Robot De Tracción Diferencial (Differential Drive): 10 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:07

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. เพิ่มเติม Los robots บุคคล deben ser capaces de sensar y actuar en un Ambiente จริง Entre las instituciones que poseen plataformas para probar robótica de enjambre están Georgia Tech (Estados Unidos), Aalborg University (Dinamarca), y EPFL (ซูอิซา) El robot consta de actuadores (llantas), el módulo de potencia, un conjunto de sensores (módulo de instrumentación electrónica) และ un módulo de comunicación inalámbrica

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

ขั้นตอนที่ 1: Módulos Del Robot และ Listado De Materiales

El robot se แบ่ง en tres módulos:

1. Estructura และ potencia eléctrica
2. Instrumentación electrónica (เซ็นเซอร์ 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 laser
• เฟรซาดอรา เดอ เซอร์กิตอส

ในกรณีของ se cuente con ellas, se pueden solicitar servicios en línea como pcbcart สำหรับ PCB, o sculpteo para impresión 3D และ corte láser.

Se adjunta un archivo de Excel con los materiales necesarios para fabricar el หุ่นยนต์ คำนวณค่าใช้จ่าย $ 167 สำหรับหุ่นยนต์ที่คำนวณจากค่าใช้จ่ายและวัสดุสำหรับ 3D, Cortadora, และ 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 ก่อนหน้า เกี่ยวกับหุ่นยนต์

ขั้นตอนที่ 2: Fabricación De Los Circuitos Impresos (PCB)

หุ่นยนต์ El diseño del รวมถึง tres PCB Se adjuntan los archivos Gerber para su fabricación. เพิ่มเติม

1. Placa de potencia และ control de motores, dos capas. การผลิต PCB potencia
2. Placa de control de sensores ultrasónicos, dos capas (Gerber PCB ควบคุม ultrasonicos final.zip)
3. โมดูล WiFi, Teensy, IMU*, una capa (โมดูล Gerber PCB final.zip)

* La IMU เป็นทางเลือก แนะนำการใช้งาน una de 9 grados de libertad con acelerómetro, giroscopio y magnetómetro. Se realizaron pruebas con una de 6 DOF และ 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 ยกเลิกบริการ en línea.

Si se desea modificar las placas antes de mandarlas a fabricar, se adjuntan los archivos para modificar las placas. เพิ่มเติม

คำแนะนำ:

Soldar de primero los componentes SMD มากกว่า อื่น ๆ อีกมากมาย

ใช้ประโยชน์ ให้เหมาะสม สำหรับ SMD ที่ขายได้จริง

Github del proyecto

ขั้นตอนที่ 3: Impresión De Piezas 3D Y Corte Láser

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

อิมเพรสโซร่า 3D:

1. ฐาน ultradonicos1)
2. porta switch y หลอมได้ (1)
3. espaciadores largos de placa de potencia และ placa de sensores ultrasónicos (2)
4. เอสปาซิอาโดเรส กอร์โตส เด ปลากา เด โปเตนเซีย (4)
5. ลูกล้อ (1)*

Cortadora เลเซอร์:

1. พอร์ต้า bateria MDF(2)
2. ฐานไม้ MDF (1)
3. ทาปา เด อาคริลิโก (1)

*El Ball caster se compone de una pieza impresa y una canica que funcionará como la tercera rueda.

ส่วนที่เป็นส่วนเสริมที่จำเป็นต่อการสร้างภาพ 3 มิติและภาพสามมิติ 2D Solo deben de ser exportados a stl desde inventor 2018 หรือ sacar los archivos.stl y.pdf de la carpeta llamadafabricar.

Se adjunta también el ensamblaje en inventor (assemblyfinalultimaversion) สำหรับ poder entender mejor la estructura o por si se desea modificar

Piezas 3D และ 2D

ขั้นตอนที่ 4: Soldadura De Componentes En Los PCB

Primero se hace la soldadura de componentes de superficie, del más pequeño al más แกรนด์ Luego se hace la soldadura de componentes throug-hole. ส่วนประกอบ

ขอแนะนำให้ใช้พาสต้าที่ไม่มีฟลักซ์ La limpieza del PCB ใช้ อะซิโตนา โซโล รีมูฟ ลา พาสต้า

สิ่งสำคัญคืออุณหภูมิปกติของพื้นที่ขายของ SMD สำหรับส่วนประกอบอื่นๆ

คำแนะนำที่แนะนำสำหรับ cada placa:

1. Placa de potencia: Utilizar cables de un calibre que soporten al menos 1.5 แอมแปร์สำหรับคาร์กาคอนติเนนตัลสำหรับ el switch de nueve polos Antes de colocar las baterías lipo probar si ไม่มีเฮย์คอร์โตเซอร์กิต ที่ปรึกษา ลอส esquemáticos de la PCB หรือ ไดอะแกรมของ conexiones adjuntos para saber donde colocar cada componente. Mas detalles en: 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. Si no se tienen vías, คำแนะนำเกี่ยวกับสายเคเบิล y estaño, removiendo después las puntas con un alicate.
3. โมดูลาร์: El diseño del PCB tiene headers adicionales que son opcionales. หัวข้อแนะนำ Solo ขาย los headers hembra สำหรับ teensy, สำหรับ WiFi และ 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, มากกว่าเดิม muestra ยังไม่ได้สร้าง ellos

ขั้นตอนที่ 5: Armar La Estructura

การสอนวิดีโอ:

วีดีโอ

ขั้นตอนที่ 6: Conexiones Eléctricas En La Placa De Potencia

Conexiones eléctricas de los motores, baterías y ตัวเข้ารหัส

A los encoders se les debe retiar la resistencia R4 y en su lugar colocar estaño o un trozo de alambre, สำหรับ que funcione กับ 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 และ 3.3V. En la placa de potencia solo hay dos pines de 3.3V y dos de GND, ตัวเข้ารหัส uno para cada 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 +, หุ่นยนต์เอล irá en sentido contrario. Esto se puede arreglar modificando la programación del microcontrolador. ปรับปรุง

Conexión del switch de 9 polos y fusible

También se agrega ยกเลิกไดอะแกรมสำหรับ conectar el switch de 9 polos a la placa de potencia, al igual que la conexión del fusible. Este เปลี่ยนสำคัญ, ya que en una de las posiciones ON coloca en paralelo a las baterías para permitir la carga. ตำแหน่งบน ON, las baterías se colocan en serie y alimentan los reguladores de voltaje de 5V y 3.3V, que distribuyen energía todo el robot. พอร์ 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. ลงชื่อเข้าใช้

ขั้นตอนที่ 7: Ensamblar La Parte Superior (เซ็นเซอร์, WiFi และ Teensy)

1. Colocar los seis sensores ultrasónicos en su ฐาน
2. แนะนำ los sensores, sosteniendo la base, en los headers hembra que se soldaron en la placa hexagonal.
3. Colocar el Teensy และ WiFi ESP8266 และโมดูล Si se desea, también se debe ผู้แนะนำ la IMU en los headers.
4. ผู้แนะนำ la placa de módulos en la placa de sensores ultrasónicos, cuidando que los headers hembra de patas largas no se doblen.
5. ผู้แนะนำ la parte superior en las barras roscadas, verificando que sea la orientación correcta. Solo de una forma los 12 headers มาโชเดปาตัส largas de la parte ที่เหนือกว่า encajan con los 12 ส่วนหัว hembra de la placa de potencia

ขั้นตอนที่ 8: Calibración De Encoders และ Verificación De Señales

Antes de iniciar las pruebas es importante calibrar los ตัวเข้ารหัส

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.

ตัวเข้ารหัส Otra forma de calibrar, 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.

ขั้นตอนที่ 9: Cargar El Firmware Del Robot

Para realizar pruebas con algoritmos de control, แนะนำ cargar el firmware que se adjunta. Es un script de arduino que envía datos a la computadora y recibe instrucciones de ella, vía WiFi (con el módulo ESP8266).