Robot De Tracción Diferencial (Pemacu Pembezaan): 10 Langkah

2025 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2025-01-23 15:01

La robótica de enjambre se inspira en insectos que actúan colaborativamente. Es una dislina basada en conjuntos de robot que se coordinan para realizar tareas grupales. Los Angeles individuales deben ser capaces de sensar y actuar en un ambiente real. Entre las instituciones que poseen plataformas para probar robótica de enjambre están Georgia Tech (Estados Unidos), Universiti Aalborg (Dinamarca), y EPFL (Suiza). El robot consta de actuadores (llantas), el módulo de potencia, un conjunto de sensores (módulo de instrumentación electrónica) y un módulo de comunicación inalámbrica.

El robot es relevan por su costo relativamente bajo, de aproximadamente $ 167, perbandingan antara nilai plataformas que pueden costar más de $ 1000. El diseño es modular, escalable, y fue realizado por estudiantes de la Universidad del Valle de Guatemala, durante el año 2017.

Langkah 1: Módulos Del Robot Y Listado De Materiales

El robot se divide en tres módulos:

1. Estructura y potencia eléctrica
2. Instrumentación electrónica (sensores y la programación que los gobierna)
3. Comunicación inalámbrica (WiFi)

Para la elaboración del robot se requiere disponibilidad de las siguientes herramientas:

• impresora 3D
• cortadora láser
• fresadora de circuitos.

Maklumat lanjut, tidak ada perkhidmatan yang lebih baik, servis solicitar se lénea como pcbcart para PCB, o sculpteo para impresión 3D y corte láser.

Se adjunta un archivo de Excel con materiales necesarios para fabricar el robot. El precio calculado de $ 167 por robot se calculó sin incluir el costo ni materiales para la impresora 3D, cortadora, y fresadora.

En el listado hay materiales que se adquirieron en línea (mouser, adafruit, robotshop), por lo que se debe tomar en cuenta el tiempo de envío previo a la fabricación del robot.

Langkah 2: Fabricación De Los Circuitos Impresos (PCB)

El diseño del robot merangkumi PCB. Se adjuntan los archivos Gerber para su fabricación.

1. Placa de potencia y control de motores, dos capas. Fabricación PCB potensia
2. Placa de control de sensores ultrasónicos, dos capas (Gerber PCB kawalan ultrasonik final.zip)
3. Placa de módulos WiFi, Teensy, IMU *, una capa (Gerber PCB modulos final.zip)

* La IMU opsyenal. Se recomienda utilizar una de 9 grados de libertad con acelerómetro, giroscopio y magnetitmetro. Se realizaron pruebas con una de 6 DOF y no se obtuvieron resultados memuaskan.

Tidak ada cuenta con una fresadora de Circuitos, de de tomar en cuenta el tiempo de fabricación y de envío de un servicio en línea.

Si se desea modificar las placas antes de mandarlas a fabricar, se adjuntan los archivos para modificar las plasas.

Mengesyorkan:

Soldar de primero los componentses SMD mas pequeños hasta los mas grandes.

Utilizar equipo adecuado para realizar soldadura SMD.

Github del proyecto

Langkah 3: Impresión De Piezas 3D Y Corte Láser

Para el robot son necesarias las siguientes piezas (Entre paréntesis se indica la cantidad):

Impresora 3D:

1. asas ultradonicos1)
2. suis porta y fusible (1)
3. espaciadores largos de placa de potencia y placa de sensores ultrasónicos (2)
4. espaciadores cortos de placa de potencia (4)
5. kastor bola (1) *

Cortadora Láser:

1. porta bateria MDF (2)
2. asas de MDF (1)
3. Tapa de acrílico (1)

* El Ball caster se compone de una pieza impresa y una canica que funcionará como la tercera rueda.

Se adjuntan los archivos necesarios para la impresora 3D de cada pieza y para el corte de cada pieza 2D. Solo deben de ser exportados a stl desde inventor 2018 o sacar los archivos.stl y.pdf de la carpeta llamadafabricar.

Se adjunta también el ensamblaje en inventor (Assemblyfinalultimaversion) para poder untuk menghadiri mejor la estructura o por si se desea modificar.

Piezas 3D y 2D

Langkah 4: Soldadura De Componentes En Los PCB

Primero se hace la soldadura de komponenes de superficie, del más pequeño al más grande. Luego se hace la soldadura de komponenes throug-hole.

Se recomienda usar pasta y no flux. La limpieza del PCB usando acetona solo remueve la pasta.

Es penting dan biasa la temperatura de estación de soldadura SMD, para no dañar los komponen.

Recomendaciones adicionales para cada placa:

1. Placa de potencia: Kabel Utilizar de un caliber que soporten al menos 1.5 amperios de carga Continua para el switch de nueve polos. Antes de colocar las baterías lipo probar si no hay corto circuito. Consultar siempre los esquemáticos de la PCB o los diagramas de conexiones adjuntos para saber donde colocar cada komponene. Mas detalles en: Fabricación de robot
2. Placa de sensores ultrasónicos: Los header macho de pines largos que interconectan con la placa de potencia deben ser soldados en la bottom layer, en la top layer debe quedar solo la parte de plástico con la menor cantidad posible de metal del pin. Los sensores ultrasónicos van montados sobre header hembra, no se sueldan directamente en el PCB. Si no se tienen vías, se recomienda soldarlas con cable y estaño, removiendo después las puntas con unicate.
3. Placa de módulos: El diseño del PCB tiene header adicionales que son opcionales. Se recomienda solo soldar los headers hembra para el teensy, para el WiFi dan header hembra de pines largos para la interconexión con el PCB de sensores ultrasónicos. (La IMU se deja opsional). Hay espacio para colocar header que dan acceso a otros pines del Teensy, ms adelante se muestra un diagrama de ellos.

Langkah 5: Armar La Estructura

Video instruksional:

Video

Langkah 6: Conexiones Eléctricas En La Placa De Potencia

Conexiones eléctricas de los motores, baterías y encoders

A los encoders se les debe retirar la resistencia R4 y en su lugar colocar estaño o un trozo de alambre, para que funcione con 3.3V.

Diagram rajah se muestra la distribución de cómo deben ir las conexiones. Pengekod Los menggunakan utilizados poseen redundancia en la conexión de GND y 3.3V. En la placa de potencia solo hay dos pines de 3.3V y dos de GND, uno para cada encoder. Lo más penting es el orden de las señales de los encoders en la placa de potencia. Si se desea otro orden, se debe cambiar la programación del mirocontrolador.

También es muste la conexión de motores, ya que si se intercambian las posiciones - y +, el robot irá en sentido contrario. Esto se puede arreglar modificando la programación del microcontrolador.

Conexión del switch de 9 polos y fusible

También se agrega un diagram di para conectar el switch de 9 polos a la placa de potencia, al igual que la conexión del fusible. Ini penting, ya que en una de las posiciones ON coloca en paralelo a las baterías para permitir la carga. TIDAK AKTIF, TERBUKA, ada bateri dan servis dan servis serta voltan 5V y 3.3V, que distribuyen energía a todo el robot. Oleh eso es clave conectarlo adecuadamente.

En la línea que pasa por el pin 9 del switch (ver diagram) se agrega el fusible de protección de 1A.

Langkah 7: Ensamblar La Parte Superior (Sensor, WiFi Y Teensy)

1. Colocar los seis sensores ultrasónicos en su base.
2. Introducir los sensores, sosteniendo la base, en los header hembra que se soldaron en la placa heksagon.
3. Colocar el Teensy y el WiFi ESP8266 en la placa de módulos. Si se desea, también se debe introducir la IMU en los tajuk utama.
4. Pengenalan la placa de módulos en la placa de sensores ultrasónicos, cuidando que los header hembra de patas largas no se doblen.
5. Memperkenalkan la parte superior en las barras roscadas, verificando que sea la orientación correcta. Solo de una forma los 12 header macho de patas largas de la parte superior encajan con los 12 header hembra de la placa de potencia.

Langkah 8: Calibración De Encoders Y Verificación De Señales

Pengekod Antes de iniciar las pruebas es penting, calibrar los.

Para ello se tienen los potenciómetros de los encoders, que ajustan la sensibilidad. Con un osciloscopio se debe observar dos señales cuadradas en cada encoder, desfasadas 90 °. Al girar la llanta manualmente hacia adelante, una señal aparece antes que la otra. Al girar la llanta hacia atrás, la señal que antes aparece antes, ahora aparece después.

Pengekod Otra forma de calibrar, aunque es menos eficiente y puede demorar más tiempo, es leyendo el contador de cada llanta desde la computadora.

Se adjunta el diagrama de pines de la placa de módulos, a la que se le soldaron header hembra como puntos de prueba para verificar las señales con un osciloscopio.

Langkah 9: Cargar El Firmware Del Robot

Sebagai realisasikan pruebas con algoritmos de control, se recomienda cargar el firmware que se adjunta. Eskrip de arduino que envía datos a la computadora y recibe instrucciones de ella, melalui WiFi (con el módulo ESP8266).