Espurna
CA

Tots els conceptes

Comunicació

Adreçament al bus de servos

Si sis servos comparteixen un cable, cadascun necessita un ID. Tots ho senten tot i només respon el que coincideix; dos servos amb el mateix ID es trepitgen.

Mecànica

Backlash (joc entre dents)

Entre les dents d’un engranatge hi ha una mica de joc. En invertir el sentit, el motor gira sense moure la sortida, i l’error a la punta creix amb la llargada del braç.

Sensors

Cèl·lula de càrrega (load cell)

Unes galgues enganxades a un metall canvien una mica la seva resistència quan es flexionen. Un pont de Wheatstone dona uns mil·livolts, un ADC els converteix en counts i la calibració els passa a grams.

Automatització industrial

Cèl·lula de fabricació flexible

Una línia automatitzada en tres fases: alimentació i classificació, mecanització i emmagatzematge. Dos PLC coordinen sensors, cilindres pneumàtics i servomotors per tractar cada peça segons el seu material i color.

Actuadors

Cilindres pneumàtics i electrovàlvules

L’aire comprimit mou els cilindres; les electrovàlvules fan de pont amb el PLC. Una monoestable torna sola a repòs per molla quan perd el senyal; una biestable necessita un senyal per a cada moviment i recorda l’última posició.

Cinemàtica

Cinemàtica directa i inversa (FK i IK)

FK: d’angles a posició de la mà, sempre una resposta. IK: de posició a angles; hi pot haver dues solucions (colze amunt o avall) o cap si el punt és fora d’abast.

Actuadors

Com funcionen els motors

Corrent dins d’un camp magnètic = força. Tres famílies segons qui canvia el corrent: escombretes (DC), un controlador que compta passos (stepper) o una electrònica que llegeix el rotor (brushless).

Comunicació

Com parlen els xips (UART, I2C, SPI, CAN)

Un bus són uns cables compartits. Cada protocol resol a la seva manera qui parla, amb qui i quan: UART punt a punt, I2C per adreça, SPI amb un cable de selecció i CAN per ID de missatge.

Control

Control en llaç tancat (PID)

Un PID compara el que vols amb el que mesures i corregeix amb tres termes: la P mira el present, la I el passat i la D el futur.

Sensors

Detectors de presència i finals de cursa

Per saber si una peça o un pistó és al seu lloc: finals de cursa per contacte, sensors reed magnètics als cilindres i sensors òptics que detecten si la peça talla un feix de llum.

Sensors

Divisor de tensió per llegir un sensor resistiu

Un PLC no pot llegir una resistència, però sí una tensió. Posant el sensor en sèrie amb una resistència fixa, la tensió del punt mitjà canvia amb el sensor: Vout = Vcc · RS / (RS + Rfixa).

Cinemàtica

El jacobià

El jacobià passa de velocitats de les articulacions a velocitat de la mà (v = J·ω). Quan el seu determinant és zero, el braç és en una singularitat i perd una direcció de moviment.

Sensors

Encoders rotatius

Un encoder diu al motor on és. Amb dos canals desfasats (A i B) saps quant ha girat i en quin sentit.

Aprenentatge

Imitation learning

Una persona teleopera el robot, es graven parells observació-acció i s’entrena una policy perquè els copiï. Falla en estats que no ha vist mai; s’arregla amb demos més variades i predient diverses accions seguides.

Sensors

IMU i fusió de sensors

L’acceleròmetre sap on és avall però es confon quan es mou; el giroscopi és suau però deriva. Un filtre complementari fa servir el giroscopi a curt termini i l’acceleròmetre a llarg termini.

Sensors

Lidar i SLAM

Comptar voltes de roda acumula error (drift). Un lidar mesura distàncies en moltes direccions alhora; l’SLAM construeix el mapa i s’hi localitza alineant cada scan, i així corregeix la deriva.

Automatització industrial

Manipulador cartesià X-Y i servomotors

Dos eixos perpendiculars moguts per servomotors amb encoder. En arrencar busca el zero de cada eix; després converteix coordenades en mil·límetres a polsos per anar exactament a cada posició.

Aprenentatge

Models vision-language-action (VLA)

Un VLA parteix d’un model que ja relaciona imatges i text i hi afegeix una sortida d’accions: rep càmeres, una instrucció i l’estat del robot, i retorna un fragment de moviments.

Automatització industrial

PLC i GRAFCET

Un PLC llegeix cíclicament totes les entrades, executa el programa i actualitza les sortides. El GRAFCET descriu el procés com una seqüència d’etapes i transicions: cada pas espera una condició per passar al següent.

Sensors

Profunditat estèreo

Dues càmeres separades veuen el mateix objecte desplaçat; el que és a prop es desplaça més. La profunditat surt de Z = f · B / d.

Mecànica

Reductores (gearboxes) per a articulacions

Una reductora de relació N divideix la velocitat per N i multiplica el parell per N. Planetària, harmonic drive o engranatges rectes: cada família canvia la precisió, la robustesa i la facilitat de moure-la des de fora.

Aprenentatge

Reinforcement learning

Ningú no diu al robot com fer-ho, només si ho ha fet bé: l’agent prova accions, rep una recompensa i aprèn una policy que la maximitza. En simulació se n’entrenen milers de còpies alhora.

Automatització industrial

Seguretat en màquines automatitzades

Una aturada d’emergència tipus bolet atura tota la màquina, unes barreres aturen el moviment si algú entra a la zona i un semàfor mostra l’estat d’un cop d’ull.

Sensors

Sensor de distància per ultrasons

Emet un pols i mesura quant triga l’eco: d = c · t / 2. La velocitat del so depèn de la temperatura, així que si no la compenses la lectura es desvia.

Sensors

Sensors de proximitat inductius i capacitius

El capacitiu detecta qualsevol material perquè en canvia la capacitat; l’inductiu només detecta metalls perquè s’hi indueixen corrents. Fent servir tots dos, saps si una peça és metàl·lica.

Cinemàtica

Sistemes de referència (frames) i transformacions

Un punt només té coordenades respecte d’un frame (origen + eixos). Per passar del frame del robot al del món: p_world = R(θ) · p_robot + t.

Actuadors

Ventoses i efecte venturi

Fent passar aire comprimit per un estrenyiment, s’accelera i la pressió baixa: es crea buit a la ventosa, que xucla la peça. Així es fa buit sense bomba.