Robot De Tracción Diferencial (Differential Drive) ՝ 10 քայլ

2025 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2025-01-23 14:48

La robótica de enjambre se inspira en insectos que actúan colaborativamente. Es una disiplina basada en conjuntos de robots que se koordininan para realizar tareas grupales. Los robots individualuales 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), and EPFL (Suiza): El robot consta de actuadores (llantas), el módulo de potencia, un conjunto de sensores (módulo de instrumentación electrónica) y un módulo de comunicación inalámbrica.

Էլեկտրոնային ռոբոտը համապատասխան է քաղաքում, մոտ $ 167 -ով, համեմատելով այն պլատֆորմների հետ, որոնք գնահատվում են $ 1000 -ով: El diseño es modular, escaalable, y fue realizado por estudiantes de la Universidad del Valle de Guatemala, durante el año 2017 թ.

Քայլ 1: Módulos Del Robot Y Listado De Materiales

El robot se divide en tres módulos:

1. Estructura y potencia eléctrica
2. Սարքի էլեկտրոնիկա (sensores y la programación que los gobierna)
3. Կոմունիկացիոն անալիմբրիկա (WiFi)

Para la elaboración del robot se requiere disponibilidad de las siguientes herramientas:

• տպավորիչ 3D
• cortadora láser
• fresadora de circuitos.

Եթե ցանկանում եք, որ կարողանաք օգտվել ձեր ծառայություններից, կարող եք դիմել PCB- ի միջոցով PCB- ով կամ PCB- ով, ինչպես նաև 3D տպագրության համար:

Excel- ի լրացուցիչ ֆայլերի պատրաստման համար անհրաժեշտ է օգտագործել ռոբոտը: Նախապես հաշվարկեք $ 167 ռոբոտի հաշվին, որը ներառում է այն ծախսերը, որոնք ներառում են նյութեր para la impresora 3D- ում, cortadora- ում և fresadora- ում:

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- ի կողմից:

Քայլ 2. Fabricación De Los Circuitos Impresos (PCB)

Ռոբոտը ներառում է PCB- ն: Se adjuntan los archivos Gerber para su fabricación.

1. Placa de potencia y control de motores, dos capas: PCB հզորության գործվածք
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)

* IMU- ն պարտադիր չէ: Առաջարկվում է օգտագործել 9 աստիճանի ազատություն ՝ օգտագործելով մագնիսական մետրո, գիրոսկոպիա և մագնիսական մետրո: Se realizaron pruebas con una de 6 DOF y no se obtuvieron resultados satisfactorios.

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:

Առաջարկություն.

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

SMD- ի իրագործման համար օգտագործվող սարքավորումների օգտագործումը:

Github del proyecto

Քայլ 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. բազային ուլտրադոնիկոս 1)
2. porta switch y fusible (1)
3. espaciadores largos de placa de potencia y placa de sensores ultrasónicos (2)
4. espaciadores cortos de placa de potencia (4)
5. գնդակի սկավառակ (1)*

Cortadora láser:

1. Պորտա Բատերիա MDF (2)
2. MDF հիմք (1)
3. Տապա ակրալիկո (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 y para el corte de cada pieza 2D- ի համար: 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 y 2D

Քայլ 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.

Առաջարկվում է օգտագործել մակարոնեղեն և ոչ մի հոսք: La limpieza del PCB- ն օգտագործում է acetona solo remueve la մակարոնը:

Կարևոր է կանոնավոր ջերմաստիճանի բարձրացման SMD- ն, առանց բաղադրիչների:

Recomendaciones adicionales para cada placa:

1. Պլանշետային հզորություն. Օգտագործեք մալուխներ, որոնք պետք է օգտագործվեն 1.5 մագնիսական արագությամբ և փոխեն ձեր նոր polos- ը: Antes de colocar las baterías lipo probar si no hay corto circuito. Խորհրդակցեք ձեր PCB- ի կամ համակարգչային սխեմաների հետ կապված սխեմաների հետ, որոնք կօգնեն ձեզ լուծել գունային համակարգերը և բաղադրիչները:
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. Si no se tienen vías, se recommendie soldarlas con cable y estaño, removeiendo después las puntas con un alicate.
3. Placa de módulos: Առաջարկվում է միայնակ վաճառել միայն վերնագրեր, որոնք նախատեսված են դեռահասների համար, ինչպես նաև WiFi- ով և վերնագրերով, որոնք նախատեսված են միջերկրեբերրացման համար նախատեսված PCB- ի ուլտրաձայնային սարքերի համար: (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:

Քայլ 5: Armar La Estructura

Տեսաուղերձական տեսանյութ.

Տեսանյութ

Քայլ 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. Esto se puede arreglar modificando la programación del microcontrolador- ի միջոցով:

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. Սա շատ կարևոր է, քանի որ դուք կարող եք միանգամից մի քանի անգամ ընտրել այն բեռները, որոնք թույլատրում են բեռը: En on 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 el pin 9 del switch (ver diagrama) se agrega el fusible de protección de 1A.

Քայլ 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, en los headers hembra que se soldaron en la placa hexagonal.
3. Colocar el Teensy y el WiFi ESP8266 en la placa de módulos. Si se desea, también se debe introducir la IMU en los վերնագրեր:
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.

Քայլ 8. Calibración De Encoders Y Verificación De Señales

Antes de iniciar las pruebas is importante 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- ի միջոցով:

Քայլ 9. Cargar El Firmware Del Robot

Իրականացնելու համար դուք կարող եք վերահսկել ձեր գործառույթները, խորհուրդ ենք տալիս ձեռք բերել որոնվածը, որը կցվում է: Կա սկրիպտ դե arduino que envía datos a la computadora y recibe instrucciones de ella, WiFi- ի միջոցով (con el módulo ESP8266):