Robot De Tracción Diferencial (differenciálmű): 10 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:43

La robótica de enjambre se inspira en insectos que actúan colaborativamente. Es una disciplina basada en conjuntos de robots que se koordinate para realizar tareas grouples. Los robots individules 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), és EPFL (Suiza). El robot consta de actuadores (llantas), el módulo de potcia, un conjunto de sensores (módszere de instrumentación elektrónika) y un módulo de comunicación inalámbrica.

El robot es relevante por su costo relativamente bajo, de aproximadamente $ 167, comparado con otras plataformas que pueden costar más de $ 1000. A moduláris, fokozható, és fue realizado por estudiantes de la Universidad del Valle de Guatemala, durante el año 2017.

1. lépés: Módulos Del Robot Y Listado De Materiales

El robot se divide en tres módulos:

1. Estructura y potencia eléctrica
2. Instrumentación electricón (sensores y la programción que los gobierna)
3. Comunicación inalámbrica (WiFi)

A robot kifejlesztése, amelyhez szükséges a disponibilidad de las siguientes herramientas:

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

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

Állítsa be az Excel archívumát a szükséges anyagokhoz a robot gyártásához. Előre kiszámított $ 167 for robot se calculó sin incluir el costo ni materiales para la impresora 3D, cortadora, y fresadora.

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.

2. lépés: Fabricación De Los Circuitos Impresos (PCB)

A robot tartalmaz több PCB -t. Se adjuntan los archivos Gerber para su fabricación.

1. Placa de potcia y control de motores, dos capas. Fabricación PCB potencia
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)

* Az IMU opcionális. 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 kielégítő.

Si no se cuenta con una fresadora de circuititos, 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.

Ajánlás:

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

Használja az egyensúlyt az SMD megvalósításához.

Github del proyecto

3. lépés: Impresión De Piezas 3D és Corte Láser

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

Impresora 3D:

1. alap ultradonicos1)
2. porta kapcsoló és olvadó (1)
3. espaciadores largos de placa de potcia y placa de sensores ultrasónicos (2)
4. espaciadores cortos de placa de potcia (4)
5. golyós görgő (1)*

Cortadora láser:

1. porta akkumulátor MDF (2)
2. MDF alap (1)
3. Tapa de acrílico (1)

*Az El Ball görgő a kompozíció egy univerzális pieza impresa y una canica que funcionará como la tercera rueda.

Állítsa be a szükséges archívumokat, amelyek szükségesek a 3D -s kép megjelenítéséhez és a 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 és 2D

4. lépés: Soldadura De Componentes En Los PCB

Primero se hace la soldadura de komponens de superficie, del más pequeño al más grande. Luego se hace la soldadura de komponensek a lyukon keresztül.

Használja a tésztát és a fluxust. La limpieza del PCB usando acetona solo remueve la Pasta.

Az importált SMD rendszeres hőmérséklete fontos, a no komponensekhez.

Recomendaciones adicionales para cada placa:

1. Helyszín: Utilizar kábelek egy univerzális sorozattal, 1,5 amperios de carga continua para el switch de nueve polos. Antes de colocar las bateria lipo probar si no hay corto circuit. Consultar siempre los esquemáticos de la PCB o los diagramas de conexiones adjuntos para saber donde colocar cada componentsente. Részletes információk: 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. Ha nincs se tienen vía, se recomienda 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. A recomienda solo soldar los headers hembra para el teensy, para el WiFi és headers hembra de pines largos para la interconexión con el PCB de sensores ultrasónicos. (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.

5. lépés: Armar La Estructura

Tanulságos videó:

Videó

6. lépés: Conexiones Eléctricas En La Placa De Potencia

Conexiones electricas de los motores, akkumulátorok és kódolók

A los encoders se les debe retirar la resistencia R4 y en su lugar colocar estaño o un trozo de alambre, para que funcione with 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 programción 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 programción del microcontrolador.

Conexión del switch 9 polos és olvasztható

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 allowir la carga. En la otra posición ON, las baterías se colocan en series and alimentan los reguladores de voltaje de 5V y 3.3V, que distribuyen energy and 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.

7. lépés: Ensamblar La Parte Superior (Sensores, WiFi és Teensy)

1. Colocar los seis sensores ultrasónicos en su base.
2. Bemutatjuk a los sensores -t, a sosteniendo la base -t, és a head headers hembra que se soldaron en la placa haxagonal.
3. Colocar el Teensy és WiFi WiFi ESP8266 és módszerek. 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.

8. lépés: Calibración De Encoders Y Verificación De Señales

Antes de iniciar las pruebas és importáló 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.

9. lépés: Cargar El Firmware Del Robot

A realizációs pruebas vezérlő algoritmusok segítségével, ajánlja az autós firmware -t a beállításhoz. Ez az arduino que envía adatai a la computadora és a recibe utasításai az ella, a WiFi (az ESP8266 móddal).