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Hardware
1 - Placa de controlo de Eixos

Arquitectura do Hardware

EM PROCESSO DE DOCUMENTAÇÃO E DESENVOLVIMENTO

Descrição da arquitectura do hardware do Robot
A arquitectura do hardware do robot é constituída basicamente pelos seguintes blocos: alimentação, computador, sensores, actuadores e comunicação. Na figura 1 é possível visualizar a interligação entre os blocos, de forma a constituir a arquitectura do hardware:

Hardware geral

Como ilustra a figura anterior, os vários blocos referidos anteriormente são constituídos pelo hardware que passo a descrever de seguida.
   
1 - Placa de controlo de Eixos
   
É essencialmente uma placa projectada para o controlo de eixos de um robot. Tem como base dois circuitos integrados altamente versáteis, de fácil e rápida configuração, sendo eles:
  • Microcontrolador P89C51RD2.
  • FPGA FLEX10 K10LC84-4, onde a principal característica é, a alta densidade, contendo 10000 portas lógicas.
O microcontrolador tem acesso à FPGA por Portos ou Xdata. Esta placa tem a possibilidade de comunicação de 8 bits, por barramento ISA - formato PC/104. Tem disponíveis quase todos os pinos de I/O, tanto do micro como da FPGA, por meio de fichas de 14 e 20 pinos, assim como a ficha da stack PC/104. Tem um oscilador de 20 MHz e a possibilidade de interrupção externa do microcontrolador. A principal função desta placa é fazer o controlo do veículo, partindo da informação de posicionamento proveniente dos encoders, comunica com o PC (onde é processada a toda a informação dos encoders e câmara), recebendo depois valores de velocidade e gerando PWMs para as Pontes H.

 

Placa Eixos
Figura 2 - Diagrama de blocos da Placa de Eixos

   
2 - Amplificadores de potência
Ponte H
Ponte H Top
Os amplificadores de potência têm como finalidade o fornecimento adequado de energia aos motores, funcionando como drivers de potência. São constituídos por duas pontes H, capazes de serem comandos pela Placa de Eixos através da utilização de impulsos PWMs (Pulse With Modelation), os quais são transformados em níveis de tensão a fornecer aos motores.
   
3 - Placa de Distribuição & Protecção
PowerBox
PowerBox
A Placa de Distribuição & Protecção , também chamada de Power Box faz a distribuição de energia para o restante hardware. Outra função desta placa é a protecção contra sobrecargas. Recebe a energia vindo das baterias, sendo depois então distribuída.
   
4 - Câmaras
Philips Basic
Philips Modificada
A câmara digital USB utilizada foi o modelo PCVC740K da Philips, devido ao facto de apresentar uma qualidade de imagem superior à concorrência. O framerate máximo suportado pela câmara à resolução 640x480 pixeis é de 30fps.
Ibot Orange Camera
Ibot Orange Modificada com Lente CCD
A câmara digital Firewire utilizada foi o modelo Orange Micro iBOT Pro. O framerate máximo suportado pela câmara à resolução 640x480 pixeis é de 30fps.
Unibrain Fire-i
Unibrain Modificada
A câmara digital Firewire utilizada foi o modelo Unibrain Fire-i. O framerate máximo suportado pela câmara à resolução 640x480 pixeis é de 30fps.
   
5 - Computador
7896FW
ibase 820
O computador utilizado é composto por:
  • mother-board IPC NOVA 7896FW (SpeedRunner)
  • Disco rígido de portátil de capacidade 40GB (SpeedRunner)
  • Processador P3 Tualatin a 1.26GHZ

 

  • mother-board Ibase MB820 (BigRunner)
  • Disco rígido de portátil de capacidade 40GB (BigRunner)
  • Processador P4 a 3Ghz
   
6 - Conversor DC/DC
DCDC
DCDC
O conversor DC/DC tem como principal função alimentar da mother-board , do disco rígido com as esperadas tensões de 5V e 12V.
   
7 - Wireless
WL-115
 
A ligação sem fios (Wireless) dos robots é feita utilizando placas SITECOM WL-115 de 54MB.
   
8 - Motores DC
Motor PITTMAN Motor Maxon
Os motores de corrente contínua utilizados no robot SpeedRunner são os PITTMAN GM9236C34-R2. Estes motores já possuem caixa de desmultiplicação de 5,9. Estes motores têm a particularidade de possuir encoders ópticos, para o caso estes são de 3 canais e resolução de 512 ticks por revolução do disco óptico. Os motores de corrente contínua utilizados no robot BigRunner são os Maxon. Estes motores já possuem caixa de desmultiplicação de xx. Estes motores têm a particularidade de possuir encoders ópticos, para o caso estes são de xx canais e resolução de xxx ticks por revolução do disco óptico.
   
9 - Monitor TFT
Innovatek
Innovatek
Para ajudar na visualização do estado do robot, foi adicionado um monitor TFT Innovatek IN-007VG 7''.
 
10 - Placa de Monitorização e Controlo
AVR-MT-128
AVR-MT-128
Para fazer a monitorização dos sensores inércias e das tensões e correntes do robot e controlo de funcionalidades adicionais como o desligar do PC quando atingida uma determinada tensão das baterias é utilizada a placa de desenvolvimento AVR-MT-128.
 
11 - Placa de Sensores Inerciais
Placa Gyros
Placa Gyros
Para aceder à informação do sensor inercial foi desenvolvido o hardware das fotos acima, que utiliza o CRS-03 da Silicon Sensing Systems..
   
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Novidades e Notícias
17/02/2007 - Remodulação do Robot Speed. Pode ver mais fotos aqui.
SPEEDSPEED
19/01/2007 - Página do Robótica 2007 já se encontra disponivel em versão ainda em construção.
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03/01/2007 - Realizado teste real com o novo sistema inercial com o CRS-03 da Silicon Sensing Systems.
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24/11/2006 - Realizada primeira assembleia geral da Sociedade Portuguesa de Robótica.
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24/11/2006 - Novo sistema para leitura de sensor inercial implementado.
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23/11/2006 - Veículos do Projecto Runner participam na Semana da Ciência e da Tecnologia que se realizou no ISEP nos dias 23 e 24 de Novembro de 2006.
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27/09/2006 - Apresentação do gestor de missões, pode ver algumas fotos.
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19/08/2006 - Interface joystick em Linux, do projecto PASOS, testado nos veículos Runner.
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09/08/2006 - Projecto Runner finalizou a integração e testou o novo sistema gestor de missões.
13/07/2006 - Actualizada página de Notícias, Robots, Hardware, Quem Somos, Fotos e Filmes.
20/06/2006 - Projecto Runner participou na exposição 50 IA.
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