Robot De Tracción Diferencial (Differentiële Aandrijving) - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:18

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), en EPFL (Suiza). De robot die wordt bestuurd (llantas), de potentiaal-, en de sensor- (elektronisch instrument) en de communicatie-eenheid.

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

Stap 1: Módulos Del Robot en Listado De Materiales

El robot se verdeel en tres módulos:

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

Voor een verdere uitwerking van de robot die beschikbaar is voor de volgende herramientas:

• impresora 3D
• cortadora laser
• fresadora de circuits.

Er zijn geen se cuente con ellas, se pueden solicitar servicios en line como pcbcart para PCB, of sculpteo para impresión 3D en corte laser.

Voeg toe aan het archief van Excel met materiaal dat nodig is voor de fabricage van robots. De kosten van het berekenen van $167 door robot en het berekenen van de kosten, inclusief materiële kosten voor de impresora 3D, cortadora, en fresadora.

Er is een lijst van beschikbare materialen op de website van de muis (muis, adafruit, robotshop), op de lijst van producten die zijn gemaakt door de vorige fabrikant van de robot.

Stap 2: Fabricación De Los Circuitos Impresos (PCB)

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

1. Plaça de potencia y control de motores, dos capas. Fabricación PCB-potencia
2. Plaça de control de ultrasonicos, dos capas (Gerber PCB control ultrasonics final.zip)
3. Modules WiFi, Teensy, IMU*, uncapa (Gerber PCB-modulos final.zip)

* La IMU is optioneel. U kunt gebruikmaken van 9 graden van vrijheid met een versnelling, een giroscopio en een magnetometro. Bekijk de resultaten van 6 DOF en er zijn geen bevredigende resultaten.

Er is geen sprake van een fresadora de circuitos, een se debe tomar en cuenta el tiempo de fabricación y de envío de un servicio and line.

Zie de zee modificar las placas antes de mandarlas a fabricar, zie adjuntan los archivos para modificar las placas.

Aanbeveling:

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

Gebruik een adecuado voor realizar soldadura SMD.

Github del projecto

Stap 3: Impressie De Piezas 3D Y Corte Láser

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

Impresora 3D:

1. basis ultradonico1)
2. porta schakelaar y smeltbaar (1)
3. elektrische largos de placa de potencia y placa de sensores ultrasónicos (2)
4. espaciadores cortos de placa de potencia (4)
5. kogelgieter (1)*

Cortadora lasser:

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

*El Ball caster is een compositie van een pieza impresa en canica que funcionará como la tercera rueda.

Zie aanvullende 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 uitvinder 2018 o sacar los archivos.stl y.pdf de la carpeta llamadafabricar.

Zie adjunta también el ensamblaje en uitvinder (assembly finalultimaversion) para poder entender mejor la estructura o por si se desea modificar.

Piezas 3D en 2D

Stap 4: Soldadura De Componentes En Los PCB

Primero se hace la soldadura de componentes de superficie, del meer pequeño al mas grande. Luego se hace la soldadura de componentes through-hole.

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

Het is belangrijk om regelmatig de temperatuur van de soldación SMD te bepalen, voor geen enkel onderdeel van de componenten.

Aanvullende aanbevelingen voor cada placa:

1. Mogelijkheden: Utilizar kabels van een caliber que soporten al menos 1.5 amperes de carga continua el switch de nueve polos. Antes de colocar las baterías lipo probar si no hay corto circuito. Consultar siempre los esquemáticos de la PCB of los diagramas de conexiones adjuntos para saber donde colocar cada componente. Mas detalles en: Fabricación de robot
2. Ultrasone sensoren: Los kopstuk van dennenbomen die onderling verbonden zijn met de mogelijkheden van de onderste laag, de bovenste laag van de metalen delen van de metalen pin. Los sensores ultrasónicos 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 punten con un alicate.
3. Plaça de módulos: El diseño del PCB met extra headers die opcionales. Zie solo soldar los headers hembra para el teensy, para el WiFi en headers hembra de pines largos voor de interconexión met de PCB de sensores ultrasonics. (La IMU se deja optioneel). Hay espacio para colocar headers que dan acceso a otros pines del Teensy, meer adelante muestra muestra un diagrama de ellos.

Stap 5: Armar La Estructura

Video instructie:

Video

Stap 6: Conexiones Eléctricas En La Placa De Potencia

Conexiones eléctricas de los motores, baterías y encoders

Een los encoders vinden de retirar la resistencia R4 en de meest recente colocar o un trozo de alambre, para que funcione con 3.3V.

En el diagrama se muestra la distribución de cómo deben ir las conexiones. Losse encoders utilizados poseen redundancia en la conexión de GND en 3.3V. En de potentiële solo hooi dos pines de 3.3V y dos de GND, uno para cada encoder. Lees meer over de volgorde van de señales de los encoders en de 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 ira en sentido contrario. De laatste wijziging van het programma van de 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 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 energy a todo el robot. Por eso es clave conectarlo adecuadamente.

Op de lijn van de pin 9 van de schakelaar (zie diagram) en de zekering van de beveiliging van 1A.

Stap 7: Ensamblar La Parte Superior (Sensoren, WiFi en Teensy)

1. Colocar los seis sensores ultrasónicos en su base.
2. Introducir los sensoren, sosteniendo la base, en los headers hembra que se soldaron en la placa hexagonaal.
3. Kleur van Teensy en WiFi ESP8266 op de module. Si se desea, también se debe introducir la IMU en los headers.
4. Introduceer de plaat van de ultrasone klanken, 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 met los 12 headers hembra de la placa de potencia.

Stap 8: Calibración De Encoders Y Verificación De Señales

Antes de iniciar las pruebas es belangrijke 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, un señal aparece antes que la otra. Al girar la llanta hacia atrás, la señal que antes aparece antes, ahora aparece después.

Andere vormen van kalibrering van encoders, efficinte en puede demorar meer tiempo, en leyendo el contador de cada llanta desde la computadora.

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

Stap 9: Cargar El Firmware Del Robot

Para realizar pruebas con algoritmos de control, se recomienda cargar el firmware que se adjunta. Dit is een arduino-script dat kan worden gebruikt voor computer- en recibe-instructies voor de ella, via WiFi (met ESP8266).