Este proyecto se centra en el desarrollo de un sistema de control robótico que integra sensores, módulos de comunicación y actuadores para permitir la interacción entre un sistema real y una simulación virtual. La comunicación eficiente entre ambos entornos es un aspecto clave, asegurando que los datos se transmitan de manera precisa y coordinada.
Para ello, se desarrolló un sistema basado en la integración de una base de mandos y un conjunto de sensores y actuadores conectados a una Raspberry Pi, que permite capturar información del entorno físico y transmitirla a un gemelo digital simulado en Webots. Por su parte, el robot virtual también enviará información al robot real para tomar acciones de forma coordinada. La programación se llevó a cabo utilizando Python para la simulación y C para el control del hardware. El sistema es capaz de gestionar entradas desde componentes como potenciómetros, sensores ultrasónicos, botones y joysticks, así como controlar dispositivos como Leds y un servomotor. Para garantizar su correcto funcionamiento, se aplicaron metodologías de prueba estructuradas, incluyendo pruebas unitarias e integradas, que permitieron validar la fiabilidad del sistema y su sincronización con el entorno virtual.
Como resultado, se obtuvo un sistema funcional capaz de integrar el sistema real con su entorno virtual de manera sincronizada. Este proceso permitió mejorar habilidades en programación, control de hardware y validación de sistemas robóticos, reforzando la importancia del desarrollo estructurado y la optimización de la comunicación entre dispositivos.
Abstract:
This project focuses on the development of a robotic control system that integrates sensors, communication modules, and actuators to enable interaction between a real system and a virtual simulation. Efficient communication between both environments is a key aspect, ensuring that data is transmitted accurately and in a coordinated manner.
To achieve this, a system was developed based on the integration of a control unit and a set of sensors and actuators connected to a Raspberry Pi. This setup enables real-world data collection and its transmission to a digital twin simulated in Webots. The virtual robot also sends information to the physical robot in order to perform actions in a coordinated manner. The project was implemented using Python for the simulation environment and C for hardware-level control. The system handles inputs from components such as potentiometers, ultrasonic sensors, buttons, and joysticks, while also managing outputs like Leds and a servomotor. Structured testing methodologies—including unit and integration tests—were applied to validate the system’s reliability and ensure consistent synchronization between the physical and virtual environments.
As a result, a functional system was obtained, capable of integrating the real system with its virtual environment in a synchronized manner. This process helped improve skills in programming, hardware control, and robotic system validation, reinforcing the importance of structured development and optimizing communication between devices.
Este proyecto se centra en el desarrollo de un sistema de control robótico que integra sensores, módulos de comunicación y actuadores para permitir la interacción entre un sistema real y una simulación virtual. La comunicación eficiente entre ambos entornos es un aspecto clave, asegurando que los datos se transmitan de manera precisa y coordinada.
Para ello, se desarrolló un sistema basado en la integración de una base de mandos y un conjunto de sensores y actuadores conectados a una Raspberry Pi, que permite capturar información del entorno físico y transmitirla a un gemelo digital simulado en Webots. Por su parte, el robot virtual también enviará información al robot real para tomar acciones de forma coordinada. La programación se llevó a cabo utilizando Python para la simulación y C para el control del hardware. El sistema es capaz de gestionar entradas desde componentes como potenciómetros, sensores ultrasónicos, botones y joysticks, así como controlar dispositivos como Leds y un servomotor. Para garantizar su correcto funcionamiento, se aplicaron metodologías de prueba estructuradas, incluyendo pruebas unitarias e integradas, que permitieron validar la fiabilidad del sistema y su sincronización con el entorno virtual.
Como resultado, se obtuvo un sistema funcional capaz de integrar el sistema real con su entorno virtual de manera sincronizada. Este proceso permitió mejorar habilidades en programación, control de hardware y validación de sistemas robóticos, reforzando la importancia del desarrollo estructurado y la optimización de la comunicación entre dispositivos.
Abstract:
This project focuses on the development of a robotic control system that integrates sensors, communication modules, and actuators to enable interaction between a real system and a virtual simulation. Efficient communication between both environments is a key aspect, ensuring that data is transmitted accurately and in a coordinated manner.
To achieve this, a system was developed based on the integration of a control unit and a set of sensors and actuators connected to a Raspberry Pi. This setup enables real-world data collection and its transmission to a digital twin simulated in Webots. The virtual robot also sends information to the physical robot in order to perform actions in a coordinated manner. The project was implemented using Python for the simulation environment and C for hardware-level control. The system handles inputs from components such as potentiometers, ultrasonic sensors, buttons, and joysticks, while also managing outputs like Leds and a servomotor. Structured testing methodologies—including unit and integration tests—were applied to validate the system’s reliability and ensure consistent synchronization between the physical and virtual environments.
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