Desarrollo de un software de control basado en Raspberry Pi II para la implementación de algoritmos de control en una plataforma 3D (con 3 grados de libertad)

Abstract

[ES] Este trabajo de fin de grado se basa en la mejora de una plataforma para la implementación de los algoritmos de control de un quadrotor. Se comenzará el trabajo a partir de la estructura de un quadrotor ya construido controlado con Raspberry Pi con la finalidad de actualizarlo a Raspberry Pi 2 y añadirle ciertas funciones que aún no se le habían incluido, como el control delos 3 ángulos roll, pitch y yaw a la vez, y mejora de la parte central del rotor para reducir su altura. El quadrotor se controla mediante la Raspberry Pi 2, que es un miniordenador con grandes prestaciones y de bajo precio. Se implementará con un sistema operativo el cual tiene ya incluido un parche en el kernel para adaptarlo a las funciones de Sistema Operativo de Tiempo Real, el cual es necesario para el correcto funcionamiento del quadrotor. El miniordenador, que se conectara a un PC-Base que le mandará las respectivas órdenes en cada momento, junto con una IMU, una batería, cuatro motores con sus drivers, un conversor de tensiones y las respectivas conexiones entre los diferentes elementos, las cuales habrá que adaptar según el protocolo de comunicación que utilicen, formarán el conjunto necesario para la implementación del aparato. Se trabajará sobre una plataforma basada en una rotula para no limitar ninguno de los grados de libertad de giro del aparato (pitch, roll y yaw).

[EN] This work EOG is based on improving a platform for implementing control algorithms of a quadrotor. Work will start from the structure of a quadrotor already built controlled Raspberry Pi in order to upgrade to Raspberry Pi 2 and add certain features that were not yet included him as control of the 3 angles roll, pitch and yaw at a time, and improving the central part of the rotor to reduce its height. The quadrotor is controlled by the Raspberry Pi 2, which is a minicomputer with high performance and low price. It will be implemented with an operating system which has already included a patch to the kernel to suit the functions of real-time operating system, which is necessary for the proper functioning of the quadrotor. The mini-computer, which was connected to a PC-Base that will send the respective orders at all times, along with an IMU, a battery, four engines with their drivers, a converter voltage and the respective connections between the different elements, which should be adapted according to the communication protocol used, they will form the necessary apparatus for implementing the set. It will work on a platform based on a ball joint to not limit any of the degrees of freedom of rotation of the apparatus (pitch, roll and yaw).

[CA] Aquest treball de fi de grau es basa en la millora d'una plataforma per a la implementació dels algoritmes de control d'un quadrotor. Es començarà el treball a partir de l'estructura d'un quadrotor ja construït controlat amb Raspberry Pi amb la finalitat d'actualitzar-lo a Raspberry Pi 2 i afegir-certes funcions que encara no li havien inclòs, com el control dels 3 angles roll, pitch i yaw a la vegada, i millora de la part central del rotor per reduir la seva altura. El quadrotor es controla mitjançant la Raspberry Pi 2, que és un miniordinador amb grans prestacions i de baix preu. S'implementarà amb un sistema operatiu el qual té ja inclòs un pegat en el nucli per adaptar-lo a les funcions de Sistema Operatiu de Temps Real, el qual és necessari per al correcte funcionament del quadrotor. El miniordinador, que es connectés a un PC-Base que li enviarà les respectives ordres en cada moment, juntament amb una IMU, una bateria, quatre motors amb els seus drivers, un convertidor de tensions i les respectives connexions entre els diferents elements, les quals caldrà adaptar segons el protocol de comunicació que utilitzin, formaran el conjunt necessari per a la implementació de l'aparell. Es treballarà sobre una plataforma basada en una ròtula per no limitar cap dels graus de llibertat de gir de l'aparell (pitch, roll i yaw).