Monitoreo de la Corriente Proporcionada por un Sensor Hall Integrado en un Módulo de Rueda Motriz de un Robot Móvil
Autores: Constantin, George; Maroan, Iosif-Adrian; Crengani, Mihai; Botez, Corina; Gîrjob, Claudia-Emilia; Biri, Cristina-Maria; Chicea, Anca-Lucia; Bârsan, Alexandru
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Monitoreo de la Corriente Proporcionada por un Sensor Hall Integrado en un Módulo de Rueda Motriz de un Robot Móvil
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Método para monitoreo en tiempo real
Servomotor Dynamixel MX 64 AT
Detección de corriente
Arduino Mega 2560
Sensor hall ASC712-5A
Modelo de Simulink
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 36
Citaciones: Sin citaciones
Este artículo describe un método para el monitoreo en tiempo real de la corriente consumida por un servomotor Dynamixel MX 64 AT utilizado en el sistema de actuación de plataformas robóticas móviles modulares con locomoción diferencial y ruedas convencionales. El método de adquisición de datos se basa en una placa de desarrollo Arduino Mega 2560 interconectada con Matlab Simulink y el sensor hall ASC712-5A para la detección de corriente. Se presenta un modelo de Simulink que realiza la detección de un voltaje de referencia del sensor, el cual necesita ser calibrado para una lectura correcta de la corriente. Debido a la baja resolución del convertidor analógico a digital con el que está equipada la Arduino Mega, el monitoreo de corriente es difícil de lograr, presentando grandes fluctuaciones y una resolución inferior a la corriente absorbida por el servomotor. La solución a este problema se logra implementando, en la construcción del hardware, un módulo de conversión ADS115 con resolución de 16 bits, lo que lleva a un aumento en el rango de medición del sensor ASC712-5A. El modelo de adquisición de corriente con el sensor Hall se valida experimentalmente utilizando mediciones en el modelo físico de la rueda motriz. Este artículo también trata sobre el modelado CAD y de bloques digitales de plataformas móviles con cuatro y dos ruedas. El modelo dinámico del robot se crea en el entorno Simulink-Simscape-Multibody y se utiliza para determinar los torques del servomotor cuando el robot se mueve a lo largo de la trayectoria predefinida. Las variaciones de torque se ingresan como variables en el modelo de bloque digital de Simulink del robot. El modelo de Simulink se simula al moverse a lo largo de una trayectoria cuadrada, lo que determina la variación en la corriente absorbida por los motores. La validación experimental del modelo se lleva a cabo utilizando mediciones en los modelos funcionales que operan en condiciones reales. Además, se propone un método de consumo de energía.
Descripción
Este artículo describe un método para el monitoreo en tiempo real de la corriente consumida por un servomotor Dynamixel MX 64 AT utilizado en el sistema de actuación de plataformas robóticas móviles modulares con locomoción diferencial y ruedas convencionales. El método de adquisición de datos se basa en una placa de desarrollo Arduino Mega 2560 interconectada con Matlab Simulink y el sensor hall ASC712-5A para la detección de corriente. Se presenta un modelo de Simulink que realiza la detección de un voltaje de referencia del sensor, el cual necesita ser calibrado para una lectura correcta de la corriente. Debido a la baja resolución del convertidor analógico a digital con el que está equipada la Arduino Mega, el monitoreo de corriente es difícil de lograr, presentando grandes fluctuaciones y una resolución inferior a la corriente absorbida por el servomotor. La solución a este problema se logra implementando, en la construcción del hardware, un módulo de conversión ADS115 con resolución de 16 bits, lo que lleva a un aumento en el rango de medición del sensor ASC712-5A. El modelo de adquisición de corriente con el sensor Hall se valida experimentalmente utilizando mediciones en el modelo físico de la rueda motriz. Este artículo también trata sobre el modelado CAD y de bloques digitales de plataformas móviles con cuatro y dos ruedas. El modelo dinámico del robot se crea en el entorno Simulink-Simscape-Multibody y se utiliza para determinar los torques del servomotor cuando el robot se mueve a lo largo de la trayectoria predefinida. Las variaciones de torque se ingresan como variables en el modelo de bloque digital de Simulink del robot. El modelo de Simulink se simula al moverse a lo largo de una trayectoria cuadrada, lo que determina la variación en la corriente absorbida por los motores. La validación experimental del modelo se lleva a cabo utilizando mediciones en los modelos funcionales que operan en condiciones reales. Además, se propone un método de consumo de energía.