domingo, 29 de agosto de 2010
Los Problemas En La Cinematica De Un Robot
La cinemática del brazo del robot trata con el estudio analítico de la geometría de movimiento del robot con respecto a un sistema de coordenadas de referencia fijo sin considerar las fuerzas o momentos que originan el movimiento. Así, la cinemática se interesa por la descripción analítica del desplazamiento espacial del robot como una función del tiempo, en particular de las relaciones entre la posición de la variable de articulación y la posición y orientación del efecto final del brazo del robot. La cinemática del robot estudia el movimiento del mismo con respecto a un sistema de referencia. Así, la cinemática se interesa por la descripción analítica del movimiento espacial del robot como una función del tiempo, y en particular por las relaciones entre la posición y la orientación del extremo final del robot con los valores que toman sus coordenadas articulares.
Existen dos problemas fundamentales para resolver la cinemática del robot, el primero de ellos se conoce como el problema cinematico directo, y consiste en determinar cual es la posición y orientación del extremo final del robot, con respecto a un sistema de coordenadas que se toma como referencia, conocidos los valores de las articulaciones y los parámetros geométricos de los elementos del robot, el segundo denominado problema cinematico inverso resuelve la configuración que debe adoptar el robot para una posición y orientación del extremo conocidas.
Como las variables independientes en un robot son las variables de articulación, y una tarea se suele dar en términos del sistema de coordenadas de referencia, se utiliza de manera más frecuente el problema cinemático inverso. Denavit y Hartenberg en 1955 propusieron un enfoque sistemático y generalizado de utilizar álgebra matricial para describir y representar la geometría espacial de los elementos del brazo del robot con respecto a un sistema de referencia fijo. Este método utiliza una matriz de transformación homogénea 4 x 4 para describir la relación espacial entre dos elementos mecánicos rígidos adyacentes y reduce el problema cinemático directo a encontrar una matriz de transformación homogénea 4 x 4 que relaciona el desplazamiento espacial del sistema de coordenadas de la mano al sistema de coordenadas de referencia. Estas matrices de transformación homogéneas son también útiles en derivar las ecuaciones dinámicas de movimiento del brazo del robot. En general, el problema cinemático inverso se puede resolver mediante algunas técnicas. Los métodos utilizados más comúnmente son el algebraico matricial, iterativo o geométrico.
Se utiliza fundamentalmente el álgebra vectorial y matricial para representar y describir la localización de un objeto en el espacio tridimensional con respecto a un sistema de referencia fijo. Dado que un robot puede considerar como una cadena cinemática formada por objetos rígidos o eslabones unidos entre sí mediante articulaciones, se puede establecer un sistema de referencia fijo situado en la base del robot y describir la localización de cada uno de los eslabones con respecto a dicho sistema de referencia. De esta forma, el problema cinematico directo se reduce a encontrar una matriz homogénea de transformación T que relacione la posición y orientación del extremo del robot respecto del sistema de referencia fijo situado en la base del mismo. Esta matriz T será función de las coordenadas articulares.
El objetivo del problema cinematico inverso consiste en encontrar los valores que deben adoptar las coordenadas articulares del robot p=(p1, p2,..., pn) etc. T para que su extremo se posicione y oriente según una determinada localización espacial. Así como es posible abordar el problema cinematico directo de una manera sistemática a partir de la utilización de matrices de transformación homogéneas, e independientemente de la configuración del robot, no ocurre lo mismo con el problema cinemático inverso, siendo el procedimiento de obtención de las ecuaciones fuertemente dependiente de la configuración del robot.
Otros problemas que se pueden encontrar son:
Un sistema de mando de robot causa a un manipulador remoto, seguir una trayectoria de referencia estrechamente en un marco de referencia Cartesiano en el espacio de trabajo, sin el recurso a un modelo matemático intensivo de dinámica del robot y sin el conocimiento del robot y parámetros de carga. El sistema, derivado de la teoría lineal multivariable, utiliza a los manipuladores delanteros relativamente simples y controladores de retroalimentacion con modelo y adaptable de referencia del mando. El sistema requiere dimensiones de posición y velocidad del extremo manipulador del efector. Éstos pueden obtenerse directamente de los sensores ópticos o por cálculo que utiliza las relaciones de la cinemática conocidas entre el manipulador modelado y el extremo de la juntura de la posición del efector. Derivando las ecuaciones de control, las ecuaciones diferenciales no lineales acopladas a la dinámica del robot, expresan primero la forma general de la cinematica, entonces la linealizacion por cálculo de perturbaciones sobre una especifica operacion del punto en las coordenadas Cartesianas del extremo del efector. El modelo matemático resultante es un sistema multivariable lineal de orden de 2n donde n es el número de coordenadas espaciales independientes del manipulador) esto expresa la relación entre los incrementos del actuador de n voltajes de control (las entradas) y los incrementos de las coordenadas de n, la trayectoria de extremo del efector (los rendimientos). La trayectoria del efector incrementa la referencia, la trayectoria se incrementa: esto requiere la retroalimentacion independiente y controladores de manipulación. Para este propósito, le basta aplicar posición y retroalimentacion de velocidad a través de la matrtiz de n x n posición y velocidad, la matriz de ganancia de retroalimentacion.
Existen dos problemas fundamentales para resolver la cinemática del robot, el primero de ellos se conoce como el problema cinematico directo, y consiste en determinar cual es la posición y orientación del extremo final del robot, con respecto a un sistema de coordenadas que se toma como referencia, conocidos los valores de las articulaciones y los parámetros geométricos de los elementos del robot, el segundo denominado problema cinematico inverso resuelve la configuración que debe adoptar el robot para una posición y orientación del extremo conocidas.
Como las variables independientes en un robot son las variables de articulación, y una tarea se suele dar en términos del sistema de coordenadas de referencia, se utiliza de manera más frecuente el problema cinemático inverso. Denavit y Hartenberg en 1955 propusieron un enfoque sistemático y generalizado de utilizar álgebra matricial para describir y representar la geometría espacial de los elementos del brazo del robot con respecto a un sistema de referencia fijo. Este método utiliza una matriz de transformación homogénea 4 x 4 para describir la relación espacial entre dos elementos mecánicos rígidos adyacentes y reduce el problema cinemático directo a encontrar una matriz de transformación homogénea 4 x 4 que relaciona el desplazamiento espacial del sistema de coordenadas de la mano al sistema de coordenadas de referencia. Estas matrices de transformación homogéneas son también útiles en derivar las ecuaciones dinámicas de movimiento del brazo del robot. En general, el problema cinemático inverso se puede resolver mediante algunas técnicas. Los métodos utilizados más comúnmente son el algebraico matricial, iterativo o geométrico.
- El problema cinematico directo.
Se utiliza fundamentalmente el álgebra vectorial y matricial para representar y describir la localización de un objeto en el espacio tridimensional con respecto a un sistema de referencia fijo. Dado que un robot puede considerar como una cadena cinemática formada por objetos rígidos o eslabones unidos entre sí mediante articulaciones, se puede establecer un sistema de referencia fijo situado en la base del robot y describir la localización de cada uno de los eslabones con respecto a dicho sistema de referencia. De esta forma, el problema cinematico directo se reduce a encontrar una matriz homogénea de transformación T que relacione la posición y orientación del extremo del robot respecto del sistema de referencia fijo situado en la base del mismo. Esta matriz T será función de las coordenadas articulares.
- El problemaCinemática Inversa.
El objetivo del problema cinematico inverso consiste en encontrar los valores que deben adoptar las coordenadas articulares del robot p=(p1, p2,..., pn) etc. T para que su extremo se posicione y oriente según una determinada localización espacial. Así como es posible abordar el problema cinematico directo de una manera sistemática a partir de la utilización de matrices de transformación homogéneas, e independientemente de la configuración del robot, no ocurre lo mismo con el problema cinemático inverso, siendo el procedimiento de obtención de las ecuaciones fuertemente dependiente de la configuración del robot.
Otros problemas que se pueden encontrar son:
- Aumentando la destreza de robots repetitivos.
- El mando adaptable de un manipulador remoto.
Un sistema de mando de robot causa a un manipulador remoto, seguir una trayectoria de referencia estrechamente en un marco de referencia Cartesiano en el espacio de trabajo, sin el recurso a un modelo matemático intensivo de dinámica del robot y sin el conocimiento del robot y parámetros de carga. El sistema, derivado de la teoría lineal multivariable, utiliza a los manipuladores delanteros relativamente simples y controladores de retroalimentacion con modelo y adaptable de referencia del mando. El sistema requiere dimensiones de posición y velocidad del extremo manipulador del efector. Éstos pueden obtenerse directamente de los sensores ópticos o por cálculo que utiliza las relaciones de la cinemática conocidas entre el manipulador modelado y el extremo de la juntura de la posición del efector. Derivando las ecuaciones de control, las ecuaciones diferenciales no lineales acopladas a la dinámica del robot, expresan primero la forma general de la cinematica, entonces la linealizacion por cálculo de perturbaciones sobre una especifica operacion del punto en las coordenadas Cartesianas del extremo del efector. El modelo matemático resultante es un sistema multivariable lineal de orden de 2n donde n es el número de coordenadas espaciales independientes del manipulador) esto expresa la relación entre los incrementos del actuador de n voltajes de control (las entradas) y los incrementos de las coordenadas de n, la trayectoria de extremo del efector (los rendimientos). La trayectoria del efector incrementa la referencia, la trayectoria se incrementa: esto requiere la retroalimentacion independiente y controladores de manipulación. Para este propósito, le basta aplicar posición y retroalimentacion de velocidad a través de la matrtiz de n x n posición y velocidad, la matriz de ganancia de retroalimentacion.
martes, 24 de agosto de 2010
CARACTERISTICAS DE LOS FILTROS FIFO Y FILO
FIFO (First-in First-out)
Usa la técnica de Almacenamiento y reenvío
FILO
La presente invención se refiere a un circuito de filtrado de datos digitales. Estos datos digitales circuito de filtrado es capaz de implementar los pasos de cálculo de una transformada discreta de un conjunto de datos originales, y el cálculo de una transformada inversa discreta del conjunto de datos transformados así obtenidos. Para ello, cuenta con un módulo de filtrado primero (FILo1) destinado a filtrar los datos impares transformado o los 3 impares transforma los elementos de datos con las frecuencias más altas en el conjunto de datos transformados, y un segundo módulo de filtrado (FILo2) conectado a la primera módulo de filtrado y la intención de filtrar los datos 2 impares transformado con las frecuencias más altas en el conjunto de datos transformados.
La invención es la siguiente:
1. Un circuito de filtración de datos digitales para corregir los artefactos de bloqueo en un dominio de la frecuencia dentro de un dispositivo de procesamiento de video basado en bloques, los datos de filtrado digital de circuito que comprende: medios para realizar una transformación lineal discreto para transformar un conjunto de valores de luminancia de entrada, a partir de dos segmentos adyacentes de vídeo , en un conjunto correspondiente de valores transformados en el dominio de la frecuencia, en el que los valores transformado en el dominio de la frecuencia comprenden una pluralidad de valores de datos, incluso transformado y una pluralidad de valores de datos impares; medios para realizar una transformada discreta inversa lineal para transformar los valores del dominio de la frecuencia a un conjunto correspondiente de valores filtrados para su uso en un dispositivo de pantalla, junto al dispositivo de procesamiento de vídeo, y un circuito de control junto a los medios para llevar a cabo la transformación discreta lineal y la inversa, en donde el circuito de control está configurado para activar selectivamente al menos uno de una pluralidad de módulos de filtrado, en donde la pluralidad de módulos de filtrado consta de módulo de filtrado de al menos un extraño filtro por lo menos uno de los impares transformado los valores de datos.
Usa la técnica de Almacenamiento y reenvío
- En su forma más sencilla, el mecanismo de cola FIFO, se encarga de almacenar paquetes cuando hay congestión en la red, y a enviarlos cuando tiene la posibilidad, manteniendo el orden de llegada, es decir, que no ofrece ninguna prioridad de unos paquetes sobre otros.
- Es el método más rápido.
- Este es el mecanismo que se suele utilizar por defecto, como ya comentamos anteriormente cuando hablamos de ‘best-effort’.
- Cisco lo utiliza por defecto en enlaces superiores a T1 (1.5 Mbps)
- FIFO está limitado por su bufer.
- Este algoritmo, al igual que ocurre con el resto de mecanismo de cola, tiene como limitación la capacidad de su bufer en momentos de congestión.
- No es recomendable para QoS
- Hoy en día se necesitan algoritmos más sofisticados, que permiten diferenciar entre distintos tipos de paquete, por lo que este método está cayendo en desuso.
FILO
La presente invención se refiere a un circuito de filtrado de datos digitales. Estos datos digitales circuito de filtrado es capaz de implementar los pasos de cálculo de una transformada discreta de un conjunto de datos originales, y el cálculo de una transformada inversa discreta del conjunto de datos transformados así obtenidos. Para ello, cuenta con un módulo de filtrado primero (FILo1) destinado a filtrar los datos impares transformado o los 3 impares transforma los elementos de datos con las frecuencias más altas en el conjunto de datos transformados, y un segundo módulo de filtrado (FILo2) conectado a la primera módulo de filtrado y la intención de filtrar los datos 2 impares transformado con las frecuencias más altas en el conjunto de datos transformados.
La invención es la siguiente:
1. Un circuito de filtración de datos digitales para corregir los artefactos de bloqueo en un dominio de la frecuencia dentro de un dispositivo de procesamiento de video basado en bloques, los datos de filtrado digital de circuito que comprende: medios para realizar una transformación lineal discreto para transformar un conjunto de valores de luminancia de entrada, a partir de dos segmentos adyacentes de vídeo , en un conjunto correspondiente de valores transformados en el dominio de la frecuencia, en el que los valores transformado en el dominio de la frecuencia comprenden una pluralidad de valores de datos, incluso transformado y una pluralidad de valores de datos impares; medios para realizar una transformada discreta inversa lineal para transformar los valores del dominio de la frecuencia a un conjunto correspondiente de valores filtrados para su uso en un dispositivo de pantalla, junto al dispositivo de procesamiento de vídeo, y un circuito de control junto a los medios para llevar a cabo la transformación discreta lineal y la inversa, en donde el circuito de control está configurado para activar selectivamente al menos uno de una pluralidad de módulos de filtrado, en donde la pluralidad de módulos de filtrado consta de módulo de filtrado de al menos un extraño filtro por lo menos uno de los impares transformado los valores de datos.
METODOS PARA LINEALIZAR UN SENSOR
La linealizacion es procedimiento que permite aproximar un modelo no lineal, por otro que si lo es y que cumple con las necesiades requeridas.
Para llevar la linealizacion de un sensor es posible mediante tres pasos diferentes los cuales son:
Puente de Schering el cual mide las capacitancias.
Para llevar la linealizacion de un sensor es posible mediante tres pasos diferentes los cuales son:
- Puente de Wheatstone el cual mide las resistencias.
Puente de Schering el cual mide las capacitancias.
- Mediante métodos numéricos en el sistema de adquisición de datos; se efectua por medio calculos matematicos y formulas establecidas. Asi que aplicando un poco las matematicas podemos hacer la aproximacion de una curva por medio de una recta .
- Mediante Metodo grafico; esto se obtiene realizando el mayor nuemro de pruebas hasta tratar de obtener la que se requiere en tu apliacacion.
domingo, 15 de agosto de 2010
EVOLUCION DE LA ROBOTICA
La palabra robot, no es un término recientemente, el origen o la primera vez que se menciono esta palabra que proviene del término checo "Robota" es decir trabajo forzado. Su uso se remonta a la obra teatral de 1921 del checo Karel Capek titulada R.U.R., Robots Universales de Rossum.
En esta obra Capek habla de la deshumanización del hombre en un medio tecnológico;, éstos no eran de origen mecánico, sino más bien creados a través de medios químicos los cuales eran como esclavos de los humanos hasta que estos se rebelan y matan a todos los humanos a excepción de su creador esperando que este les enseñe como reproducirse.
Pero no fue sino hasta 1942 que el término robótica, es decir el estudio y uso de robots, se utiliza por primera vez por el escritor y científico ruso-americano Isaac Asimov (1920-1992) en una pequeña historia titulada Runaround fue una de las personas que más impulso la palabra robótica. En octubre de 1945 publico en la revista Galaxy Science Fiction una historia en la que por primera vez enuncio sus tres leyes de la robótica:
1. Un robot no puede perjudicar a un ser humano, ni con su inacción permitir que un ser humano sufra daño.
2. Un robot a de obedecer las órdenes recibidas de un ser humano, excepto si tales ordenes entran en conflicto con la primera ley.
3. Un robot debe proteger su propia existencia mientras tal protección no entre en conflicto con la primera o segunda ley.
En la siguiente tabla se especifican los principales autómatas desarrollados atreves de la historia y sus principales autores de estos grandes logros.
Año AUTOR AUTOMATA
1352 Desconocido Gallo de la Catedral de Estrasburgo
1499 L. Da Vinci León mecánico
1525 J. Turriano Hombre de palo
1738 J. de Vaucanson Flautista, pato y muñecas mecánicas
1769 W. Von Kempelen Jugador de Ajedrez
1770 Familia Droz Escriba, organista y dibujante
1805 H. Maillardet Muñeca mecánica capaz de dibujar
Los robots llevan más de 45 años de estar presentes en los procesos industriales del ser humano; los primeros robots verdaderos se dieron a conocer a finales de los años 50 y principios de los 60, esto gracias a un nuevo desarrollo de tecnología, es decir la invención de los transistores y los circuitos integrados. Hacia finales de la década de los 50 y principios de los 60 salen a la luz pública los primeros robots industriales conocidos como Unimates diseñados por George Devol y Joe Engelberger, este último creó Unimation y fue el primero en promover estas máquinas, con lo cual se ganó el título de "Padre de la Robótica". Ya en la década de los 80 los brazos industriales modernos incrementaron su capacidad y desempeño a través de microcontroladores y lenguajes de programación más avanzados.
Estos avances se lograron gracias a las grandes inversiones de las empresas automovilísticas.
Los desarrollos tecnológicos logrados por el hombre se han dado a pesar de varios detalles como ideologías, limitaciones, etcétera a lo largo de la historia pero uno de los tiempos en donde el hombre comenzó a desarrollar los principales adelantos tecnológicos fue a finales del siglo XIX y principios del siglo XX, que fue la época de la revolución industrial en donde se empezó a ver la necesidad de las producciones en serie gracias al comienzo de la globalización ocasionando también el desarrollo de ideas para poder eliminar lo mayor posible la ocupación de mano de obra ya que para un empresario era y es tanto muy complicado como muy costoso el mantener a un humano todos los días y todas horas disponible y sin ningún riesgo de accidente.
Esto como se comenta a traído la necesidad de empezar a desarrollar maquinas capaces de sustituir la mano de obra humana lo cual con ayuda de el surgimiento de diferentes dispositivos como temporizadores, contadores, relevadores, entre otros principalmente en esos tiempos empezaron a desarrollar grandes o pequeñas maquinas las cuales han ido en aumento cada día más gracias a dispositivos como microcontroladores, PLC´s, por mencionar algunos.
Una de las mayores compañías históricamente hablando que han logrado principalmente el desarrollo de estos adelantos tecnológicos en todos los aspectos tanto mecánicos, eléctricos, electrónicos entre otros es la automotriz ya que es una de las que más demandantes ha logrado tener no solo en la actualidad si no desde sus comienzos.
Uno de los puntos ya mencionados es el desarrollo de ciencia ficción o el cine lo cual gracias a estas ideas que genta que a lo mejor no domina ni en lo mínimo esta materia de los robots o de la ingeniería pero que en su gran imaginación logran vida a diferentes cosas y aparte logran dar o hacer creer a miles o millones de personas que eso es cierto y que realmente existe lo que hace que gente que si domine este tema se dé a la tarea de comenzar a desarrollar estos o mejores dispositivos los cuales hoy gracias a ellos y a diferentes adelantos tecnológicos en todos sus aspectos y aéreas hemos sido testigos de los grandes alcances logrados en la actualidad y a pesar de eso todavía estamos lejos desgraciadamente de poder lograr uno de los principales ideas con lo que comenzó la robótica lo que en esos tiempos llamaban autómatas la famosa inteligencia artificial que es el poder lograr que un robot piense y actué por si solo pero esperemos poder un día no tan lejano poder verlo.
En el principio del siglo XXI encontramos algo retrasada la tan mentada era robótica, sobre todo si comparamos la realidad con las películas de ciencia ficción que vemos a diario, donde podemos apreciar amas de casa felices por haber sido relevadas por estas fabulosas máquinas de la pesada tarea doméstica, o relucientes soldados artificiales que nos relevan de tener que cumplir con el servicio militar y las peligrosas guerras.
Mientras tanto, en la actualidad, en la industria, robots realizan tareas que antes estaban reservadas para los operarios humanos. Estos certeros dispositivos realizan sus tareas con mayor exactitud, velocidad, repetitividad, son incansables, realizan trabajos peligrosos y hasta inaccesibles para una persona y hasta son más económicos que sus "contrapartes" humanos. Esta última cuestión es discutible en parte actualmente, y nos lleva a una disputa social, ya que los obreros aceptan trabajar por menos remuneración con tal de no perder su empleo. Por ejemplo, Japón robotiza todo lo que se pone a mano, mientras que el resto de Oriente es mundialmente conocido por su mano de obra baratísima. Asimismo, es necesario recalcar que hoy en día se encuentran dispositivos que cumplen sólo con la función de entretener, sin realizar trabajo útil, aún cuando pueden utilizar tecnología avanzada. Podemos encontrar una variedad inmensa de robots y de posibles tareas que realizan cada uno de ellos. Por ejemplo:
• El Sojourner, de la misión espacial Pathfinder, proyecto de la NASA, que tocó suelo de Marte. Es un robot pequeño (65cm x 45 cm x 25 cm) que se puede mover a 0,6 m/min y que tenía varios objetivos científicos y tecnológicos.
• Un robot que imita a una mariposa Este de la imagen sólo bate las alas como una mariposa de verdad, aunque algunos ingeniosos diseños logran que realmente el insecto levante vuelo.
• Robots para entretenimiento y educación. Este de la imagen se controla mediante una Computadora Personal y su correspondiente interface. Muy útil para adentrarse en el control de robots.
• El perro robot de Sony. Se llama AIBO, pesa unos 16 kg y cuesta alrededor de $2000. Tiene el aspecto de un can común y su comportamiento es como tal.
• Cog es un proyecto del MIT basado en la premisa de que la inteligencia humanoide requiere interacción humanoide con el mundo. Tiene un conjunto de sensores y actuadores que intentan aproximar su funcionamiento a los sentidos y movilidad del cuerpo humano.
• En el caso del violinista, el énfasis de Toyota se ha puesto sobre el desarrollo de un bípedo que pueda realizar movimientos complejos con sus brazos con el objetivo de que posteriormente pueda colaborar en las tareas domésticas o en el cuidado de enfermos.
• La división de robótica de Toyota está centrada en diseñar nuevos productos que puedan mejorar la vida de las personas en los campos de las tareas domésticas, el cuidado de enfermos, la fabricación de manufacturas y el transporte de personas en distancias cortas. La compañía nipona anunció asimismo que espera que los avances tecnológicos presentados con estos dos nuevos robots puedan aplicarse y generalizarse para 2010
Hoy en dia hay, por supuesto un sinnúmero de robots para agregar a esta pequeña lista, por ejemplo robots voladores, robots submarinos, microrobots, nanorobots, en fin se clasifican de las maneras que se pueda imaginar o no. El futuro de los robots promete un pasar increíble, ya que el hombre acompaña sus avances y creaciones con todas las herramientas que tiene a su alcance, para realizar sus tareas, y sobre todo las que sean peligrosas o directamente imposibles para él y cada dia, se está desarrollando algo mejor.
En esta obra Capek habla de la deshumanización del hombre en un medio tecnológico;, éstos no eran de origen mecánico, sino más bien creados a través de medios químicos los cuales eran como esclavos de los humanos hasta que estos se rebelan y matan a todos los humanos a excepción de su creador esperando que este les enseñe como reproducirse.
Pero no fue sino hasta 1942 que el término robótica, es decir el estudio y uso de robots, se utiliza por primera vez por el escritor y científico ruso-americano Isaac Asimov (1920-1992) en una pequeña historia titulada Runaround fue una de las personas que más impulso la palabra robótica. En octubre de 1945 publico en la revista Galaxy Science Fiction una historia en la que por primera vez enuncio sus tres leyes de la robótica:
1. Un robot no puede perjudicar a un ser humano, ni con su inacción permitir que un ser humano sufra daño.
2. Un robot a de obedecer las órdenes recibidas de un ser humano, excepto si tales ordenes entran en conflicto con la primera ley.
3. Un robot debe proteger su propia existencia mientras tal protección no entre en conflicto con la primera o segunda ley.
En la siguiente tabla se especifican los principales autómatas desarrollados atreves de la historia y sus principales autores de estos grandes logros.
Año AUTOR AUTOMATA
1352 Desconocido Gallo de la Catedral de Estrasburgo
1499 L. Da Vinci León mecánico
1525 J. Turriano Hombre de palo
1738 J. de Vaucanson Flautista, pato y muñecas mecánicas
1769 W. Von Kempelen Jugador de Ajedrez
1770 Familia Droz Escriba, organista y dibujante
1805 H. Maillardet Muñeca mecánica capaz de dibujar
Los robots llevan más de 45 años de estar presentes en los procesos industriales del ser humano; los primeros robots verdaderos se dieron a conocer a finales de los años 50 y principios de los 60, esto gracias a un nuevo desarrollo de tecnología, es decir la invención de los transistores y los circuitos integrados. Hacia finales de la década de los 50 y principios de los 60 salen a la luz pública los primeros robots industriales conocidos como Unimates diseñados por George Devol y Joe Engelberger, este último creó Unimation y fue el primero en promover estas máquinas, con lo cual se ganó el título de "Padre de la Robótica". Ya en la década de los 80 los brazos industriales modernos incrementaron su capacidad y desempeño a través de microcontroladores y lenguajes de programación más avanzados.
Estos avances se lograron gracias a las grandes inversiones de las empresas automovilísticas.
Los desarrollos tecnológicos logrados por el hombre se han dado a pesar de varios detalles como ideologías, limitaciones, etcétera a lo largo de la historia pero uno de los tiempos en donde el hombre comenzó a desarrollar los principales adelantos tecnológicos fue a finales del siglo XIX y principios del siglo XX, que fue la época de la revolución industrial en donde se empezó a ver la necesidad de las producciones en serie gracias al comienzo de la globalización ocasionando también el desarrollo de ideas para poder eliminar lo mayor posible la ocupación de mano de obra ya que para un empresario era y es tanto muy complicado como muy costoso el mantener a un humano todos los días y todas horas disponible y sin ningún riesgo de accidente.
Esto como se comenta a traído la necesidad de empezar a desarrollar maquinas capaces de sustituir la mano de obra humana lo cual con ayuda de el surgimiento de diferentes dispositivos como temporizadores, contadores, relevadores, entre otros principalmente en esos tiempos empezaron a desarrollar grandes o pequeñas maquinas las cuales han ido en aumento cada día más gracias a dispositivos como microcontroladores, PLC´s, por mencionar algunos.
Una de las mayores compañías históricamente hablando que han logrado principalmente el desarrollo de estos adelantos tecnológicos en todos los aspectos tanto mecánicos, eléctricos, electrónicos entre otros es la automotriz ya que es una de las que más demandantes ha logrado tener no solo en la actualidad si no desde sus comienzos.
Uno de los puntos ya mencionados es el desarrollo de ciencia ficción o el cine lo cual gracias a estas ideas que genta que a lo mejor no domina ni en lo mínimo esta materia de los robots o de la ingeniería pero que en su gran imaginación logran vida a diferentes cosas y aparte logran dar o hacer creer a miles o millones de personas que eso es cierto y que realmente existe lo que hace que gente que si domine este tema se dé a la tarea de comenzar a desarrollar estos o mejores dispositivos los cuales hoy gracias a ellos y a diferentes adelantos tecnológicos en todos sus aspectos y aéreas hemos sido testigos de los grandes alcances logrados en la actualidad y a pesar de eso todavía estamos lejos desgraciadamente de poder lograr uno de los principales ideas con lo que comenzó la robótica lo que en esos tiempos llamaban autómatas la famosa inteligencia artificial que es el poder lograr que un robot piense y actué por si solo pero esperemos poder un día no tan lejano poder verlo.
En el principio del siglo XXI encontramos algo retrasada la tan mentada era robótica, sobre todo si comparamos la realidad con las películas de ciencia ficción que vemos a diario, donde podemos apreciar amas de casa felices por haber sido relevadas por estas fabulosas máquinas de la pesada tarea doméstica, o relucientes soldados artificiales que nos relevan de tener que cumplir con el servicio militar y las peligrosas guerras.
Mientras tanto, en la actualidad, en la industria, robots realizan tareas que antes estaban reservadas para los operarios humanos. Estos certeros dispositivos realizan sus tareas con mayor exactitud, velocidad, repetitividad, son incansables, realizan trabajos peligrosos y hasta inaccesibles para una persona y hasta son más económicos que sus "contrapartes" humanos. Esta última cuestión es discutible en parte actualmente, y nos lleva a una disputa social, ya que los obreros aceptan trabajar por menos remuneración con tal de no perder su empleo. Por ejemplo, Japón robotiza todo lo que se pone a mano, mientras que el resto de Oriente es mundialmente conocido por su mano de obra baratísima. Asimismo, es necesario recalcar que hoy en día se encuentran dispositivos que cumplen sólo con la función de entretener, sin realizar trabajo útil, aún cuando pueden utilizar tecnología avanzada. Podemos encontrar una variedad inmensa de robots y de posibles tareas que realizan cada uno de ellos. Por ejemplo:
• El Sojourner, de la misión espacial Pathfinder, proyecto de la NASA, que tocó suelo de Marte. Es un robot pequeño (65cm x 45 cm x 25 cm) que se puede mover a 0,6 m/min y que tenía varios objetivos científicos y tecnológicos.
• Un robot que imita a una mariposa Este de la imagen sólo bate las alas como una mariposa de verdad, aunque algunos ingeniosos diseños logran que realmente el insecto levante vuelo.
• Robots para entretenimiento y educación. Este de la imagen se controla mediante una Computadora Personal y su correspondiente interface. Muy útil para adentrarse en el control de robots.
• El perro robot de Sony. Se llama AIBO, pesa unos 16 kg y cuesta alrededor de $2000. Tiene el aspecto de un can común y su comportamiento es como tal.
• Cog es un proyecto del MIT basado en la premisa de que la inteligencia humanoide requiere interacción humanoide con el mundo. Tiene un conjunto de sensores y actuadores que intentan aproximar su funcionamiento a los sentidos y movilidad del cuerpo humano.
• En el caso del violinista, el énfasis de Toyota se ha puesto sobre el desarrollo de un bípedo que pueda realizar movimientos complejos con sus brazos con el objetivo de que posteriormente pueda colaborar en las tareas domésticas o en el cuidado de enfermos.
• La división de robótica de Toyota está centrada en diseñar nuevos productos que puedan mejorar la vida de las personas en los campos de las tareas domésticas, el cuidado de enfermos, la fabricación de manufacturas y el transporte de personas en distancias cortas. La compañía nipona anunció asimismo que espera que los avances tecnológicos presentados con estos dos nuevos robots puedan aplicarse y generalizarse para 2010
Hoy en dia hay, por supuesto un sinnúmero de robots para agregar a esta pequeña lista, por ejemplo robots voladores, robots submarinos, microrobots, nanorobots, en fin se clasifican de las maneras que se pueda imaginar o no. El futuro de los robots promete un pasar increíble, ya que el hombre acompaña sus avances y creaciones con todas las herramientas que tiene a su alcance, para realizar sus tareas, y sobre todo las que sean peligrosas o directamente imposibles para él y cada dia, se está desarrollando algo mejor.
viernes, 13 de agosto de 2010
jueves, 12 de agosto de 2010
DIFERENCIAS DE ROBOTS
Uno de los principales clasificaciones de los robots que se encuentran en el mercado es la siguiente.
Sistemas de Impulsión de los robots:
Los más comunes son tres: impulsión hidráulica, impulsión eléctrica e impulsión neumática.
Hidráulico.
El sistema de impulsión hidráulica es en la que se utiliza un fluido, generalmente un tipo de aceite, para que el robot pueda movilizar sus mecanismos. La impulsión hidráulica se utiliza para robots grandes, los cuales presentan mayor velocidad y mayor resistencia mecánica.
Eléctrico.
Se le da el nombre de impulsión eléctrica cuando se usa la energía eléctrica para que el robot ejecute sus movimientos. La impulsión eléctrica se utiliza para robots de tamaño mediano, pues éstos no requieren de tanta velocidad ni potencia como los robots diseñados para funcionar con impulsión hidráulica. Los robots que usan la energía eléctrica se caracterizan por una mayor exactitud y repetibilidad.
Neumático.
Sólo resta hablar de aquellos robots que se valen de la impulsión neumática para realizar sus funciones. En la impulsión neumática se comprime el aire abastecido por un compresor, el cual viaja a través de mangueras.
Los robots pequeños están diseñados para funcionar por medio de la impulsión neumática.
Los robots que funcionan con impulsión neumática están limitados a operaciones como la de tomar y situar ciertos elementos.
Es importante señalar que no todos los elementos que forman el robot pueden tener el mismo tipo de impulsión.
Ventajas y Desventajas.
Característica Robot Neumático Robot Hidráulico Robot Motorizado
Eficiencia Buena Buena Muy Buena
Rapidez Buena Muy Buena Buena
Durabilidad Buena Buena Buena
Mantenimiento Buena Buena Buena
Más usados Buena Buena Buena
Costo Igual Igual Igual
Precisión Buena Buena Muy Buena
Resistencia mecánica Buena Muy Buena Buena
Capacidad de carga Buena Muy Buena Buena
En la siguiente tabla se mencionan algunos robots comerciales en los que se especifica la carga que soportan, su altura y precio.
2 FANUC R-2000iA 200F RJ3 iB 200kg 2.4m £15,000
0 FANUC R2000iA 165F in PA RJ3iB 165kg 2.6 £15,000
0 FANUC R-2000iA in our Pittsburgh PA stock RJ3iB 210kg 2.6m £15,000
5 MITSUBISHI MELFA various types MELFA 5kg £2,500
0 Motoman K6SB ERC 6kg 1.4m SOLD
1 Motoman SSF 2000 - brand new with warranty NX100 6kg 1.39m £16,000
1 MOTOMAN SK6 in our Finland Stock MRC 6kg 1.32m £4,000
1 MOTOMAN SK6 welding robot MRC 6kg 1.32m £4,500
4 MOTOMAN SK6R welding robot MRC 6kg 1.32 £4,600
0 MOTOMAN SK16 MRC 16kg 1.55m SOLD
0 MOTOMAN UP6 XRC 6kg 1.37m £8,500
1 MOTOMAN UP6R XRC 6kg 1.37m £8,000
1 MOTOMAN UP6 Welding cell complete in our stock in Finland XRC 6kg 1.37m £12,000
1 MOTOMAN UP20 XRC 20kg 1.65 £8,000
0 MOTOMAN SK45 MRC 45kg 1.79m SOLD
0 MOTOMAN UP50-35 (2004) XRC 35kg 2.52m SOLD
0 MOTOMAN K60A MRC 60kg 2.0m SOLD
0 MOTOMAN UP130 Shelf Type XRC 130kg 2.6m £7,500
1 MOTOMAN SP 100 4 axis Palletiser MRC 100kg 3.2m £5,000
0 MOTOMAN SP100X 4 axis high speed palletising robot XRC 250kg 3.2m SOLD
1 Nachi SC500 AW 500kg £10,000
Sistemas de Impulsión de los robots:
Los más comunes son tres: impulsión hidráulica, impulsión eléctrica e impulsión neumática.
Hidráulico.
El sistema de impulsión hidráulica es en la que se utiliza un fluido, generalmente un tipo de aceite, para que el robot pueda movilizar sus mecanismos. La impulsión hidráulica se utiliza para robots grandes, los cuales presentan mayor velocidad y mayor resistencia mecánica.
Eléctrico.
Se le da el nombre de impulsión eléctrica cuando se usa la energía eléctrica para que el robot ejecute sus movimientos. La impulsión eléctrica se utiliza para robots de tamaño mediano, pues éstos no requieren de tanta velocidad ni potencia como los robots diseñados para funcionar con impulsión hidráulica. Los robots que usan la energía eléctrica se caracterizan por una mayor exactitud y repetibilidad.
Neumático.
Sólo resta hablar de aquellos robots que se valen de la impulsión neumática para realizar sus funciones. En la impulsión neumática se comprime el aire abastecido por un compresor, el cual viaja a través de mangueras.
Los robots pequeños están diseñados para funcionar por medio de la impulsión neumática.
Los robots que funcionan con impulsión neumática están limitados a operaciones como la de tomar y situar ciertos elementos.
Es importante señalar que no todos los elementos que forman el robot pueden tener el mismo tipo de impulsión.
Ventajas y Desventajas.
Característica Robot Neumático Robot Hidráulico Robot Motorizado
Eficiencia Buena Buena Muy Buena
Rapidez Buena Muy Buena Buena
Durabilidad Buena Buena Buena
Mantenimiento Buena Buena Buena
Más usados Buena Buena Buena
Costo Igual Igual Igual
Precisión Buena Buena Muy Buena
Resistencia mecánica Buena Muy Buena Buena
Capacidad de carga Buena Muy Buena Buena
En la siguiente tabla se mencionan algunos robots comerciales en los que se especifica la carga que soportan, su altura y precio.
2 FANUC R-2000iA 200F RJ3 iB 200kg 2.4m £15,000
0 FANUC R2000iA 165F in PA RJ3iB 165kg 2.6 £15,000
0 FANUC R-2000iA in our Pittsburgh PA stock RJ3iB 210kg 2.6m £15,000
5 MITSUBISHI MELFA various types MELFA 5kg £2,500
0 Motoman K6SB ERC 6kg 1.4m SOLD
1 Motoman SSF 2000 - brand new with warranty NX100 6kg 1.39m £16,000
1 MOTOMAN SK6 in our Finland Stock MRC 6kg 1.32m £4,000
1 MOTOMAN SK6 welding robot MRC 6kg 1.32m £4,500
4 MOTOMAN SK6R welding robot MRC 6kg 1.32 £4,600
0 MOTOMAN SK16 MRC 16kg 1.55m SOLD
0 MOTOMAN UP6 XRC 6kg 1.37m £8,500
1 MOTOMAN UP6R XRC 6kg 1.37m £8,000
1 MOTOMAN UP6 Welding cell complete in our stock in Finland XRC 6kg 1.37m £12,000
1 MOTOMAN UP20 XRC 20kg 1.65 £8,000
0 MOTOMAN SK45 MRC 45kg 1.79m SOLD
0 MOTOMAN UP50-35 (2004) XRC 35kg 2.52m SOLD
0 MOTOMAN K60A MRC 60kg 2.0m SOLD
0 MOTOMAN UP130 Shelf Type XRC 130kg 2.6m £7,500
1 MOTOMAN SP 100 4 axis Palletiser MRC 100kg 3.2m £5,000
0 MOTOMAN SP100X 4 axis high speed palletising robot XRC 250kg 3.2m SOLD
1 Nachi SC500 AW 500kg £10,000
PROTOCOLO DE PROGRAMACION DEL PUERO USB.
Puerto USB (Universal Serial Bus):
El puerto USB fue creado a principio de 1996. La sigla USB significa Bus Serie Universal (Universal Serial Bus) Se llama universal, porque todos los dispositivos se conecten al puerto. Conexión que es posible, porque es capaz de hacer conectar hasta un total de 127 dispositivos.
Unas de las razones más importantes dieron origen a este puerto fueron:
Conexión del PC con el teléfono.
Fácil uso.
Expansión del puerto.
Unas de las principales características más importantes de este puerto es que permite la conexión entre l PC y el teléfono, además, nos elimina la incomodidad al momento de ampliar el PC.
Características del puerto USB:
1. Todos los dispositivos USB tienen el mismo tipo de cable y el mismo tipo de conector, independientemente de la función que cumple.
2. Los detalles de consumo y administración electrónica del dispositivo son completamente transparentes para el usuario.
3. El computador identifica automáticamente un dispositivo agregado mientras opera, y por supuesto lo configura.
4. Los dispositivos pueden ser también desconectados mientras el computador está en uso.
5. Comparten un mismo bus tanto dispositivos que requieren de unos pocos KBPS como los que requieren varios MBPS.
6. Hasta 127 dispositivos diferentes pueden estar conectados simultáneamente y operando con una misma computadora sobre el Bus Serial Universal.
7. El bus permite periféricos multifunción, es decir aquellos que pueden realizar varias tareas a la vez, como lo son algunas impresoras que adicionalmente son fotocopiadoras y máquinas de fax.
8. Bajo costo.
Tipos de transferencia:
El puerto USB permite cuatro tipos de transferencia, que son:
Transferencias de control:
Es una transferencia no esperada, no se realiza periódicamente, sino que la realiza el software para iniciar una petición/respuesta de comunicación. Normalmente se utiliza para operar operaciones de control o estado.
Transferencias Isocrónicas:
Es periódica, una comunicación continúa entre el controlador y el dispositivo, se usa normalmente para información.
Este tipo de transferencia envía la señal de reloj encapsulando en los datos, mediante comunicaciones NZRI.
Transferencias Continúa:
Son datos pequeños no muy frecuentes, que provocan la espera de otras transferencias hasta que son realizadas.
Transferencias de Volumen:
No son transferencias periódicas. Se trata de paquetes de gran tamaño, usados en aplicaciones donde se utiliza todo el ancho de banda disponible en la comunicación. Estas transferencias pueden quedar a la espera de que el ancho de banda quede disponible.
Puertos en Serie:
El puerto en serie de un ordenador es un adaptador asíncrono utilizado para poder intercomunicar varios ordenadores entre sí. Un puerto serie recibe y envía información fuera del ordenador mediante un determinado software de comunicación o un drive del puerto serie.
El Software envía la información al puerto, carácter a carácter, convirtiendo en una señal que puede ser enviada por cable serie o un módem. Cuando se ha recibido un carácter, el puerto serie envía una señal por medio de una interrupción indicando que el carácter está listo. Cuando el ordenador ve la señal, los servicios del puerto serie leen el carácter
Características:
1. Normalmente estos suelen ser 2 en una placa base y son denominados COM 1 y COM 2.
2. Estos puertos funcionan con un chip llamado UART, que es un controlador serie.
3. El término serie quiere decir que la comunicación con este tipo de conector se realiza sólo en una dirección: o envío, o recepción de datos, pero no las dos al mismo tiempo debido a que envía los datos uno detrás de otro.
4. El puerto serie utiliza direcciones y una línea de señales, un IRQ para llamar la atención del procesador. Además el Software de controldebe conocer la dirección.
5. La mayoría de los puertos serie utilizan direcciones Standard predefinidas. Éstas están descritas normalmente en base hexadecimal.
6. Para el protocolode transmisión de datos, sólo se tiene en cuenta dos estados de la línea, 0 y 1, también llamados Low y High.
7. El conector tiene sus extremos en ángulo de manera que el enchufe podrá introducirse de una manera solamente.
PROTOCOLO DE PROGRAMACION DEL PUERO USB.
El protocolo se basa en el llamado paso de testigo (token). El ordenador proporciona el testigo al periférico seleccionado y seguidamente, éste le devuelve el testigo en su respuesta.
Este bus permite la conexión y la des-conexión en cualquier momento sin necesidad de apagar el equipo.
A continuación se describen los primeros aspectos de este protocolo.
Interfaz física
Aspecto eléctrico
A nivel eléctrico, el cable USB transfiere la señal y la alimentación sobre 4 hilos.
A nivel de alimentación, el cable proporciona la tensión nominal de 5 V. Es necesario definir correctamente el diámetro del hilo con el fin de que no se produzca una caída de tensión demasiado importante en el cable. Una resistencia de terminación instalada en la línea de datos permite detectar el puerto y conocer su configuración (1,5 o 12 Mbits/s).
A nivel de señal, se trata de un par trenzado con una impedancia característica de 90 Ω La velocidad puede ser tanto de 12 Mbits/s como de 1,5 Mbits/s. La sensibilidad del receptor puede ser de, al menos, 200mV y debe poder admitir un buen factor de rechazo de tensión en modo común. El reloj se transmite en el flow de datos, la codificación es de tipo NRZI, existiendo un dispositivo que genera un bit de relleno (bit stuffing) que garantiza que la frecuencia de reloj permanezca constante. Cada paquete va precedido por un campo de sincronismo.
Consumo
Cada sección puede proporcionar una determinada potencia máxima siendo el PC el encargado de suministrar la energía. Además, el periférico puede estar autoalimentado.
Control de consumo
El ordenador gestiona el consumo, teniendo capacidad de poner en reposo o en marcha a un periférico USB. En reposo, este reduce su consumo (si puede), quedándose la parte USB funcional. Esta gestión está orientada especialmente a los equipos portátiles.
La norma USB define 2 tipos de enlaces virtuales (pipe); stream y message.
Stream Pipes: se trata de un flujo sin formato USB definido, esto significa que se puede enviar cualquier tipo de dato. Este tipo de pipe soporta las transferencias bulk, isocronas, y interrupt. Además tanto el host como el dispositivo USB pueden controlar.
Message Pipes: este tipo de enlace virtual si tiene un formato USB definido y solo puede soportar la transferencia Control.
Tipos de transferencia
El enlace virtual (pipe) puede ser de cuatro tipos:
Control: Modo utilizado para realizar configuraciones: existe siempre sobre el Punto terminal 0 (EndPoint 0). Todos los dispositivos USB deben soportar este tipo de transferencia.
Los datos de control sirven para configurar el periférico en el momento de conectarse al USB. Algunos drivers específicos pueden utilizar este enlace para transmitir su propia información de control.
Este enlace no tiene pérdida de datos, puesto que los dispositivos de detección de recuperación de errores están activos a nivel USB.
Bulk: Este modo se utiliza para la transmisión de importantes cantidades de información. Como el tipo control, este enlace no tiene pérdida de datos. Este tipo de transferencia es útil cuando la razón de transferencia no es critica como por ejemplo, el envió de un archivo a imprimir o la recepción de datos desde un escáner.
En estas aplicaciones, la transferencia es rápida, pero puede espera si fuera necesario. Solo los dispositivos de media y alta velocidad utilizan este tipo de transferencia.
Interrupt, modo utilizado para transmisiones de pequeños paquetes, rápidos, orientados a percepciones humanas (ratón, punteros).
Este tipo de transferencia son para dispositivos que deben recibir atención periódicamente y lo utilizan los dispositivos de baja velocidad
Este tipo de transmisión garantiza la transferencia de pequeñas cantidades de datos. El tiempo de respuesta no puede ser inferior al valor especificado por la interfaz. El ratón o cualquier otro dispositivo apuntador es una aplicación típica de este modo de transmisión.
Isochronous o Flujo en tiempo real: modo utilizado para la transmisión de audio o video comprimido. Este tipo de transmisión funciona en tiempo real. Este es el modo de mayor prioridad.
Enumeración
Cuando se conecta un dispositivo USB a la PC se produce el Proceso de Enumeración, el cual consiste en que el host le pregunta al dispositivo que se presente y le diga cuáles son sus parámetros, tales como:
• Consumo de energía expresada en unidades de Carga
• Numero y tipos de Puntos terminales
• Clase del producto.
• Tipo de transferencia
• Razón de escrutinio, etc.
El proceso de enumeración es inicializado por el host cuando detecta que un nuevo dispositivo que ha sido adjuntado al Bus. El host le asigna una dirección al dispositivo adjuntado al bus y habilita su configuración permitiendo la transferencia de datos sobre el bus.
El puerto USB fue creado a principio de 1996. La sigla USB significa Bus Serie Universal (Universal Serial Bus) Se llama universal, porque todos los dispositivos se conecten al puerto. Conexión que es posible, porque es capaz de hacer conectar hasta un total de 127 dispositivos.
Unas de las razones más importantes dieron origen a este puerto fueron:
Conexión del PC con el teléfono.
Fácil uso.
Expansión del puerto.
Unas de las principales características más importantes de este puerto es que permite la conexión entre l PC y el teléfono, además, nos elimina la incomodidad al momento de ampliar el PC.
Características del puerto USB:
1. Todos los dispositivos USB tienen el mismo tipo de cable y el mismo tipo de conector, independientemente de la función que cumple.
2. Los detalles de consumo y administración electrónica del dispositivo son completamente transparentes para el usuario.
3. El computador identifica automáticamente un dispositivo agregado mientras opera, y por supuesto lo configura.
4. Los dispositivos pueden ser también desconectados mientras el computador está en uso.
5. Comparten un mismo bus tanto dispositivos que requieren de unos pocos KBPS como los que requieren varios MBPS.
6. Hasta 127 dispositivos diferentes pueden estar conectados simultáneamente y operando con una misma computadora sobre el Bus Serial Universal.
7. El bus permite periféricos multifunción, es decir aquellos que pueden realizar varias tareas a la vez, como lo son algunas impresoras que adicionalmente son fotocopiadoras y máquinas de fax.
8. Bajo costo.
Tipos de transferencia:
El puerto USB permite cuatro tipos de transferencia, que son:
Transferencias de control:
Es una transferencia no esperada, no se realiza periódicamente, sino que la realiza el software para iniciar una petición/respuesta de comunicación. Normalmente se utiliza para operar operaciones de control o estado.
Transferencias Isocrónicas:
Es periódica, una comunicación continúa entre el controlador y el dispositivo, se usa normalmente para información.
Este tipo de transferencia envía la señal de reloj encapsulando en los datos, mediante comunicaciones NZRI.
Transferencias Continúa:
Son datos pequeños no muy frecuentes, que provocan la espera de otras transferencias hasta que son realizadas.
Transferencias de Volumen:
No son transferencias periódicas. Se trata de paquetes de gran tamaño, usados en aplicaciones donde se utiliza todo el ancho de banda disponible en la comunicación. Estas transferencias pueden quedar a la espera de que el ancho de banda quede disponible.
Puertos en Serie:
El puerto en serie de un ordenador es un adaptador asíncrono utilizado para poder intercomunicar varios ordenadores entre sí. Un puerto serie recibe y envía información fuera del ordenador mediante un determinado software de comunicación o un drive del puerto serie.
El Software envía la información al puerto, carácter a carácter, convirtiendo en una señal que puede ser enviada por cable serie o un módem. Cuando se ha recibido un carácter, el puerto serie envía una señal por medio de una interrupción indicando que el carácter está listo. Cuando el ordenador ve la señal, los servicios del puerto serie leen el carácter
Características:
1. Normalmente estos suelen ser 2 en una placa base y son denominados COM 1 y COM 2.
2. Estos puertos funcionan con un chip llamado UART, que es un controlador serie.
3. El término serie quiere decir que la comunicación con este tipo de conector se realiza sólo en una dirección: o envío, o recepción de datos, pero no las dos al mismo tiempo debido a que envía los datos uno detrás de otro.
4. El puerto serie utiliza direcciones y una línea de señales, un IRQ para llamar la atención del procesador. Además el Software de controldebe conocer la dirección.
5. La mayoría de los puertos serie utilizan direcciones Standard predefinidas. Éstas están descritas normalmente en base hexadecimal.
6. Para el protocolode transmisión de datos, sólo se tiene en cuenta dos estados de la línea, 0 y 1, también llamados Low y High.
7. El conector tiene sus extremos en ángulo de manera que el enchufe podrá introducirse de una manera solamente.
PROTOCOLO DE PROGRAMACION DEL PUERO USB.
El protocolo se basa en el llamado paso de testigo (token). El ordenador proporciona el testigo al periférico seleccionado y seguidamente, éste le devuelve el testigo en su respuesta.
Este bus permite la conexión y la des-conexión en cualquier momento sin necesidad de apagar el equipo.
A continuación se describen los primeros aspectos de este protocolo.
Interfaz física
Aspecto eléctrico
A nivel eléctrico, el cable USB transfiere la señal y la alimentación sobre 4 hilos.
A nivel de alimentación, el cable proporciona la tensión nominal de 5 V. Es necesario definir correctamente el diámetro del hilo con el fin de que no se produzca una caída de tensión demasiado importante en el cable. Una resistencia de terminación instalada en la línea de datos permite detectar el puerto y conocer su configuración (1,5 o 12 Mbits/s).
A nivel de señal, se trata de un par trenzado con una impedancia característica de 90 Ω La velocidad puede ser tanto de 12 Mbits/s como de 1,5 Mbits/s. La sensibilidad del receptor puede ser de, al menos, 200mV y debe poder admitir un buen factor de rechazo de tensión en modo común. El reloj se transmite en el flow de datos, la codificación es de tipo NRZI, existiendo un dispositivo que genera un bit de relleno (bit stuffing) que garantiza que la frecuencia de reloj permanezca constante. Cada paquete va precedido por un campo de sincronismo.
Consumo
Cada sección puede proporcionar una determinada potencia máxima siendo el PC el encargado de suministrar la energía. Además, el periférico puede estar autoalimentado.
Control de consumo
El ordenador gestiona el consumo, teniendo capacidad de poner en reposo o en marcha a un periférico USB. En reposo, este reduce su consumo (si puede), quedándose la parte USB funcional. Esta gestión está orientada especialmente a los equipos portátiles.
La norma USB define 2 tipos de enlaces virtuales (pipe); stream y message.
Stream Pipes: se trata de un flujo sin formato USB definido, esto significa que se puede enviar cualquier tipo de dato. Este tipo de pipe soporta las transferencias bulk, isocronas, y interrupt. Además tanto el host como el dispositivo USB pueden controlar.
Message Pipes: este tipo de enlace virtual si tiene un formato USB definido y solo puede soportar la transferencia Control.
Tipos de transferencia
El enlace virtual (pipe) puede ser de cuatro tipos:
Control: Modo utilizado para realizar configuraciones: existe siempre sobre el Punto terminal 0 (EndPoint 0). Todos los dispositivos USB deben soportar este tipo de transferencia.
Los datos de control sirven para configurar el periférico en el momento de conectarse al USB. Algunos drivers específicos pueden utilizar este enlace para transmitir su propia información de control.
Este enlace no tiene pérdida de datos, puesto que los dispositivos de detección de recuperación de errores están activos a nivel USB.
Bulk: Este modo se utiliza para la transmisión de importantes cantidades de información. Como el tipo control, este enlace no tiene pérdida de datos. Este tipo de transferencia es útil cuando la razón de transferencia no es critica como por ejemplo, el envió de un archivo a imprimir o la recepción de datos desde un escáner.
En estas aplicaciones, la transferencia es rápida, pero puede espera si fuera necesario. Solo los dispositivos de media y alta velocidad utilizan este tipo de transferencia.
Interrupt, modo utilizado para transmisiones de pequeños paquetes, rápidos, orientados a percepciones humanas (ratón, punteros).
Este tipo de transferencia son para dispositivos que deben recibir atención periódicamente y lo utilizan los dispositivos de baja velocidad
Este tipo de transmisión garantiza la transferencia de pequeñas cantidades de datos. El tiempo de respuesta no puede ser inferior al valor especificado por la interfaz. El ratón o cualquier otro dispositivo apuntador es una aplicación típica de este modo de transmisión.
Isochronous o Flujo en tiempo real: modo utilizado para la transmisión de audio o video comprimido. Este tipo de transmisión funciona en tiempo real. Este es el modo de mayor prioridad.
Enumeración
Cuando se conecta un dispositivo USB a la PC se produce el Proceso de Enumeración, el cual consiste en que el host le pregunta al dispositivo que se presente y le diga cuáles son sus parámetros, tales como:
• Consumo de energía expresada en unidades de Carga
• Numero y tipos de Puntos terminales
• Clase del producto.
• Tipo de transferencia
• Razón de escrutinio, etc.
El proceso de enumeración es inicializado por el host cuando detecta que un nuevo dispositivo que ha sido adjuntado al Bus. El host le asigna una dirección al dispositivo adjuntado al bus y habilita su configuración permitiendo la transferencia de datos sobre el bus.
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