Robot De Tracción Diferencial (Drive Differential): 10 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:57

La robótica de enjambre se inspira en insectos que actúan colaborativamente. Is una disiplina basada en conjuntos de robots que se coordinan para realizar tareas grupales. Los robots individualuales 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) ، دانشگاه آلبورگ (دینامارکا) ، y EPFL (سوئیسا). El robot consta de actuadores (llantas) ، el módulo de potencia ، un conjunto de sensores (módulo de instrumentación electrónica) y un módulo de comunicación inalámbrica.

قیمت ربات مربوط به شهر است ، با قیمت تقریبی 167 دلار ، در مقایسه با قیمت بیش از 1000 دلار. El diseño es modular، escalable، y fue realizado for estudiantes de la Universidad del Valle de Guatemala، durante el año 2017.

مرحله 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.

در صورت عدم نیاز به خدمات دیگر ، می توانید از خدمات pcbcart برای PCB استفاده کنید ، همچنین برای نمایش 3D و corte láser استفاده کنید.

این فایل بایگانی شده در Excel con los materiales necesarios para fabric el robot. برای محاسبه روبات 167 دلار برای محاسبه هزینه های اضافی از مواد اولیه برای طراحی سه بعدی ، کورتادورا ، و فریزادورا استفاده کنید.

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.

مرحله 2: Fabricación De Los Circuitos Impresos (PCB)

ربات دیسبیو شامل PCB است. Se adjuntan los archivos Gerber para su fabricación.

1. Placa de potencia y control de motores، dos capas. قدرت ساخت PCB
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)

* IMU اختیاری است. برای استفاده از 9 درجه آزادسازی با استفاده از دستگاه ، giroscopio y magnetómetro توصیه می شود. Se realizaron pruebas con una de 6 DOF y 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.

توصیه:

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

استفاده از تجهیزات پیشبرد فروش SMD.

Github del proyecto

مرحله 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. پایه ultradonicos1)
2. سوئیچ 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. کاستور توپ (1)*

Cortadora láser:

1. ام دی اف پورتا باترییا (2)
2. پایه 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 entender mejor la estructura o por si se desea modificar.

Piezas 3D y 2D

مرحله 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 recienda usar pasta y no flux. La limpieza del PCB usando acetona solo remueve la pasta.

به طور معمول ، مهمترین درجه حرارت دمای مصرفی SMD ، برای اجزای سازنده است.

Recomendaciones adicionales para cada placa:

1. Placa de potencia: استفاده از کابلها با استفاده از کالیبراسیون بالا و اندازه منوها 1.5 amperios de carga Continua for 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 componentente. 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 headers hembra، no se sueldan directamente en el PCB. Si no se tienen vías، se recommendie soldarlas con cable y estaño، removeiendo después las puntas con un alicate.
3. Placa de módulos: El diseño del PCB tiene headers adicionales que son opcionales. پیشنهاد می کنم که تنها سرفصل های خود را در سرتاسر دوران نوجوانان ، برای WiFi و سرصفحه ها از طریق PCB de sensores ultrasónicos استفاده کنید. (La IMU se deja opcional). Hay espacio para colocar headers que dan acceso a otros pines del Teensy، más adelante se muestra un diagrama de ellos.

مرحله 5: Armar La Estructura

فیلم آموزشی:

ویدیو

مرحله 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 utilisados 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 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. Esto se puede arreglar modificando la programación del microcontrolador.

Conexión del switch de 9 polos y fusible

También se agrega un diagrama para conectar el switch de 9 polos a la placa de potencia، al igual que la conexión del fusible. این امر بسیار مهم است ، شما می توانید در صورت تمایل به خرید کالاهای مورد نیاز خود ، به صورت پیش فرض روی آن قدم بگذارید. در صورت نیاز ، دستگاه های خود را در سر و صدا و سیستم تغذیه 5V y 3.3V ، که به توزیع انرژی و کارکرد روبات کمک می کند ، تنظیم می کند. Por eso es clave conectarlo adecuadamente.

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

مرحله 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 y el WiFi ESP8266 en la placa de módulos. Si se desea، también se debe introducir la IMU en los headers.
4. Introducir la placa de módulos 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.

مرحله 8: Calibración De Encoders Y Verificación De Señales

Antes de iniciar las pruebas is 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.

مرحله 9: Carbar El Firmware Del Robot

برای پیاده سازی برنامه های دیگر کنترل ، توصیه می کنم سیستم عامل را به عنوان یک راه حل دیگر به کار گیرید. Es un script for arduino que envía datos a la computadora y recibe instrucciones de ella، via WiFi (con el módulo ESP8266).