detectando medusas

desafío club de robótica ual.

Detectando medusas

categoría secundaria

colegio la salle virgen del mar almería

Dron Aéreo

Utilizaremos un dron dedicado a la fotografía, cambiando la cámara por un espectrómetro. Al dron se le incluirá tecnología LTE 4G para la comunicación con el "Barco" y carga inalámbrica.

MOTOR

Existen muchos parámetros que describen a un motor, pero lo más importantes y que deberías encontrar en todas las fichas ténicas son:

1) Vueltas por cada voltio: El parametro KV hace referencia a la palabra KiloVoltios, y quiere decir el número de vueltas que gira un motor por minuto por cada voltio al que esta alimentado. Por ejemplo un motor de 2400 KV con una batería 3S (12V) girará a unas 28.800 vueltas por minuto.

2) Tamaño: Aparte de los KV siempre suele haber otor valor al lado del valor de KV y este hace referencia al tamaño del motor. Por ejemplo los valore más comunes para motores pequeños son 1804, 1806, 2204

3) Empuje: Esta caracteristica solo la podremos saber analizando la ficha técnica del motor en la columna llamada habitualmente "Thrust(g)". Esta fuerza se mide en gramos, y es el dato determinante para decidir si los motores son apropiados para el dron que queremos construir o no

4) Corriente: el dato de la corriente es importante saber cual es su valor máximo cuando el acelerador esta al máximo. Este dato también aparece en la ficha técnica y determina los ESC ue debemos usar. Por ejemplo si consume un máximo de 11 Amp. será recomendado montar ESC de 12 A.

5) Agujeros: En la ficha técnica del acotamiento de las medidas del motor es esencial fijarse en el tamaño y posición de los agujeros de anclaje del motor. Asegurate al 100 % que son compatibles con el chasis o soporte de los motores de tu dron, te evitarás sorpresas inesperadas.

PROPULSIÓN

Características Comunes

Motores

Pondríamos unos motores específicos para drones los cuales destacan por sus pequeñas dimensiones, peso y gran potencia.

Los elegidos son los GoolRC X2212 950KV CW.

Placa de Arduino

Hemos elegido una placa de arduino debido a su versatilidad y pequeño tamaño, que es justo lo que necesitamos para este dron.

Dron Aéreo

¿Que es un DRON Aéreo?

Un dron es un vehículo capaz de volar y de ser comandado a distancia, sin que se requiera de la participación de un piloto. Existen drones de todos los tamaños y orientados a finalidades distintas, sobre todo en los últimos años.

CONTROL DE VELOCIDAD DEL PROPULSOR

Características Especificas

Sensor de espectrómetro

¿que es un espectrómetro?

El funcionamiento de un espectrofotómetro consiste básicamente en iluminar la muestra con luz blanca y calcular la cantidad de luz que refleja dicha muestra en una serie de intervalos de longitudes de onda. Lo más usual es que los datos se recojan en 31 intérvalos de longitudes de onda

Esta es la característica que diferencia a nuestro dron de otro.

El espectrómetro es el encargado del estudio de la interacción entre la radiación electromagnética y la materia para obtener espectros, que se relacionan con estructuras de la sustancia, considerándolo como una “huella digital”.

Otro factor importante es su funcionamiento. Todos los cuerpos emiten energía a ciertas temperaturas. El espectro de la radiación energética emitida es su espectro de emisión. Todos los cuerpos no tienen el mismo espectro de emisión. Por ejemplo, hay cuerpos que emiten en el infrarrojo y otros no.

En realidad, cada uno de los elementos químicos tiene su propio espectro de emisión. Y esto sirve para identificarlo y conocer de su existencia en objetos lejanos.

Una de las características que nos llamaron la atención fue su campo de acción. El espectrómetro es capaz de analizar el espectro de emisión a grandes distancias, pudiéndose llegar a actuar en objetos inaccesibles para nosotros, como pueden ser las estrellas.

El espectro de emisión es aquel obtenido a través de un foco emisor sin interponer en su trayectoria materia alguna.

El ardupilot

Ardupilot complementaria nuestra placa de arduino.

Esta placa, y el conjunto de sensores que la complementan está diseñada para usarla como piloto automático en aviones, helicópteros, multirrotores, barcos, coches...

El ardupilot, sirve también para realizar las funciones de procesado de información, el cual cuenta con dos procesadores los que son capaces de gobernar todos los sistemas integrados, tal y como estabilización autónoma, navegación por GPS, vuelo por waypoints, sistemas FAILSAFE, control de cámara...

Integra

-Firmware.

-Compatible con arduino.

-Soporta cientos de waypoints 3D.

-Telemetría bidireccional en tiempo real usando el protocolo MAVlink.

-Aterrizaje y despegue autónomo

nuestro modelo:

AUXDRON, un DRON PARA SALVAMENTO Marítimo

Auxdron es un robot que ya está en funcionamiento.

Diseñado para resistir la corrosión salina, caídas y equipado con motores capaces de funcionar bajo lluvia.

Dron Náutico

Este dron náutico contaría con dos hélices metálicas con potentes motores, conectividad LTE y GPS además de dos flotadores.

Antena

En esta antena se situaría el GPS y LTE 4G, la encargada de comunicarse con el dron aéreo.

Placas Solares

Arduino

Nuestro dron náutico se recargaría mediante placas solares.

Placa de Arduino la encargada de todo el funcionamiento y comunicación con el dron aereo

ultrasonidos - cavitación

¿Como eliminar las medusas?

Nuestra propuesta es usar ultrasonidos para su eliminación debido a que en su mayoría son gel.

Para ello debemos conseguir la frecuencia óptima.

Flotadores

Habrían dos flotadores, los cuales mantendrían al dron a flote.

Hélices metálicas

Usamos estas hélices para el movimiento del mismo.

Esta fue unas de las primeras maneras que pensamos para eliminar las medusas.

ENERGÍA y batería

Tras haber analizado seriamente las opciones que teníamos respecto a la energía y la batería que usaría el robot, teniendo en cuenta varios factores como su durabilidad, costes y rentabilidad, hemos llegado la conclusión de que la mejor opción es usar una batería de litio, que es el material del futuro la cual se recargara mediante placas solares.

UN EQUIPO ROV

MINI-ROV´S

Mini ROV´s: los que promedian los 15kg y pueden ser operados por una persona. Operan en profundidades acuáticas de 984 pies (300 metros). Estos vehículos son usados principalmente para tareas de inspección y observación. El desarrollo de estos vehículos se ha mejorado mucho gracias a la mejora de la tecnología para sistemas de alimentación eléctrica. Estas mejoras han implicado un incremento en la independencia, rendimiento y profundidad que no se habían podido alcanzar con anterioridad

MODELOS DE CONTROL

-Control por deslizamiento

-Control no lineal

-Control adaptativo

-Control con redes neuronales

-Control difuso.

FLOTABILIDAD

Los robots submarinos, están en situación de flotación positiva, pesando menos que el volumen equivalente de agua desplazada (de acuerdo con el principio de Arquímedes).

Para sumergirse hidrostáticamente (sin ayuda mecánica), un robot debe ganar flotación neutral (peso igual a empuje), bien incrementando su propio peso o disminuyendo el desplazamiento de agua (volumen).

¿CÓMO CONSEGUIRÁ EL ROBOT ESA FLOTABILIDAD?

Hemos llegado a la conclusión de usar un pistón para conseguir su inmersión y sumersión .

Así cuando el pistón coja agua el robot se hundirá por el peso y cuando la suelte el robot inmediatamente flotará de nuevo.

¿CÓMO ENCONTRAMOS A LAS MEDUSAS?

Una de las características de las medusas son los nematocistos, orgánulos subcelurares con forma de cápsula que contienen el veneno de la medusa, además de contar también con pelos quimiosensibles que detectan los posibles alimentos. Este orgánulo sería el estudiado para obtener su espectro de radiación e identificar con el espectrómetro la localización de las medusas, puesto que los nematocitos es una característica común entre estos animales.

Problema

Índice

El cambio climático y la desaparición de las tortugas en las costas ha propiciado un aumento de la población de las medusas suponiendo un grave problema

Nuestra Solución

Nuestra propuesta es poner en funcionamiento dos drones, uno aéreo y otro náutico.

El dron aéreo se encargaría de la detección de las medusas mediante un espectrómetro.

El dron náutico se encargará de su eliminación mediante ultrasonidos.

TAREAS QUE PUEDE REALIZAR UN ROBOT SUBMARINO

• Problema-Solución.
• Estado del Arte.
• Mecatrónica.
• Nuestra propuesta.
• Dron Aéreo.
• Dron Náutico.
• Energías.

Estado del arte

Nuestra Propuesta

Nuestra flota se compondría de dos clases de robots:

-Dron aéreo: Un dron equipado con un espectrómetro, el cual se encargará de detectar las medusas.

-Dron náutico: Se comunicaría con el dron aéreo, que le indicaría las coordenadas de posición de las medusas, para guiar su desplazamiento y su posterior eliminación.

Dron Aéreo

Dron Náutico

¿CUáLES SON LAS CARACTERÍSTICAS DE NUESTROs ROBOTs?

¿Dónde deben ir en busca de medusas nuestros drones?

Deben estar cerca de la costa ya que las medusas van por zonas de corrientes y además, hay mas proliferación de medusas donde hay mas salinidad.

¿Cómo se hizo?

Interfaces

Es el medio por el cual se conectan dos sistemas o dispositivos.

Sensores

Es un dispositivo capaz de detectar magnitudes físicas o químicas y transformarlas en variables.

¿qué ES EL SISTEMA mECATRÓNICO?

Actuadores

REALIZADO POR :

Juan IGNACIO CASTRO CARMONA

MIGUEL ÁNGEL MEGÍA MÁRQUEZ

Pablo antonio martínez vicente

Iván Castells Galindo

Prof. Antonio Galindo

Colegio La Salle virgen del mar

Un sistema mecatrónico es aquel que en todo momento está procesando información. Registra, procesa, y actúa. Es un sistema inteligente.

Las partes de un sistema mecatrónico son:

Los actuadores son, como su nombre lo dice, los que realizan una acción. Existen muchos tipos de actuadores, por ejemplo los motores.

Controladores

Los controladores son los que regulan todas las funciones asociadas de temporización, cadencia y conteo lógico.

Estructura

Es el "cuerpo" donde irán todos los demás elementos que lo integran.

Esta idea surgió de un concurso que organiza el Club de Robótica de la Universidad de Almería, este año el reto es como encontrar y eliminar medusas usando distintos drones.

Desde el primer momento nos entusiasmó este tema y nos pusimos manos a la obra.

Lo primero fue buscar información sobre ideas ya existentes, a partir de ese punto empezamos a desarrollar nuestra propia solución.

Conclusión

Hemos aprendido mucho, no tan solo en el ámbito del diseño de nuestro dron, sino también en nuestra experiencia educativa.

La búsqueda de información, el trabajo en equipo, la discusión de ideas, el consenso en las soluciones....

Agradecer al Club de robótica esta oportunidad de aprendizaje.