Controle un vehículo con la mano: 8 pasos

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

Este proyecto fue para 'Electrónica Creativa', un módulo de 4o curso de Ingeniería Electrónica de BEng en la Facultad de Telecomunicaciones de la Universidad de Málaga (uma.es/etsi-de-telecomunicacion/)

En este instructivo veremos cómo crear un brazalete para conducir un auto a control remoto con nuestra mano usando Arduino. Hemos realizado el software necesario y el diseño 3D de la pulsera. Todo esto se puede encontrar en nuestro repositorio de GitHub:

github.com/ScruMakers/tankino

Este control se puede utilizar en cualquier automóvil controlado por Arduino y motores DC. Para probar esto, hemos utilizado un diseño de tanque de Tim Clark:

thingiverse.com/thing:652851

¿Lo que necesitamos?

- 1 Arduino genérico (usamos una placa Arduino UNO)

- 1 placa Arduino NANO

- 1 MPU6050

- Dispositivos Bluetooth HC05 (maestro) y HC06 (esclavo)

- Puente en H L298N

- batería de 9V

- batería de 12V

- x2 motores DC para Arduino

- alambres

- Impresora 3D (utilizamos una Anet A8 con firmware Marlin)

- Soldador

Software:

- Código BT_Transmitter.ino (maestro)

- Código BT_Receiver.ino (esclavo)

- Arduino IDE (versión 1.8.8)

- Slic3r para generador de código G

Paso 1: Impresión 3D

En primer lugar, debemos imprimir todas las piezas. Las piezas de la pulsera (cuatro en total) se pueden encontrar en el directorio 3Dmodels de nuestro repositorio. Las piezas del tanque se pueden encontrar aquí. Es importante notar que podríamos necesitar lijar algunas partes, especialmente las piezas de la pulsera para el paso de ensamblaje.

Para imprimir las piezas utilizamos una Anet A8 con firmware Marlin. Podríamos usar otro en su lugar, por supuesto.

Paso 2: Montaje del tanque

Una vez impresas todas las piezas, las vamos a unir. En nuestro caso utilizamos silicona caliente, pero se pueden utilizar otros derivados.

Antes de iniciar el montaje final se recomienda realizar un montaje previo sin silicona para comprobar la correcta conexión, fricción y ajuste de las diferentes piezas. Si alguna pieza no encaja como debería o no se desliza, es necesario lijarla para que se adapte perfectamente. Con todas las piezas preparadas, las piezas se ensamblan utilizando silicona en las partes que las unen. Para unir las piezas de la oruga, hemos utilizado filamentos de cobre entre cada uno de ellos, todos son fijos excepto uno que sirve para montar y desmontar la oruga del tanque. Hemos decidido pintar las piezas para darle realismo al tanque. Para ello hemos utilizado pintura en aerosol.

Obtuvimos toda la información del siguiente enlace.

Paso 3: Montaje de la pulsera

La pulsera completa tiene cuatro modelos 3D.

• MPU_holder: Es la parte donde se integra el sensor del acelerómetro, se debe colocar en la mano, con unas ataduras.
• nano_holder: Esta es la parte principal del nano holder, en esta parte se configurará la batería de 9V, el módulo bluetooth y el arduino nano.
• nano_holder_button: Este es un botón para sostener la batería de 9V conectada con dos muelles para alimentar el arduino.
• nano_holder_cover: esta es la cubierta de la parte del soporte nano.

Ambos soportes (mpu y nano) se pueden unir al brazo con algunas ataduras.

Lo único que se puede hacer aquí es colocar el botón en su lugar en el soporte nano. Antes de eso, debemos pegar una pequeña cuerda (podemos usar la cuerda de un bolígrafo viejo, por ejemplo) en el botón como se muestra en la imagen. Una vez que estemos seguros de que el botón está en el lugar correcto, tenemos que poner una pieza detrás de él para evitar que se mueva fuera de su sitio. Usamos una pieza de plástico y la pegamos con silicona. El resultado final debe ser similar a la imagen final.

Paso 4: Electrónica del tanque

En este paso conectamos el Arduino Uno al puente H para controlar los motores y la fuente de alimentación de 12V. El puente H tiene una salida de 5V que usamos para alimentar la placa Arduino Uno. En primer lugar:

Conecte el pin 5 del Arduino al pin IN1 del H Bridge. Conecte el pin 6 del Arduino al pin IN2 del H Bridge. Conecte el pin 9 del Arduino al pin IN3 del H Bridge. Conecte el pin 10 del Arduino al pin IN4 del H Bridge. Conecte las salidas izquierdas del puente H al motor izquierdo y las derechas al motor derecho. Conecte el pin 2 del Arduino al pin TX del HC-06. Conecte el pin 3 del Arduino al pin TX del HC-06.

Tenga en cuenta que todos los pines de Arduino que están conectados al puente H son capaces de PWM.

Finalmente, conecte la fuente de alimentación a las entradas de 12V y GND del puente H.

Paso 5: Electrónica de pulsera

En primer lugar tenemos que montar la pieza MPU. La MPU debe poder insertarse en el soporte. Para lograrlo, se colocan tiras de clavijas hembra en los orificios como se muestra en las imágenes. En primer lugar, debemos pasar los cables por el orificio y soldarlos a la tira de clavijas. Podemos utilizar tubos termorretráctiles en las juntas. Luego, podemos introducir las tiras en sus agujeros para que queden fijas. Ahora podemos insertar y sacar la MPU de su lugar. En esta primera parte conviene utilizar alambres flexibles para facilitar el movimiento de la mano.

El diseño de la pulsera también permite insertar todos los componentes (Arduino Nano, HC-06 y batería de 9v). El procedimiento es similar al descrito anteriormente. También necesitamos pasar los cables de la MPU a su orificio correspondiente. Al final, el esquema eléctrico debe ser el que se muestra en la primera imagen.

En segundo lugar, necesitamos poner dos cuerdas en el orificio de la batería, para que se pueda conectar a las otras partes. Podemos hacer esto usando silicona pero, antes de eso, tenemos que soldar los cables correspondientes en cada hilo, para que la batería quede conectada a Vin y GND.

Paso 6: Emparejamiento por Bluetooth

Una vez que los dispositivos bluetooth estén correctamente conectados vamos a establecer conexión entre ellos (emparejamiento). Necesitamos emparejar los módulos HC-05 y HC-06. Para lograr esto, usamos el siguiente enlace:

Tutorial de emparejamiento de BT

Paso 7: acelerómetro

El acelerómetro que utilizamos tiene multitud de ejemplos y librerías para su uso disponibles en internet. Hemos elegido algunas librerías (disponibles en nuestro repositorio) que mejoran el protocolo de comunicación I2C que utiliza el acelerómetro, además de simplificar el proceso de datos. colección en algunas funciones.

Obtuvimos toda la información del siguiente enlace:

I2C: aquí.

Acelerómetro: aquí.

Paso 8: software

Finalmente vamos a integrar el software en el transmisor y el receptor. Cargue BT_Transmitter.ino y BT_Receiver.ino en el transmisor y el receptor respectivamente. Para hacer esto debemos usar Arduino IDE.

El funcionamiento de este software es simple: el transmisor obtiene los datos del acelerómetro y los envía al receptor, que obtiene los datos y mueve el tanque. Los datos que se obtienen del acelerómetro siempre están por debajo de 100, ya que usamos el valor 125 para iniciar una transmisión. Después de enviar 125, los transmisores envían los valores xey (en grados).