Robot De Tracción Diferencial (differensialdrift): 10 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:24

La robótica de enjambre se inspira en insectos que actúan colaborativamente. Es una disciplina basada en conjuntos de robots que se coordinan para realizar tareas grupales. Los robots 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), Aalborg University (Dinamarca), og EPFL (Suiza). El robot consta de actuadores (llantas), el módulo de potencia, un conjunto de sensores (módulo de instrumentación electrónica) y un modulo de comunicación inalámbrica.

Roboten er relevant for den relative kostnaden, omtrent 167 dollar, sammenlignet med andre plattformer som kan lastes opp med $ 1000. El diseño es modulær, eskalerbar, og fue realizado por estudiantes de la Universidad del Valle de Guatemala, durante el año 2017.

Trinn 1: Módulos Del Robot Y Listado De Materiales

Roboten deler og deler følgende:

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 Require disponibilidad de las siguientes herramientas:

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

En caso de que no se cuente con ellas, se pueden solicitar servicesios en línea como pcbcart for PCB, o sculpteo for impresión 3D and corte láser.

Se justering og arkivering av Excel med materialer som er nødvendige for roboter. Beregningen av $ 167 for roboten kan beregnes for å inkludere kostnader for 3D -kort, kort og freser.

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.

Trinn 2: Fabricación De Los Circuitos Impresos (PCB)

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

1. Placa de potencia y control de motores, dos capas. Fremstilling av PCB -potensial
2. Placa de control de sensores ultrasónicos, dos capas (Gerber PCB control ultrasonicos final.zip)
3. Placa de módulos WiFi, Teensy, IMU*, una capa (Gerber PCB modulos final.zip)

* La IMU er valgfritt. Se anbefalinger for en av 9 graders libertad con acelerómetro, giroscopio y magnetómetro. Se realisaron pruebas con una de 6 DOF og no se obtuvieron resultados satisfactorios.

Si no se cuenta con una fresadora de circuitos, se debe 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 placas.

Anbefaling:

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

Utilizar equipo adecuado para realizar soldadura SMD.

Github del proyecto

Trinn 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. base ultradonicos1)
2. portabryter og smeltbar (1)
3. espaciadores largos de placa de potencia y placa de sensores ultrasónicos (2)
4. espaciadores cortos de placa de potencia (4)
5. ballcaster (1)*

Cortadora láser:

1. porta bateria MDF (2)
2. base 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 og 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 entender mejor la estructura o por si se desea modificar.

Piezas 3D og 2D

Trinn 4: Soldadura De Componentes En Los PCB

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

Se anbefalt bruker pasta og ingen flux. La limpieza del PCB usando acetona solo remueve la pasta.

Det er viktig at temperaturen i SMD -enheten blir solgt, men som ikke har noen komponenter.

Recomendaciones adicionales para cada placa:

1. Plaza de potencia: Utnyttede kabler for et kaliber som kan brukes på 1,5 amperios de carga continua para el switch de nueve polos. Antes de colocar las baterías lipo probar si no hay corto circuito. Konsulent for PCB -en eller et diagram for koneksjoner som kan tilpasses til sabelen til en komponent. Flere detaljer: 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 headers hembra, no se sueldan directamente en el PCB. Hvis du ikke kan se noe mer, kan du anbefale å selge kabel med andre, og fjerne forespørsler om et problem.
3. Placa de modd: El diseño del PCB tiene headers adicionales que son opcionales. Se anbefalinger for solo headers hembra para el tenensy, para el WiFi og headers hembra de pines largos para la interconexión con el PCB de sensores ultrasónicos. (La IMU se deja opcional). Hay espacio for colocar headers que dan acceso and otros pines del Teensy, más adelante se muestra un diagrama de ellos.

Trinn 5: Armar La Estructura

Video instruksjon:

Video

Trinn 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.

En el diagrama se muestra la distribución de cómo deben ir las conexiones. Los encoders utilizados poseen redundancia en la conexión de GND og 3.3V. En la placa de potencia solo hay dos pines de 3.3V y dos de GND, uno para cada encoder. Lo más importante 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 importante la conexión de motores, ya que si se intercambian las posiciones - y +, el robot irá en sentido contrario. Vi kan også endre programvaren for mikrokontrolleren.

Koble til bryteren med 9 poler og smeltbare

También se agrega un diagrama for conectar el switch de 9 polos a la placa de potencia, al igual que la conexión del fusible. Este switch es importante, ya que en una de las posiciones ON coloca en paralelo a las baterías para permitir la carga. En la otra posición ON, las baterías se colocan en serie y alimentan los reguladores de voltaje de 5V y 3.3V, que distribuyen energía a todo el robot. Por eso es clave conectarlo adecuadamente.

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

Trinn 7: Ensamblar La Parte Superior (Sensores, WiFi Y Teensy)

1. Colocar los seis sensores ultrasónicos en su base.
2. Introducir los sensores, sosteniendo la base, en los headers hembra que se soldaron en la placa hexagonal.
3. Colocar el Teensy og el WiFi ESP8266 på stedet. Si se desea, también se debe introduceir la IMU en los headers.
4. Introducir la placa de moddulos en la placa de sensores ultrasónicos, cuidando que los headers hembra de patas largas no se doblen.
5. Introducir la parte superior en las barras roscadas, verificando que sea la orientación correcta. Solo de una forma los 12 headers macho de patas largas de la parte superior encajan con los 12 headers hembra de la placa de potencia.

Trinn 8: Calibración De Encoders Y Verificación De Señales

Antes de iniciar las pruebas es importante calibrar los encoders.

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.

Otra forma de calibrar los encoders, 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 headers hembra como puntos de prueba para verificar las señales con un osciloscopio.

Trinn 9: Cargar El Firmware Del Robot

For realizar pruebas con algoritmos de control, se recomienda cargar el firmware que se adjunta. Det er et skript som kan brukes til å beregne data og bruke instruksjoner for Wi -Fi (for ESP8266).