Robot De Tracción Diferencial (differentialdrev): 10 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:29

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.

Den robot er relevant for en relativ pris, der koster cirka $ 167, sammenlignes med andre platforme, der kan koste $ 1000. El diseño es modulær, eskalerbar, og kan realiseres ved estudiantes de la Universidad del Valle de Guatemala, der varer i 2017.

Trin 1: Módulos Del Robot Y Listado De Materiales

Robotten deler op og uddeler:

1. Estructura y potencia eléctrica
2. Instrumentación electrónica (sensorer 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.

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

Se justering og arkivering af Excel med materialer, der er nødvendige for en robot. Beregning af $ 167 af robotten til beregning, der inkluderer omkostninger til materialer til 3D -kort, kort og andre.

En liste over hømaterialer kan findes i en forespørgsel til en maskine (mouser, adafruit, robotshop).

Trin 2: Fabricación De Los Circuitos Impresos (PCB)

Robotten indeholder også PCB. Se adjuntan los archivos Gerber para su fabricación.

1. Placa de potencia y control de motores, dos capas. Fremstilling PCB -kapacitet
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 es opcional. Se anbefalinger til en af de 9 graders libertad con acelerómetro, giroscopio y magnetómetro. Se realizaron pruebas con una de 6 DOF y no se obtuvieron resultatados tilfredsstillende.

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.

Brug af udstyr, der kan bruges til realizar soldadura SMD.

Github del proyecto

Trin 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. porta switch 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. kuglehjul (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 opfinder 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

Trin 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 anbefalinger til pasta og ingen flux. La limpieza del PCB usando acetona solo remueve la pasta.

Det er vigtigt, at temperaturen i den nuværende SMD -værdi kan sælges, men der mangler komponenter.

Recomendaciones adicionales para cada placa:

1. Placering: Potentielle kabler, der bruges til at kalibrere al menuer 1,5 amperes de carga continua para el switch de nueve polos. Antes de colocar las baterías lipo probar si no hay corto circuito. Konsulenter giver et PCB eller et diagram til konexiones, der kan tilpasses til en sabel, der kan bruges til komponenter. Mere detaljer: Robotfremstilling
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 noget mere, kan du anbefale, at der sælges kabel eller andet, og at det kan fjernes fra en anden side.
3. Placa de moddos: El diseño del PCB tiene headers adicionales que son opcionales. Se anbefalinger til solo headers, der kan bruges til teenagere, til WiFi og til headere, der kan bruges til en interconexión med PCB til sensorer ultralyd. (La IMU se deja opcional). Hay espacio for colocar headers que dan accesso and otros pines del Teensy, más adelante se muestra un diagrama de ellos.

Trin 5: Armar La Estructura

Video instruktion:

Video

Trin 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 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. Der kan også foretages ændringer i mikroprogrammernes program.

Kontakt til 9 poler og smeltbar

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 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.

Trin 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, og los headers hembra que se soldaron en la placa hexagonal.
3. Colocar el Teensy og el WiFi ESP8266 en la placa de moddos. 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.

Trin 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. Med 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.

Trin 9: Cargar El Firmware Del Robot

Para realizar pruebas with algoritmos de control, se recomienda cargar el firmware que se adjunta. Et script, der kan bruges til computere og reklamer for ella, WiFi (med ESP8266 -modul).