacto y con menos comentarios de forma curiosa paso que el programa funcionaba y de mejor manera por lo que es un factor que creo que es importante que se tome en cuenta.

Fuente de energía externa: esto incluso no lo sugirió el profesor ya que al tener tantos servomotores el Arduino y los sensores y al tratar de hacer muy sofisticado el brazo con mas componentes este tiende a necesitar mas energia para poder abracar todos estos componentes por lo cual también usar una fuente externa es factible.

comentarios finales

a nombre de Kevin miranda (matricula 176454) José Carreón(matricula 157660) y Josué rivera (matricula 167894) esperamos que el blog les sea util y que haya sido de su agrado además de que este trabajo contribuye para mejora de nuestra calificación por lo que esperamos que sea de agrado para nuestro docente donde esperamos seguir mejorando en futuros proyectos y nos llevamos un buen aprendizaje 

Nexos y referencias:

luis mansilla. (2019, 21 marzo). Brazo robótico test de movimiento [Vídeo]. YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=EgY6L_9OcC4

Tutoingeniero. (2019, 8 septiembre). ¿Qué es Matlab GUIDE?  | Introducción a Matlab GUIDE [Vídeo]. YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=oshOjmNaO50