Implementación de una red de sensores para labores de investigación aplicada sobre la plataforma cuadrúpeda existente en la UAO

El presente trabajo describe el desarrollo de una red de sensores para la plataforma robótica bioinspirada en un cuadrúpedo existente en la Universidad Autónoma de Occidente (UAO), con el objetivo de permitir la percepción del entorno y la toma de decisiones en diferentes escenarios. Para lograrlo, se diseñó e implementó una arquitectura basada en el middleware ROS 2, que integra diversos sensores (IMU, táctiles, corriente, gas, entre otros) utilizando el protocolo de comunicación industrial CAN (del inglés, Controller Area Network). Dentro del sistema se incluye una interfaz gráfica de usuario que permite la visualización y el monitoreo en tiempo real de los datos de los sensores. En la fase de implementación del sistema, se integraron sensores usando microcontroladores Arduino Nano en conjunto con el módulo de comunicación CAN (mcp2515) y se desarrolló una interfaz gráfica utilizando ROS 2. Se realizaron pruebas unitarias para verificar el funcionamiento individual de cada sensor, como la validación de la fiabilidad del sensor inercial MPU9250 mediante el método de Bland-Altman, confirmando que las medidas entregadas por el sensor se encontraban dentro de los límites establecidos. Adicionalmente, se realizaron cálculos estadísticos (error promedio, error cuadrático medio, desviación estándar y coeficiente de determinación (R²)) que indicaron un buen rendimiento general del IMU, con errores pequeños y un coeficiente R² para roll, pitch, yaw de [0.962, 0.966, 0.995] respectivamente. En la prueba unitaria del sensor de corriente ACS712, se obtuvo un margen de error promedio del 5%, validando su uso en la red de sensores. También, se llevaron a cabo pruebas de integración, destacándose la prueba de comunicación de la red CAN, donde se registraron datos de frecuencia de envío y recepción entre módulos emisores y el receptor. Con los datos registrados, se realizaron cálculos estadísticos obteniendo la latencia media de los trasmisores en 491 μs y la del receptor de 498 μs, también se incluyó la frecuencia de los trasmisores de 2035.71 msg/seg y del receptor de 2005.86 msg/seg. Dentro de los resultados obtenidos en las pruebas de integración, se destacan aquellas diseñadas específicamente para validar el funcionamiento conjunto de múltiples componentes. A partir de la prueba de sistema, se pudo concluir que la implementación de una red de sensores integrada en la plataforma cuadrúpeda UAO, utilizando ROS 2 y protocolos de comunicación industrial como CAN, representa una solución viable para la toma de decisiones informadas en la interacción de una plataforma bioinspirada en diferentes escenarios

• Autores: Del Castillo Criollo , Anderson Sneider; Hernández Losada , Diego Alejandro
• Tipo de recurso: Trabajo de grado de pregrado
• Fecha de publicación: 2025
• Institución: Universidad Autónoma de Occidente
• Repositorio: RED: Repositorio Educativo Digital UAO
• Idioma: spa
• OAI Identifier: oai:red.uao.edu.co:10614/16184
• Acceso en línea: https://hdl.handle.net/10614/16184; https://red.uao.edu.co/
• Palabra clave: Ingeniería Mecatrónica; Red de sensores; Plataforma cuadrúpeda; ROS 2; Protocolo CAN; Percepción robótica; Interfaz gráfica de usuario; Error promedio; Sensor network; Quadruped platform; ROS 2; CAN protocol; Robotic perception; Graphical user interface; Average error
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