STEGObot: Robot Stegosaurus: 5 pasos (con imágenes)

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

El concepto de este pequeño amigo tiene la voluntad de crear robots más divertidos para que mi hijo de 4 años se interese aún más en aprender electrónica y robótica.

Su principal característica es la PCB en forma de estegosaurio, que además de ser la parte principal para soportar toda la electrónica, es parte fundamental de la estética.

Pretendo mostrar todo el diseño y la construcción de este robot para una percepción más clara del contexto.

El primer video muestra una descripción general del concepto y el diseño, la mecánica, la electrónica y la programación, pero también describiré estos pasos aquí con información y detalles adicionales.

Paso 1: diseño

Sentado en mi escritorio con un juguete de estegosaurio de mi hijo en la mano como inspiración, comencé a dibujar las partes directamente en cartón.

Terminé con un bonito prototipo de cartón para probar el mecanismo de la pierna / caminar y obtener una buena descripción general del tamaño real y la disposición de las piezas.

Luego, conociendo las dimensiones deseadas, comencé a dibujar el modelo final y las plantillas 2D para las partes mecánicas.

Paso 2: Mecánica

Todas las partes mecánicas fueron fabricadas con piezas de poliestireno de alto impacto (láminas de 2 mm de espesor). Este es mi material favorito para hacer piezas personalizadas para mis robots y he estado usando este material durante aproximadamente 8 años.

El método es simple: las plantillas se pegan sobre las piezas de plástico con pegamento en barra. Cuando el pegamento está bien seco, corto las piezas en las líneas con un cuchillo. Para las líneas rectas, también utilizo una regla de metal para guiar los cortes para que tengan un corte realmente recto.

Algunas partes deben fortalecerse aún más. En estos casos combino múltiples capas para alcanzar la fuerza necesaria, y uso adhesivo instantáneo para unir todo.

Para darle a las piezas un acabado suave, primero las lijo con papel de lija n. ° 60 para eliminar el exceso de material y con papel de lija n. ° 500 para un acabado fino.

Los agujeros se hacen fácilmente con taladro.

El último paso es pintarlo todo. Primero con la imprimación en aerosol para ver si todo está lo suficientemente suave y finalmente el color deseado.

Los servomotores para las piernas / mecanismo para caminar son todos mini servos Hitec. El del medio es un HS-5245MG y los otros dos (para las patas delanteras y traseras) son HS-225MG. Los elegí no por ninguna razón especial… fue simplemente porque eran los que tenía en casa. Pero son excelentes servomotores con engranajes metálicos y tienen más torque del necesario.

Lista de materiales para mecánica:

• poliestireno de alto impacto (hoja de 2 mm de espesor);
• adhesivo instantáneo;
• imprimación en aerosol gris;
• pintura en aerosol verde;
• Servomotor Hitec HS-5245MG (1x);
• Servomotor Hitec HS-225MG (2x);
• Separador de nailon M3 de 35 mm (4x);
• tornillos y nueses;
• papel de lija (n. ° 60 y n. ° 500).

Paso 3: Electrónica

La PCB (que yo llamo STEGOboard) está diseñada para facilitar la conexión de los servomotores y el módulo NRF24L01 a una placa Arduino Nano. Por supuesto, esto podría haberse hecho con una PCB muy pequeña. Pero, como decía antes, el PCB también es parte fundamental de la estética.

Cuando imaginé todo el robot en mi mente, tuve la idea de que debería tener un gran PCB verde en su parte posterior con esas distintivas placas en forma de cometa.

El archivo de forma de PCB (SVG) se realizó con Inkscape, y el esquema y la disposición de las partes electrónicas en la placa se realizó con Fritzing. Fritzing también se utilizó para exportar archivos Gerber necesarios para la fabricación.

El PCB fue fabricado por PCBWay.

La PCB tiene tres conectores para servomotores y encabezados para la placa Arduino Nano y el módulo NRF24L01. También tiene un conector para la fuente de alimentación. Todo fue soldado con soldadura sin plomo.

La fuente de alimentación está hecha por dos baterías LiPo conectadas en serie, por lo que tengo 7.4V. Pero los servomotores aceptan un máximo de 6 voltios. Por lo tanto, también tiene un módulo LM2596 reductor para proporcionar el voltaje correcto y no quemar los servomotores.

Lista de materiales para electrónica:

• Arduino Nano R3;
• Módulo NRF24L01;
• encabezados de clavija en ángulo recto;
• encabezados femeninos;
• Batería LiPo 3.7V 2000 mAh (2x);
• alambre de soldadura sin plomo;
• Regulador de voltaje reductor LM2596;
• flujo de soldadura.

Paso 4: programación

La programación de STEGObot es muy simple, ya que solo tiene tres servomotores, y se hizo con el IDE de Arduino.

Básicamente, tenemos que mover el servomotor del medio para inclinar la parte delantera del cuerpo y girar el servo de las patas delanteras (simultáneamente, las patas traseras giran en sentido contrario). Entonces, empuja al robot hacia adelante.

Paso 5: divertirse

STEGObot puede avanzar, retroceder y girar a la izquierda y a la derecha. Se controla de forma remota con un control remoto personalizado que hice para controlar todos mis robots.