Cómo crear un robot autoequilibrante impreso en 3D controlado de forma remota: 9 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:42

Esta es una evolución de la versión anterior de B-robot. 100% FUENTE ABIERTA / robot Arduino. El CÓDIGO, las piezas 3D y la electrónica están abiertos, así que siéntete libre de modificarlo o crear una versión enorme del robot. Si tienes dudas, ideas o necesitas ayuda aprovecha al máximo la comunidad de B-robot

La nueva versión viene con toneladas de características nuevas:

• Contrólelo y ajústelo con su teléfono inteligente / tableta a través de la aplicación gratuita jjRobots o iOS o Android
• Google Blockly controlable!
• Perfecto para divertirse mientras aprende robótica (¡Eche un vistazo a los desafíos de robótica!)
• Ahora puede usar baterías AA normales (o una batería LIPO de 3 celdas) Cualquier cosa capaz de entregar 9V
• Dos salidas SERVO (una utilizada para el ARM). Controle la salida de dos servos con solo tocar la pantalla de su teléfono inteligente.
• Más fácil de imprimir y con menos plástico
• El MODO PRO se puede activar desde su teléfono inteligente / tableta (mayor agilidad y velocidad)
• Alcance WIFI aumentado (hasta 40 metros)
• El estado de la batería y el "ángulo de inclinación" se muestran en tiempo real en la pantalla de su teléfono inteligente
• Modifique su control robótico PID en tiempo real y vea cómo afecta eso a su comportamiento y rendimiento.

Pero primero, comencemos desde el principio. Como se trata de Instructables, es posible que tenga algunos de los elementos necesarios para crear el B-robot EVO.

La lista:

• Tablero de control DEVIA (este tablero facilita la configuración ya que ya tiene Gyro / acelerómetros + módulo WIFI y puede controlar servos y hasta tres motores paso a paso). Si desea fabricar el suyo propio, eche un vistazo a este esquema)
• 2x motores paso a paso NEMA17 + cables de 14 cms (par)
• 2x controlador de motor paso a paso (A4988)
• Servo de engranajes metálicos (necesitarás un brazo para luchar y levantar tu B-robot …)
• Caja de batería 6x AA con interruptor de encendido / apagado
• Pernos + tuercas necesarios para configurar todo
• Par de parachoques de nailon -o impresos en 3D- (14 × 5 cms)
• Cinta de doble cara, ojos saltones …
• 2 gomas para las ruedas: grip

Paso 1: Lista de LDM y qué son los elementos

La lista:

• PLACA DE CONTROL DEVIA: esta placa facilita el proceso de configuración. Es una versión "mejorada" del poderoso Arduino ZERO pero con motores + salidas de control de servos, WIFI, puerto COMMs, puerto de voltaje controlable de 12V y sensores. Si desea "fabricar / ensamblar" el suyo propio, eche un vistazo a este diagrama, le ayudará a conectar todos los diferentes elementos.
• 2x motores paso a paso NEMA17 + cables de 14 cms (par). Bueno, un motor paso a paso NEMA17 con las mismas especificaciones debería funcionar.
• 2x controlador de motor paso a paso (A4988). El controlador de motor paso a paso más utilizado.
• SERVO de engranajes metálicos: Necesitarás un brazo para luchar y levantar tu robot B … El servo de engranajes de nailon no funcionará tan bien como se esperaba
• Caja de batería 6x AA con interruptor de ENCENDIDO / APAGADO: esta caja se ha colocado en el marco, pero también puede usar una batería LiPO (3S)
• Pernos + tuercas necesarios para configurar todo: pernos y tuercas M3 (12x6 mm, 12x15 mm)
• Par de parachoques de nailon (14 × 5 cms): alternativamente puedes crear aquí tu propio parachoques personalizado e imprimirlo
• Cinta de doble cara, ojos saltones … para fijar la IMU al escudo del cerebro. Esta cinta de doble cara funcionará como amortiguador en la IMU
• Marco: piezas impresas en 3D
• 2 gomas para las ruedas: grip
• Su teléfono inteligente / tableta para controlarlo

Si desea omitir todo esto y pasar al video de la guía de ensamblaje. haga clic aquí

Paso 2: características del robot B y desafíos robóticos

Hemos creado desafíos para vencer con el robot B, son una manera fácil de introducir el control de la electrónica y la robótica mientras te diviertes. Hemos intentado que todo sea lo más asequible posible utilizando elementos muy comunes de "MAKER World" y proporcionando aplicaciones gratuitas para controlar los robots.

El robot B se puede controlar a través de Google Blockly. Más info aquí

Sus parámetros de comportamiento ajustados en tiempo real: info

Incluso puedes ser un técnico robot: ¡ajusta tu B.robot para ganar la carrera!

Muchos fabricantes han estado modificando y agregando piezas al B-robot. Échales un vistazo aquí

Alguna teoría detrás de un robot autoequilibrado: aquí

Paso 3: si crea este robot, tiene casi todo lo que necesita para crear estos:

Si ya tiene las piezas necesarias para crear este robot, ya tiene el 90% de los elementos necesarios para crear:

• Sphere-o-bot: simpático robot artístico que puede dibujar objetos esféricos o con forma de huevo, desde el tamaño de una pelota de ping pong hasta un huevo de pato grande (4-9 cm).
• El Iboardbot: El iBoardbot es un robot conectado a internet capaz de escribir textos y dibujar con gran precisión.
• Control deslizante de cámara motorizado: un control deslizante de cámara controlado por teléfono inteligente
• ¡El robot de hockey de aire !: ¡Un robot de hockey de aire desafiante, perfecto para divertirse!
• El B-robot EVO

Todos ellos utilizan la misma electrónica y elementos auxiliares.

Paso 4: Video de la guía de ensamblaje

Esta es la primera vez que grabamos un video en lugar de hacer una guía de montaje de "fotos". Para este robot, es más fácil si ve cómo conectar todo y obtiene algunas explicaciones / consejos sobre cómo hacer todo.

Aquí hay una guía de montaje "siempre actualizada" con algunos consejos en caso de que quieras sacar un botín.

Paso 5: CARGUE el CÓDIGO ARDUINO al TABLERO DE CONTROL DEVIA

a) Instale el IDE de Arduino en su PC desde aquí (omita este paso si ya tiene instalado el IDE de Arduino) Este código de B-robot ha sido probado y desarrollado en la versión 1.6.5 del IDE y versiones posteriores. Si tiene algún problema al compilar el código, avísenos

b) Descarga todos los archivos arduino desde aquí. Copie los archivos dentro de la carpeta BROBOT_EVO2_23_M0 en su disco duro

c) Compila y envía el código a la placa de control DEVIA

1. Abra su IDE de Arduino
2. Abra el código principal en /BROBOT_EVO2_23_M0/BROBOT_EVO2_23_M0.ino
3. Conecte su placa DEVIA con el cable USB a la PC
4. Nota: Si es la primera vez que conecta una placa Arduino a su PC, tal vez necesite instalar el controlador.
5. Seleccione la placa Arduino / Genuino ZERO (puerto USB nativo). En el menú HERRAMIENTAS-> tablero
6. Seleccione el puerto serie que aparece en las herramientas-> Puerto serie
7. Envía el código a la pizarra (botón SUBIR: Flecha apuntando a la DERECHA)

Seleccionar la placa correcta antes de cargar el código

d) ¡Listo

Paso 6: CONTROLAR SU B-ROBOT EVO 2:

Usuarios de Android:

Hemos desarrollado una APLICACIÓN GRATUITA para controlar el Brobot (y el futuro JJrobots) para su teléfono inteligente / tableta basado en Android o iOS:

APLICACIÓN Android / APLICACIÓN iOS

Pasos a seguir:

1. Instale la aplicación de control JJRobots (para Android o iOS)
2. Después de encender el Brobot EVO, conecte su teléfono inteligente / tableta a la red wifi de B-robot EVO (la contraseña de WIFI predeterminada es 87654321)
3. ¡Inicia la aplicación de control JJrobots y juega con tu B-robot EVO!

Paso 7: Modelo de robot B interactivo 3D

El modelo 3D interactivo lo ayudará a tener una buena idea de cómo se ve el B-robot EVO una vez ensamblado

Paso 8: solución de problemas

Mi robot B no responde al comando enviado desde mi teléfono inteligente / tableta

Verifique que esté conectado a la red JJROBOTS_XX con la contraseña correcta (por defecto: 87654321) y que su dispositivo no haya bloqueado el tráfico de datos al B-robot (permanezca siempre conectado al robot)

Mi robot B carece de potencia o se cae sin razón

Ajuste la corriente entregada por los controladores de los motores paso a paso. Utilice un destornillador y gire suavemente los tornillos indicados en la foto de abajo. Girar 10º-30º es más que suficiente. Rotación en el sentido de las agujas del reloj: aumenta la potencia entregada a los motores.

Mi robot B no puede sostenerse solo

Si todo está bien, el robot B solo necesita un poco de ayuda del servo para levantarse por sí mismo. Eche un vistazo a este video. Si su robot no se comporta como en el video, ajuste la potencia de salida de los controladores del motor paso a paso (instrucciones arriba). Tenga en cuenta que los parachoques tienen dos funciones aquí: proteger la electrónica + robot y ayudarlo a levantarse fácilmente.

MODO DE DEPURACIÓN

Hay un MODO DE DEPURACIÓN dentro del CÓDIGO del B-robot. Este MODO le permitirá depurar el comportamiento del robot si tiene problemas. Por favor, consulte la comunidad de B-robot si tiene problemas o preguntas. Mire la línea de boceto “#define DEBUG 0 ″ y cambie el 0 a 1… 8 dependiendo de la información que desee obtener.

Más información al final de esta página.

Paso 9: preguntas frecuentes

preguntas frecuentes:

¿Por qué utiliza motores paso a paso?

Hay varias opciones para motores: DC, Brushless, Steppers… Elegimos motores paso a paso porque tienen suficiente torque, podrías conectar las ruedas directamente sin engranajes que generen alguna barra invertida (este es un problema común en los robots de balanceo), tienen buenos rodamientos y podrá controlar la velocidad de los motores con precisión. En tamaños estándar, estos motores son baratos (usamos los mismos motores que se usan en las impresoras 3D normales) y los controladores son baratos y fáciles de conectar con Arduino también.

¿Por qué usas una conexión Wifi?

Utilizar una conexión Wifi nos permite trabajar con una gran cantidad de dispositivos (Smartphones, Tablets, PC…) Los dispositivos Bluetooth son más económicos pero su alcance suele ser menor. Los dispositivos antiguos no son compatibles y no es posible conectarlos a Internet fácilmente. El módulo Wifi que te recomendamos nos permite crear un Punto de Acceso, por lo que no necesitas utilizar una infraestructura Wifi existente (los módulos Wifi baratos no te permiten hacer esto). Puede conectar su dispositivo directamente al Robot en cualquier lugar, pero si lo prefiere, puede piratearlo y usar su propia infraestructura para controlar su robot (o lo que sea que haya creado) a través de Internet desde cualquier lugar remoto del mundo. (Genial, ¿no?)

¿Por qué BROBOT?

Los robots autoequilibrados son divertidos de ver y jugar. Un robot autoequilibrado requiere sensores y algoritmos de control. Encontrará todos los CÓMO y documentos técnicos que explican el "detrás de escena" en JJROBOTS. ¡Aprende electrónica y robótica creando tu propio BROBOT desde cero! Hay algunas soluciones comerciales para el robot equilibrador, pero aquí queremos compartir conocimientos e ideas. Puede usar las partes de BROBOT para crear más robots o dispositivos, tenga en cuenta que todos los dispositivos utilizados en un BROBOT son dispositivos / electrónicos estándar con mucho potencial. ¡En la comunidad de JJROBOTS queremos mostrarte cómo! ¡Ahora está comprando un robot autoequilibrado, está comprando sus propios dispositivos electrónicos y auxiliares! ¿Está pensando en crear un robot de auto guía GPS? ¡una versión modificada de BROBOT es tu robot!

¿Cuánta carga útil podría transportar BROBOT?

BROBOT podría transportar fácilmente sus latas de refrescos. Hemos probado con 500 g de carga útil con éxito. Más peso hace que el robot sea más inestable, pero esto también podría ser divertido, ¿no es así?

¿Por qué utilizar motores paso a paso para un robot de equilibrio?

Hay varias opciones para motores, DC, Brushless, Steppers… Elegimos motores paso a paso porque tienen suficiente torque, podrías conectar las ruedas directamente sin engranajes que generen alguna barra invertida, tienen buenos rodamientos y podrías controlar muy bien la velocidad de los motores precisamente. También son baratos y los conductores también …

¿Puedo usar baterías recargables de baterías Lipo?

Sí, puede utilizar pilas AA estándar (se recomiendan alcalinas), pilas recargables AA (por ejemplo, NiMh) o, opcionalmente, puede utilizar una pila Lipo 3S. Utilice las baterías Lipo bajo su propia responsabilidad.

¿Cuál es el tiempo de ejecución de BROBOT?

Con baterías AA recargables (p. Ej., Ni-Mh 2100 mAh), puede esperar alrededor de media hora a una hora de funcionamiento

¿BROBOT podría funcionar sin el módulo wifi?

Sí, BROBOT podría funcionar y mantener su estabilidad. Pero, por supuesto, no podría controlarlo sin el módulo.

¿Puedo cambiar el nombre de la red Wifi que genera BROBOT?

Sí, en el esquema de configuración puede cambiar el nombre y también algunas otras configuraciones de Internet. También puede conectar BROBOT con su red Wifi existente

¿Es este un proyecto para un principiante de Arduino?

Bueno, BROBOT no es un "proyecto para principiantes" fácil, pero tiene mucha documentación, así que tienes una plataforma para desarrollar tus habilidades. Primero podría montar su BROBOT siguiendo las instrucciones y debería funcionar bien, luego podría comenzar a comprender algunas partes del código y finalmente escribir sus propias piezas de código … Por ejemplo, podría ser fácil (hay tutoriales para esto) escribir su código para que el robot mueva automáticamente el brazo y gire a sí mismo si no envía un comando en 10 segundos … Hacks más avanzados: Conviértase en un robot totalmente autónomo con obstáculos evitando agregar un SONAR, conviértalo en un robot de seguimiento de línea, etc. …

¿Por qué la electrónica BROBOT no es tan barata?

Somos una startup realmente pequeña (2 personas en nuestro tiempo libre) y ahora solo podíamos ejecutar un pequeño lote de productos electrónicos. Como usted sabe, el precio de la electrónica cae rápidamente en producciones de gran volumen, pero estamos comenzando … ¡Si vendemos muchas placas y podemos ejecutar más producciones de volumen, bajaremos los precios! JJROBOTS no nació para ganar dinero, nuestro espíritu es vender “buenos productos” para fundar nuestros próximos proyectos y difundir el conocimiento en robótica.