Robot De Tracción Diferencial (Differentialantrieb) - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:21

La robótica de enjambre se inspira en insektos que actúan colaborativamente. Es ist eine disziplinarische Basis und Konjunktionen von Robotern, die koordinativ für realizar tareas grupales sind. Los robots individuales deben ser capaces de sensar y actuar en un ambiente real. Entre las instituciones que posen plataformas para probar robótica de enjambre están Georgia Tech (Estados Unidos), Universität Aalborg (Dinamarca), und EPFL (Suiza). El robot consta de actuadores (llantas), el módulo de potencia, un conjunto de sensores (módulo de instrumentación electrónica) und un módulo de comunicación inalámbrica.

Der Roboter ist relevant für den relativen Preis von ca. 167 US-Dollar, der mit anderen Plattformen mit einem Preis von mehr als 1000 US-Dollar verglichen werden kann. El diseño ist modular, eskalierbar, y Fue Realizado von Universidad del Valle de Guatemala, durante el año 2017.

Schritt 1: Módulos Del Robot Y Listado De Materiales

El robot se Divide en tres módulos:

1. Estructura y potencia electrica
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 laser
• Fresadora de Circuitos.

En caso de que no secuente con ellas, se pueden solicitar servicios en línea como pcbcart para PCB, o sculpteo for 3D y corte láser.

Sehen Sie als Ergänzung zu einem Excel-Archiv mit den notwendigen Materialien für die Herstellung von Robotern. Ein Preis von 167 $ für einen Roboter mit Sündenkalkulation, der auch Materialkosten für 3D-Impresora, Cortadora und Fresadora enthält.

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

Schritt 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. Herstellung von PCB-Potenzien
2. Placa de control de sensores ultrasónicos, dos capas (Gerber PCB control ultraschallos final.zip)
3. Placa de módulos WiFi, Teensy, IMU*, una capa (Gerber PCB modulos final.zip)

* La IMU ist optional. Se recomienda utilizar una de 9 grados de libertad con acelerómetro, giroscopio y magnetómetro. Se realizaron pruebas con una de 6 DOF y no se obtuvieron resultados befriedigend.

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.

Empfehlung:

Soldar de Primero Los Componentes SMD mas pequeños hasta los mas grandes.

Utilizare Equipo Adecuado für Realizar soldadura SMD.

Github del proyecto

Schritt 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. Basis-Ultradonicos1)
2. Porta-Schalter und Schmelzsicherung (1)
3. espaciadores largos de placa de potencia y placa de sensores ultrasónicos (2)
4. espaciadores cortos de placa de potencia (4)
5. Kugelrolle (1)*

Cortadora-Láser:

1. porta bateria MDF(2)
2. Basis aus 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 for la impresora 3D de cada pieza und para el corte de cada pieza 2D. Solo deben de ser exportados a stl desde Erfinder 2018 oder sacar los archivos.stl y.pdf de la carpeta llamadafabricar.

Se adjunta también el ensamblaje en Erfinder (assemblyfinalultimaversion) para poder entender mejor la estructura o por si se desea modificar.

Piezas 3D und 2D

Schritt 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 recomienda usar Pasta y kein Flussmittel. La limpieza del PCB usando acetona solo remueve la Pasta.

Es ist wichtig, regelmäßig die Temperatur der SMD-Festplatte zu messen, ohne dass Komponenten verwendet werden müssen.

Empfehlenswerte Zusatzempfehlungen für die cada placa:

1. Placa de potencia: Verwenden Sie Kabel für ein Kaliber, das alle Menos mit 1,5 Ampere für die Ladungsfortsetzung für den Schalter für neue Polos verwendet. Antes de colocar las baterías lipo probar si no hay corto Circuito. Consultar siempre los esquemáticos de la PCB oder los diagramas de conexiones adjuntos para sabre donde colocar cada componente. Mas detalles en: Fabricación de robot
2. Ultrasonics Placa de Sensores: Lose Kopf-Macho-Machos mit großen Kiefern, die mit der Potencia-Platte in der unteren Schicht, und der oberen Schicht debe quedar solo mit dem Plastikteil mit der möglichen Metall-Pin-Stellung verbunden sind. Los sensores van montados sobre headers 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 un alicate.
3. Placa de módulos: El-Diseño del PCB Tiene Header zusätzliche que son opcionales. Empfehlen Sie Solo-Soldar-Hembra-Header für Teensy, WLAN- und Header-Hembra für Pinien-Largos für Interconexion mit PCB-Sensoren und Ultrasonics. (La IMU se deja opcional). Hay espacio para colocar headers que dan acceso a otros pines del Teensy, más adelante se muestra undiagramma de ellos.

Schritt 5: Armar La Estructura

Videoanleitung:

Video

Schritt 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 und en su lugar colocar estaño oder un trozo de alambre, para que funcione con 3.3V.

En el diagrama se muestra la distribución de cómo deben ir las conexiones. Lose Encoder, die Redundanz in der Verbindung von GND und 3.3V darstellen. En la placa de potencia solo hay dos pines de 3.3V y dos de GND, uno para cada Encoder. Es ist wichtig, dass es die Reihenfolge der Encoders an der placa de potencia gibt. 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. Dies ist eine arreglare Änderung der Programmación 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. Este Schalter es ist wichtig, 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 und serie and alimentans los reguladores de 5V y 3.3V, que distribuyen energía a todo el robot. Por eso es clave conectarlo adecuadamente.

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

Schritt 7: Ensamblar La Parte Superior (Sensoren, WiFi und 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 und WiFi ESP8266 an der placa de módulos. Si se desea, también se debe introducir la IMU und los headers.
4. Introducir la placa de módulos und 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 header macho de patas largas de la parte superior encajan con los 12 header hembra de la placa de potencia.

Schritt 8: Calibración De Encoders Y Verificación De Señales

Antes de iniciar las pruebas ist wichtig für die Kalibrierung von Encodern.

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 la placa de módulos, a la que se le soldaron headers hembra como puntos de prueba para verificar las señales con un osciloscopio.

Schritt 9: Cargar El Firmware Del Robot

Für die Realizar pruebas con algoritmos de control, recomienda cargar el Firmware que se adjunta. Es ist ein arduino script que envía datos a la computadora y recibe instrucciones de ella, über WiFi (con el módulo ESP8266).