Capitulo 6

Capítulo 6
Capítulo 6
Pruebas y Resultados
En este capítulo, se hablará de las pruebas que se realizaron al sistema, partiendo
desde el modulador PWM, hasta el sistema realizando trazos. Es importante destacar
que el trazo realizado con un sistema como éste no debe ser comparado al trazo
realizado con un Plotter, ya que este realiza el movimiento controlando solamente (X,
Y), mientras que el servo utiliza (X, Y, Z), así que se tiene vectores tridimensionales,
esto incrementa el grado de complejidad.
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6.1 La Interfaz de Control.
Como se mencionó con anterioridad, el circuito de control externo fue diseñado
en VHDL y posteriormente sintetizado hacia un FPGA, para realizar las pruebas de éste
se utilizó la tarjeta de evaluación DIGILAB 1. Este dispositivo se divide en la tarjeta
contenedora del FPGA (ver Fig. 6.1), y otro modulo formado por un grupo de
Interruptores, LEDs, Botones, Displays etc. (Fig. 6.2).
Fig. 6.1 Módulo contenedor del FPGA.
Fig. 6.2 Módulo de evaluación Digilab
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Empleando dos módulos de evaluación, se puede emular el funcionamiento del
Puerto Paralelo, utilizando los interruptores se ingresan los datos y con un interruptor
más se genera la señal de Strobe, los Leds fueron “Mapeados” al bus interno del banco
de registros, de esta forma podemos verificar que los datos que se cargan sean correctos,
y finalmente las salidas o los canales PWM se observaron en un analizador lógico HP1663A (Fig. 6.3).
Fig. 6.3 Prueba realizada en Analizador Lógico.
Como se puede notar en la figura 6.3, observamos las cinco señales PWM, esta
prueba demostró como la frecuencia de 50 Hz que se pretendía lograr se obtuvo
realmente como 50.9 Hz, esta es una aproximación muy buena, esta ligera diferencia se
debe al truncamiento de los decimales del valor calculado por la computadora, para el
registro de cada canal.
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6.2 Pruebas del Sistema Terminado.
Finalmente al tener todo el sistema armado se continúa con la prueba de éste, así
que utilizando el programa de control se desarrollaron los trazos de las figuras
preprogramadas mencionadas con anterioridad, estas pruebas son las siguientes (Fig.
6.4):
Fig. 6.4 Trazos realizados Por el Brazo.
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Como se puede notar las figuras tienen algunas imprecisiones, ésto es debido a
que el torque asociado a los servos del hombro, es decir el par de servos que actúan en
paralelo es insuficiente para el peso actual del brazo, por lo tanto al alejar la pinza del
origen la altura Z determinada por el usuario se decrementa proporcionalmente, mas no
de forma lineal, cerrando el ángulo que hace el brazo con la horizontal, de esta forma al
tener una distancia más grande, el servomecanismo es incapaz de realizar la fuerza
suficiente para poder mantener el trazo estable, ésto se puede notar con las pruebas, ya
que por ejemplo, los ángulos que están más cercanos al origen se logran bastante bien,
mientras que los ángulos que están más alejados se “curvean” de una forma bastante
crítica, desafortunadamente este problema no puede ser corregido con el control
generado, ya que no hay forma de obtener una retroalimentación de la posición actual.
Este error se ve también reflejado en la ecuación 4.7, mencionada en el capítulo
4, desafortunadamente este error no se presenta en forma lineal, por esta razón no se
puede hablar de un porcentaje de error.
Aunque este error se mejora acotando el área de trazado a una área mas
reducida, no se puede eliminar sustancialmente, ya que el error se presenta tanto cuando
el brazo se inclina hacia delante, como cuando se inclina hacia atrás.
Cada punto del trazo es generado siguiendo el procedimiento de conversión de
coordenadas que se vio en el capitulo 4, en dicha sección se puede notar como durante
los cálculos jamás se varia la altura o coordenada “Z”, de esta forma se puede descartar
que la falla sea un problema del modelado.
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