Desarrollo de una arquitectura de bajo costo para un laboratorio remoto del robot IR50P de GIESCV
El proyecto se enfocó en el diseño e implementación de una arquitectura remota para el control del robot IR50P, perteneciente al Grupo de Investigación en Electromagnetismo, Salud y Calidad de Vida (GIESCV) de la Universidad El Bosque. Esta iniciativa surgió para facilitar el acceso al robot en ento...
- Autores:
-
Ovallos Romero, Andrea Juliana
- Tipo de recurso:
- https://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
- Fecha de publicación:
- 2025
- Institución:
- Universidad El Bosque
- Repositorio:
- Repositorio U. El Bosque
- Idioma:
- spa
- OAI Identifier:
- oai:repositorio.unbosque.edu.co:20.500.12495/18132
- Acceso en línea:
- https://hdl.handle.net/20.500.12495/18132
- Palabra clave:
- Laboratorios remotos
Robótica educativa
Control PID
Educación STEM
Automatización industrial
621.381
Remote laboratories
Educational robotics
PID control
STEM education
Industrial automation
- Rights
- License
- Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International
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El proyecto se enfocó en el diseño e implementación de una arquitectura remota para el control del robot IR50P, perteneciente al Grupo de Investigación en Electromagnetismo, Salud y Calidad de Vida (GIESCV) de la Universidad El Bosque. Esta iniciativa surgió para facilitar el acceso al robot en entornos educativos, superando las limitaciones de espacio y disponibilidad física. Se integró un servidor basado en Raspberry Pi, encargado de gestionar la comunicación bidireccional a través de WebSocket y serial (RS232 a 19200 baudios), complementado con una cámara IP para visualización en tiempo real. Como principal resultado, se desarrolló una interfaz web que permite enviar comandos seriales al Driver UEB del robot IR50P, controlar sus articulaciones, ajustar parámetros del controlador PID y monitorear sensores de posición. El sistema fue validado mediante pruebas de envío de comandos seriales, demostrando su eficiencia. El proyecto evidenció que la combinación de tecnologías abiertas y hardware accesible puede ampliar el alcance de equipos robóticos en contextos académicos, fomentando prácticas innovadoras en control y automatización. |
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[1] Universidad El Bosque, “Grupos Ingeniería y Tecnología,” Vicerrectoría de Investigaciones - Universidad El Bosque, [En línea]. Available: https://investigaciones.unbosque.edu.co/grupos-area-ingenieria-y-tecnologia. [Último acceso: 30 Agosto 2024]. [2] Grupo de Investigación Electromagnetismo, Salud y Calidad de Vida, “Electromagnetismo, Salud y Calidad de Vida,” Universidad El Bosque, [En línea]. Available: https://investigaciones.unbosque.edu.co/electromagnetismo-salud-y-calidad-de-vida. [Último acceso: 30 Agosto 2024]. [3] Y. Fonseca, “Generador de trayectorias para el robot manipulador IR50P del laboratorio de control y robótica del GIESCV”, Bogotá, Colombia: B.S. thesis, Univ. El Bosque, 2024. [4] S. Concardi y S. Marchisio, “The Remote Laboratory as a Teaching Resource in the Scientific and Technological Training”, Creative Education, 2013, doi: 10.4236/ce.2013.410A006. [5] X. Chen y Y. Zhang, “Virtual and Remote Laboratory Development: A Review,” Proceedings of the 2010 American Society of Civil Engineers, 2010, pp. 368-377, doi: 10.1061/41096(366)368. [6] F. Pereira, D. França, V. Paschoal, M. Nardes, R. R. Rosa y E. Guerra, “Esfinge Virtual Lab—A Virtual Laboratory Platform With a Metadata-Based API and Based on Dynamic Component,” IEEE Access, vol. 11, pp. 143167-143181, 2023, doi: 10.1109/ACCESS.2023.3342911. [7] G. I. C. Gómez y R. C. Castro, “Development of Online Teaching Tools for Engineering: Computational Simulations for the Design of a Redundant Robot System with Artificial Vision,” 2021 Machine Learning-Driven Digital Technologies for Educational Innovation Workshop, Monterrey, Mexico, doi: 10.1109/IEEECONF53024.2021.9733760, 2021, pp. 1-8. [8] C. Marino, A. Rega, F. Vitolo y S. Patalano, “Enhancing Human-Robot Collaboration in the Industry 5.0 Context: Workplace Layout Prototyping,” International Joint Conference on Mechanics, Design Engineering & Advanced Manufacturing, Springer, 2022, pp. 454-465. [9] Grupo de investigación Electromagnetismo, Salud y Calidad de Vida, “PFI-2022-016: Laboratorio de Control y Robótica,” Universidad El Bosque, 2022. [10] P. Chand, M. Al-Rawi, S. James, J. Antony y J. Jose, “A Low-Cost System for Remote Access and Control of Automation Equipment,” Machines, vol. 9, no. 7, p. 138, Jul. 2021, https://doi.org/10.3390/machines9070138. [11] M. L. C. Penna, J. F. Osma y C. C. S. Gómez, “Remote laboratory control system for portable biosensors,” Bogotá, Colombia: Tesis de maestría, Universidad de los Andes, 2023. [12] B. L. et al., “A Fully Open Source Remote Laboratory for Practical Learning,” Electronics, vol. 9, no. 11, 2020, p. 1832. [13] A. K. M. Azad, “Design and Development of Remote Laboratories with Internet of Things Setting,” Advances in Internet of Things, vol. 11, 2021, pp. 97-100, doi: 10.4236/ait.2021.113007. [14] EUROBTEC GmbH, Manual IR50p Handbuch, Zindorf: EUROBTEC GmbH, 1993. [15] B. Siciliano, L. Sciavicco, L. Villani y G. Oriolo, “Robótica: modelado, planificación y control,” Londres: Springer London, 2009, doi: 10.1007/978-1-84628-642-1. [16] K. Ogata, Ingeniería de Control Moderna (5.ª ed.), Pearson, 2010. [17] J. Axelson, Serial Port Complete: COM Ports, USB Virtual COM Ports, and Ports for Embedded Systems (2nd ed.), Lakeview Research, 2007. [18] D. Gourley y B. Totty, HTTP: The Definitive Guide, O'Reilly Media, 2002. [19] I. Grigorik, High Performance Browser Networking, O’Reilly Media, 2013. [20] D. Stenberg, HTTP/3 Explained, Creative Commons Attribution 4.0 license, 2022. [21] R. Johnson, The WebSockets Handbook: Seamless Communication for Web, Mobile, and IoT, HiTeX Press, 2025. [22] M. Lutz, Learning Python, O’Reilly Media, 2013. [23] J. Duckett, “HTML and CSS: Design and Build Websites,” Wiley, 2011, p. 36. [24] J. Robbins, “Learning Web Design (5th ed.),” O'Reilly Media, 2018, p. 17. [25] J. Kurose y K. Ross, Computer Networking: A Top-Down Approach, Pearson, 2017. [26] IONOS, “¿Qué es un servidor? Un concepto, dos definiciones,” IONOS Digital Guide, [En línea]. Available: https://www.ionos.com/es-us/digitalguide/servidores/know-how/que-es-un-servidor-un-concepto-dos-definiciones/. [Último acceso: 8 Mayo 2025]. [27] Raspberry Pi, “Buy a Raspberry Pi 3 Model B,” Raspberry Pi, [En línea]. Available: https://www.raspberrypi.com/products/raspberry-pi-3-model-b/. [Último acceso: 8 Mayo 2025]. [28] D-Link Corporation, “mydlink Lite [Mobile application software],” [En línea]. Available: https://www.mydlink.com/apps. [29] D-Link Corporation, DCS-5222L User Manual, 2014. |
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Como principal resultado, se desarrolló una interfaz web que permite enviar comandos seriales al Driver UEB del robot IR50P, controlar sus articulaciones, ajustar parámetros del controlador PID y monitorear sensores de posición. El sistema fue validado mediante pruebas de envío de comandos seriales, demostrando su eficiencia. El proyecto evidenció que la combinación de tecnologías abiertas y hardware accesible puede ampliar el alcance de equipos robóticos en contextos académicos, fomentando prácticas innovadoras en control y automatización.Ingeniero ElectrónicoPregradoThe project focused on the design and implementation of a remote architecture for controlling the IR50P robot, belonging to the Research Group on Electromagnetismo, Salud y Calidad de Vida (GIESCV) at Universidad El Bosque. This initiative aimed to facilitate access to the robot in educational settings, overcoming limitations of space and physical availability. A server based on Raspberry Pi was integrated, managing bidirectional communication through WebSocket and serial (RS232 at 19200 baud), complemented by an IP camera for real-time visualization. The main outcome was the development of a web interface that allows sending serial commands to the IR50P robot’s UEB Driver, controlling its joints, adjusting PID control parameters, and monitoring position sensors. The system was validated through serial command transmission tests, demonstrating its efficiency. The project demonstrated that the combination of open technologies and accessible hardware can extend the reach of robotic equipment in academic contexts, promoting innovative practices in control and automation.application/pdfAttribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 Internationalhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/Acceso abiertohttps://purl.org/coar/access_right/c_abf2http://purl.org/coar/access_right/c_abf2Laboratorios remotosRobótica educativaControl PIDEducación STEMAutomatización industrial621.381Remote laboratoriesEducational roboticsPID controlSTEM educationIndustrial automationDesarrollo de una arquitectura de bajo costo para un laboratorio remoto del robot IR50P de GIESCVDevelopment of a low-cost architecture for a remote laboratory of the IR50P robot from GIESCVIngeniería ElectrónicaUniversidad El BosqueFacultad de IngenieríaTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregradohttps://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1finfo:eu-repo/semantics/bachelorThesishttps://purl.org/coar/version/c_ab4af688f83e57aa[1] Universidad El Bosque, “Grupos Ingeniería y Tecnología,” Vicerrectoría de Investigaciones - Universidad El Bosque, [En línea]. Available: https://investigaciones.unbosque.edu.co/grupos-area-ingenieria-y-tecnologia. [Último acceso: 30 Agosto 2024].[2] Grupo de Investigación Electromagnetismo, Salud y Calidad de Vida, “Electromagnetismo, Salud y Calidad de Vida,” Universidad El Bosque, [En línea]. Available: https://investigaciones.unbosque.edu.co/electromagnetismo-salud-y-calidad-de-vida. [Último acceso: 30 Agosto 2024].[3] Y. Fonseca, “Generador de trayectorias para el robot manipulador IR50P del laboratorio de control y robótica del GIESCV”, Bogotá, Colombia: B.S. thesis, Univ. El Bosque, 2024.[4] S. Concardi y S. Marchisio, “The Remote Laboratory as a Teaching Resource in the Scientific and Technological Training”, Creative Education, 2013, doi: 10.4236/ce.2013.410A006.[5] X. Chen y Y. Zhang, “Virtual and Remote Laboratory Development: A Review,” Proceedings of the 2010 American Society of Civil Engineers, 2010, pp. 368-377, doi: 10.1061/41096(366)368.[6] F. Pereira, D. França, V. Paschoal, M. Nardes, R. R. Rosa y E. Guerra, “Esfinge Virtual Lab—A Virtual Laboratory Platform With a Metadata-Based API and Based on Dynamic Component,” IEEE Access, vol. 11, pp. 143167-143181, 2023, doi: 10.1109/ACCESS.2023.3342911.[7] G. I. C. Gómez y R. C. Castro, “Development of Online Teaching Tools for Engineering: Computational Simulations for the Design of a Redundant Robot System with Artificial Vision,” 2021 Machine Learning-Driven Digital Technologies for Educational Innovation Workshop, Monterrey, Mexico, doi: 10.1109/IEEECONF53024.2021.9733760, 2021, pp. 1-8.[8] C. Marino, A. Rega, F. Vitolo y S. Patalano, “Enhancing Human-Robot Collaboration in the Industry 5.0 Context: Workplace Layout Prototyping,” International Joint Conference on Mechanics, Design Engineering & Advanced Manufacturing, Springer, 2022, pp. 454-465.[9] Grupo de investigación Electromagnetismo, Salud y Calidad de Vida, “PFI-2022-016: Laboratorio de Control y Robótica,” Universidad El Bosque, 2022.[10] P. Chand, M. Al-Rawi, S. James, J. Antony y J. Jose, “A Low-Cost System for Remote Access and Control of Automation Equipment,” Machines, vol. 9, no. 7, p. 138, Jul. 2021, https://doi.org/10.3390/machines9070138.[11] M. L. C. Penna, J. F. Osma y C. C. S. Gómez, “Remote laboratory control system for portable biosensors,” Bogotá, Colombia: Tesis de maestría, Universidad de los Andes, 2023.[12] B. L. et al., “A Fully Open Source Remote Laboratory for Practical Learning,” Electronics, vol. 9, no. 11, 2020, p. 1832.[13] A. K. M. Azad, “Design and Development of Remote Laboratories with Internet of Things Setting,” Advances in Internet of Things, vol. 11, 2021, pp. 97-100, doi: 10.4236/ait.2021.113007.[14] EUROBTEC GmbH, Manual IR50p Handbuch, Zindorf: EUROBTEC GmbH, 1993.[15] B. Siciliano, L. Sciavicco, L. Villani y G. Oriolo, “Robótica: modelado, planificación y control,” Londres: Springer London, 2009, doi: 10.1007/978-1-84628-642-1.[16] K. Ogata, Ingeniería de Control Moderna (5.ª ed.), Pearson, 2010.[17] J. 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