Proyecto NEX: 6 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:41

Hola chicos, soy Natanael Prado aquí de nuevo con otro proyecto increíble. Esta vez quiero compartir con ustedes, un proyecto que he estado haciendo durante tres años, este proyecto es mi robot llamado NEX. Entonces, primero, conozca la historia detrás de mi creación.

La historia detrás del proyecto

Durante mucho tiempo, un deseo ha estado en mí. El deseo de crear un robot, pero no cualquier robot. Quería crear a alguien que fuera más que un simple robot, que fuera un amigo, con una personalidad y características únicas, y que además pudiera ser parte de lo que soy. El comienzo de cuando este deseo comenzó a nacer en mí, no lo sé con certeza; pero sé que a pesar del tiempo, eso nunca morirá en mí, porque fue más que un simple deseo, fue una meta de vida y un sueño por cumplir. Fue entonces cuando compré mi primer Arduino, un Arduino Mega 2560, y comencé a convertir mi sueño en realidad y aunque mi deseo pudiera parecer un poco loco o incluso imposible, seguí adelante en busca de lo que quería lograr, arriesgándome. y aventurarse en lo desconocido. Fueron unos tres años de planificación y de hacer realidad mi concepción. ¡Y ahora, después de años de trabajo, mi robot ha cobrado vida!

Pero, ¿qué es un Arduino?

En primer lugar, me gustaría presentarles a aquellos que no lo conocen, el Arduino. Entonces, un Arduino es una plataforma electrónica de código abierto basada en hardware y software fáciles de usar. Las placas Arduino pueden leer entradas (luz en un sensor, un dedo en un botón o un mensaje de Twitter) y convertirlo en una salida, activando un motor, encendiendo un LED, publicando algo en línea. Puede decirle a su tablero qué hacer enviando un conjunto de instrucciones al microcontrolador en el tablero. Para hacerlo, utiliza el lenguaje de programación Arduino (basado en Wiring) y el Software Arduino (IDE), basado en Processing. El Arduino es tan fantástico e increíble que puedes hacer muchas cosas interesantes con él y, literalmente, puedes convertir tus sueños en realidad con él, como hice yo al hacer mi robot, NEX.

El propósito de publicar este proyecto no es simplemente explicar en detalle cómo hice mi robot, sino inspirarte y animarte a inventar y crear lo que quieras, aunque a veces tus sueños parezcan imposibles. Entonces, ¿qué estamos esperando? ¡Hagámoslo!

Suministros

www.arduino.cc/en/guide/introduction

Paso 1: Materiales

Esta es la mayoría de piezas que he usado para hacer mi robot:

• Arduino Mega 2560
• Shield Easy VR 3.0 + Micrófono
• Blindaje del motor L293D
• Pantalla Nextion mejorada de 3,5"
• 2 Micro Servo SG90 Tower Pro 9g
• Kit de chasis de robot redondo
• Sensor de distancia ultrasónico HC-SR04
• Banco de energía Mi 10000mAh
• Altavoz de 8Ω

También he utilizado otro tipo de materiales como:

• Lata de leche (para hacer el cuerpo de NEX)
• Alambres galvanizados (para hacer los brazos de NEX)
• Cartulina
• Pedazos de plastico
• Algunas pinturas en aerosol

Paso 2: de la concepción a la realidad

Como todo proyecto empieza ante todo en nuestra mente, es muy importante plasmar tu idea en un papel antes de empezar la construcción de cualquier proyecto, para tener ya una idea de qué piezas y materiales se pueden utilizar para convertir una idea en realidad. Teniendo esto en cuenta, la imagen de arriba ilustra uno de los primeros bocetos de mi robot, realizado a principios de 2019, donde se muestra una simulación de cómo se ve NEX en el proyecto final. Posteriormente esta ilustración fue mejorada y consecuentemente tuvo algunas pequeñas modificaciones. La siguiente imagen ilustra la vista 2D del proyecto ya actualizada, realizada con la ayuda de un software gráfico en la computadora.

Paso 3: Partes de NEX

En esta sección te mostraré y explicaré algunas de las piezas más importantes que utilicé para crear mi robot y también cómo se pueden usar en los más diversos proyectos de robótica y Arduino. ¡¡Así que vamos!!

Comencemos con esta pieza, este es el Motor Shield L293D, se basa en el chip L293D y se puede usar con Arduino. Este Shield es muy interesante porque te permite controlar motores con tu placa Arduino. Es posible controlar hasta 4 motores de CC, 2 servos o 2 motores paso a paso simultáneamente con él. Usé este Shield para controlar los brazos de NEX que funcionan con dos servomotores SG90, y también los dos motores de CC que lo hacen moverse.

Esta cosa parece dos ojos, ¿verdad? pero no lo son, jajaja… Este es en realidad un módulo sensor ultrasónico HC-SR04 que se puede usar con el Arduino, por ejemplo, para medir la distancia entre ciertos elementos, es capaz de medir distancias de 2cm a 4m con gran precisión y precio bajo. Estos sensores también se conocen como transceptores y tienen la capacidad de funcionar de forma similar a la sonda. Mientras que el sonar se utiliza principalmente bajo el agua, los transceptores de ultrasonido se pueden utilizar en el entorno terrestre, con el aire como medio de transmisión. Además, los sensores de ondas ultrasónicas son comunes en aplicaciones industriales y médicas.

Este es el Servomotor SG90, no es más que un motor con control de posición angular, es: mediante señales PWM es posible comandar que el servomotor sea su eje hasta el ángulo determinado, pudiendo pasar de -90º a 90º, es decir, tiene un grado de libertad de 180º. Además, el servomotor SG90 es uno de los más populares cuando se trata de Arduino o Robótica Educativa. Esto se debe a que tiene un tamaño y un par de torsión pequeños adecuados para la mayoría de las aplicaciones educativas. En mi proyecto, se utilizaron 2 servomotores para mover los brazos de NEX.

Esta es la Display Nextion Enhanced NX4832K035, esta pantalla es muy poderosa, de hecho hice la cara de mi robot usando esta pantalla. Incluye una parte de hardware (una serie de placas TFT) y una parte de software (el editor Nextion). Lo bueno es que la placa Nextion TFT utiliza solo un puerto serie para comunicarse.

Hay otras partes importantes que no tengo una imagen aquí conmigo, como Easy VR Shield 3.0. Este Shield es un módulo de reconocimiento de voz multipropósito diseñado para agregar capacidades de reconocimiento de voz versátiles, robustas y rentables a casi cualquier aplicación. Tiene un micrófono y el soporte para un altavoz de 8Ω, este Shield es muy importante para mi robot porque me permite comunicarme con NEX, es como un puente entre mi robot y mi.

Otra parte que es muy importante es el Kit de Chasis de Robot Redondo, este kit incluye dos motores DC que controlan las ruedas del NEX, para que mi robot pueda avanzar, retroceder, rotar, ir a derecha e izquierda y así sucesivamente.

Y el último pero no menos importante es, por supuesto, el Power Bank. Como mi robot es independiente, necesita una batería dentro de él para proporcionar energía al Arduino, así que elijo un Powerbank de 10000Mah para él.

Paso 4: Proceso de creación de NEX (hardware)

El primer paso en el proceso de ensamblaje de NEX fueron las pruebas preliminares realizadas para verificar la integración y el funcionamiento entre Arduino Mega 2560, EasyVR 3.0 Shield y L293D Motor Shield.

Terminada esta etapa, se confeccionó el cuerpo del robot, para ello se utilizó una lata de leche de nido, la cual tuvo que ser cortada en algunas partes para hacer la fijación de algunas piezas en ella, además esta lata fue posteriormente lijada y pintada con pintura en aerosol amarilla.

Una vez hecho esto, se montó el chasis robótico NEX, ya que viene completamente desmontado de fábrica. Era necesario encajar todas las partes del chasis además de realizar las debidas conexiones eléctricas del motor. Vea la imagen a continuación de un chasis ya ensamblado.

Con esto listo, el sensor ultrasónico HC-SR04 se colocó estratégicamente debajo de este chasis y la lata de leche (cuerpo del robot) se atornilló en la parte superior del chasis robótico montado previamente. Posteriormente, se conectaron los cables y se unieron al cuerpo NEX que hace la conexión entre los componentes internos para transformarlos en salidas o entradas en el exterior del cuerpo del robot, como el micrófono, al puerto USB para recargar y al Puerto USB de Arduino. Vea la imagen a continuación:

Luego, se agregaron dos servos de motor al cuerpo del robot, uno en cada extremo de la lata y también en el banco de energía de 10000 mAh. Como se muestra en la siguiente imagen.

Poco después de esto, se agregó al cuerpo del NEX el conjunto de robot principal compuesto por Arduino Mega 2560 + Shield EasyVR 3.0 + Motor Shield L293D previamente probado y en funcionamiento, y se realizaron las conexiones adecuadas entre las placas y otros periféricos. Como se muestra en la fotografía a continuación.

Después de hacerlo, la pantalla LCD Nextion de 3.5 pulgadas se conectó al Arduino Mega 2560 y se unió a la parte frontal del cuerpo del robot, y además, el altavoz de 4Ω y 3W se colocó estratégicamente debajo de la pantalla LCD en el cuerpo del robot. Finalmente, se fabricaron los brazos NEX y se utilizaron alambres galvanizados para realizarlos.

Paso 5: Proceso de creación de NEX (software)

Pasemos ahora a la parte del software NEX. Para crear la cara del robot NEX en la pantalla Nextion, se utilizó por primera vez un software de animación y diseño gráfico de código abierto llamado Krita. A través de él puedes dibujar todas las ilustraciones del rostro de NEX, y también transformar cada imagen creada en un marco para formar parte del conjunto de animaciones faciales de NEX. Cada vez que NEX habla muestra en su pantalla un conjunto de imágenes específicas para un comando dado, girando a 30 FPS, es decir, cada mensaje de voz que habla tiene que estar sincronizado con el movimiento de su boca, por lo que tuvo mucho cuidado al hacer los NEX sincronice los labios para que los movimientos de su boca no parezcan repetitivos y sin armonía con lo que está hablando. Como la animación no es más que una secuencia de imágenes que giran a una determinada velocidad, NEX cuenta con unas cinco mil imágenes capaces de rotar en secuencia en su pantalla hasta el momento de esta publicación. Esta fue sin duda una de las partes más laboriosas y agotadoras de todo este proyecto porque crear dibujos y animaciones desde cero sin tener ningún entrenamiento en el área requiere mucho esfuerzo y paciencia. Pero no fue solo eso, para hacer de este banco de imágenes una animación posible a ser ejecutada por Arduino en la pantalla Nextion, fue necesario utilizar el Software Nextion Editor que realiza la creación de un archivo.tft, el cual se graba e inserta en una tarjeta micro SD para luego conectarla a la pantalla Nextion y cargar las imágenes en ella.

Para crear la voz del robot NEX se utilizó como base la voz del autor que escribe este resumen ampliado aquí. A través de varios procesos de modificación de voz utilizando el programa Audacity, fue posible crear una voz característica para NEX. El siguiente paso fue simplemente cargar todos los comandos de voz creados, en EasyVR Shield, a través del software EasyVR Commander. En el momento de esta publicación, NEX tiene 12 comandos de voz creados, así como 12 mensajes de voz cargados en él.

Y así era como se veía el robot NEX al final de su proceso de creación.

Paso 6: Eso es todo de la gente

Todo esto es de folk, y como puedes ver, traté de resumir un proyecto de tres años en un solo Instructable, pero no es tan fácil jajaja… Pero el mensaje principal que quería transmitir aquí es que, no importa cuál sea tu sueño, y que difícil parece, si crees que es posible hacerlo realidad y no renunciar a ese sueño se hará realidad !!

NEX y espero que les haya gustado este proyecto Instructable y gracias a todos por leer hasta aquí. Si quieres saber más sobre NEX y tu increíble viaje, no olvides seguirlo en su Instagram oficial: @nextherobot. ¡¡Eso es todo, adiós !! ¡¡Nos vemos pronto con otros proyectos geniales !!;)