Robot De Tracción Diferencial (Truyền động vi sai): 10 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:35

La robótica de enjambre se inspira en côn trùng que actúan colaborativamente. Es una kỷ luật basada en liên hợp de robots que sechestn para realizar tareas grupales. Các cá thể rô bốt Los deben ser dung de sensar y actuar en un ambiente real. Entre las Instituciones que poseen plataformas para probar robótica de enjambre están Georgia Tech (Estados Unidos), Đại học Aalborg (Dinamarca), y EPFL (Suiza). El robot consta de actuadores (llantas), el módulo de potencia, un affunto de sensores (módulo de toolsación electrónica) y un módulo de comunicación inalámbrica.

El rô bốt có liên quane bởi su costo relativamente bajo, de aproximadamente $ 167, comparado con otras plataformas que pueden costar más de $ 1000. El disño es modular, có thể leo thang, y fue realizado por estudiantes de la Universidad del Valle de Guatemala, durante el año 2017.

Bước 1: Robot Módulos Del Y Listado De Materiales

El robot se chia en tres módulos:

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

Para la goneración del rô bốt sẽ được giải thích bởi disonibilidad de las siguientes herramientas:

• impresora 3D
• cortadora láser
• Freshadora de Circuitos.

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

Se adjunta un archivo de Excel con thua materiales necesarios para Fabricar el robot. El precio Calculado de $ 167 bởi rô bốt sẽ tính toán sin incluir el costo ni materiales para la impresora 3D, cortadora, y freshadora.

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.

Bước 2: Fabricación De Los Circuitos Impresos (PCB)

El disño del robot bao gồm PCB. Se adjuntan los archivos Gerber para su Fabricación.

1. Placa de potencia y kiểm soát 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)

* La IMU es opcional. Se recomienda Pracizar una de 9 grados de libertad con acelerómetro, giroscopio y magnetómetro. Se realizaron pruebas con una de 6 DOF y no se obtuvieron resultados thỏa mãn.

Si no se cuenta con una freshadora de circuitos, se debe tomar en cuenta el tiempo de vảiación y de envío de un servicio en línea.

Si se desea modificar las coroas antes de mandarlas a Fabricar, se adjuntan los archivos para modificar las coroas.

Recomendación:

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

Utilizar Equipo adecuado para realizar selladura SMD.

Github del proyecto

Bước 3: Impresión De Piezas 3D Y Corte Láser

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

Impresora 3D:

1. cơ sở ultradonicos1)
2. công tắc porta y fusible (1)
3. espaciadores opensos de sa khoánga de potencia y sa khoáng chất cảm thụ ultrasónicos (2)
4. espaciadores cortos de nhaua de potencia (4)
5. bánh xe bóng (1) *

Cortadora láser:

1. porta bateria MDF (2)
2. đế gỗ MDF (1)
3. Tapa de acrílico (1)

* El Ball caster se thành phần 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 thảma llamadaf Regiar.

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

Piezas 3D y 2D

Bước 4: Các thành phần Soldadura De En Los PCB

Primero se hace la selladura de componentes de superficie, del más pequeño al más grande. Luego se hace la selladura de componentes thọc lỗ.

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

Es importante thường xuyên la temperatura de la estación de selladura SMD, para no dañar los thành phần.

Recomendaciones adicionales para cada nhau thai:

1. Placa de potencia: Cáp Utilizar de un caliber que soporten al menos 1,5 amperios de carga Continua para 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 graphas de conexiones adjuntos para saber donde colocar cada componente. Mas detalles en: Fabricación de robot
2. Placa de sensores ultrasónicos: Los header macho de pines opensos que interconectan con la lasa de potencia deben ser sellados 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 tiêu đề sobre hembra, không có se sueldan directamente en el PCB. Si no se tienen vías, se recomienda sellarlas con cable y estaño, removiendo Desués las puntas con un alicate.
3. Placa de módulos: Các tiêu đề tiêu đề tiene của El disño del PCB tiene adicionales que son opcionales. Se recomienda solo sellar thua tiêu đề hembra para el teensy, para el WiFi y tiêu đề hembra de pinesosystemos 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.

Bước 5: Armar La Estructura

Video hướng dẫn:

Băng hình

Bước 6: Conexiones Eléctricas En La Placa De Potencia

Bộ mã hóa Conexiones eléctricas de los motores, baterías y

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 crossrama se muestra la Distribución de cómo deben ir las conexiones. Các bộ mã hóa thất bại sử dụng các bộ mã hóa đặt ra dự phòng en la conexión de GND y 3.3V. En la patê de potencia solo hay dos pines de 3.3V y dos de GND, bộ mã hóa chưa para cada. Lo más importante es el orden de las señales de los encoders en la lasa 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 vi điều khiển.

Conexión del switch de 9 polos y fusible

También se agrega un Diagrama para conectar el switch de 9 polos a la lasa 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 Regiadores de voltaje de 5V y 3.3V, que Distribuyen energygía a todo el robot. Por eso es clave conectarlo adecuadamente.

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

Bước 7: Ensamblar La Parte Superior (Cảm biến, WiFi Y Teensy)

1. Colocar los seis cảm nhận ultrasónicos en su base.
2. Giới thiệu los sensores, sosteniendo la base, en thua headers hembra que se sellaron en la nhau lục giác.
3. Colocar el Teensy y el WiFi ESP8266 en la nhaua de módulos. Si se desea, también se debe Introductionir la IMU en thua các tiêu đề.
4. Giới thiệu về các tiêu đề của giới thiệu là vô cùng tốt, được giới thiệu bởi các tiêu đề hembra de patasosystemas no se doblen.
5. Giới thiệu là parte superior en las barras roscadas, Verificando que sea la orientación Correcta. Solo de una forma thua 12 tiêu đề macho de patasosystemas de la parte cấp trên encajan con thua 12 tiêu đề hembra de la lasa de potencia.

Bước 8: Calibración De Encoders Y Verificación De Señales

Bộ mã hóa Antes de iniciar las pruebas es importante calibrar los.

Bộ mã hóa Para ello se tienen los potenciómetros de los, 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 Desués.

Bộ mã hóa Otra forma de calibrar los, aunque es menos eficiencye y puede demorar más tiempo, es leyendo el contador de cada llanta desde la computadora.

Se adjunta el Diagrama de pines de la lasa de módulos, a la que se le sellaron tiêu đề hembra como puntos de prueba para Verificar las señales con un osciloscopio.

Bước 9: Cargar El Firmware Del Robot

Para realizar pruebas con algoritmos de control, se recomienda cargar el firmware que se adjunta. Es un script de arduino que envía datos a la computadora y nhận được hướng dẫn sử dụng, qua WiFi (con el módulo ESP8266).