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Robot Minionbot

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MinionBot

1.Introducción

En esta entrada presentaré al robot móvil ‘Minionbot’. Se trata de un robot formado por piezas impresas, diseñadas por mi mismo, con la capacidad de ser manejado mediante bluetooth desde cualquier móvil. A continuación detallaré cada una de sus partes para que cualquier persona pueda montarlo en su casa.

 

2.Estructura

2.1.General

El funcionamiento es simple, la rueda trasera central ejerce la fuerza para mover el robot, la delantera se gira para dar una dirección, y las ruedas traseras exteriores sirven para dar estabilidad.

Para evitar que se desequilibre es mejor que la mayor parte del peso se encuentre en la parte trasera. Mejora la estabilidad al manejarlo manualmente así como en las aplicaciones que se hayan programado.

2.2. Piezas impresas

La estructura consta de 5 piezas. Las publicaré en thinguiverse para que se puedan descargar fácilmente. http://www.thingiverse.com/thing:2300339.

En el futuro le diseñaré la parte superior para que todos los cables queden resguardados. Toda persona es libre de cambiar y modificar las piezas como desee.

A tener en cuenta:

  • La pieza sujetamotor_trasero es más corta que las patas del chasis hay que ponerles una arandela a cada tornillo al atornillarla. La rueda debe tocar el suelo antes que las de los lados
  • La pieza PiezaDelantera se debe  cortar a mano un trozo de la parte inferior para que pueda caber el sensor infrarrojo que lleva, Es un error de medida mio que no he podido corregir en el archivo.

3.Materiales

3.1 Materiales estructurales

  • Tornillos: todos los tornillos utilizados son de métrica 3 excepto los de los motores
  • Tuercas: Son necesarias turcas autoblocantes para las ruedas traseras-exteriores y la delantera. A falta de ellas utilizar dos tuercas normales apretadas entre si.
  • Tornillos especiales para los motores X 2: Uno para cada motor
  • Rodamientos 603zz X 4
  • Cola o pegamento tipo loctite
  • Varilla roscada M3 5cm X 3: Se utiliza como eje en las ruedas traseras-exteriores y la delantera. Tambien se pueden utilizar 3 tornillos de métrica 3 mm de 5 cm de largo.
  • Bridas: para la organización de cables
  • Rueda 60cm x 4
  • Elemento de unión con el servo SG90: Viene siempre con el mismo servo.

3.2 Electrónica

  • Arduino UNO: La pieza chasis tiene los agujeros en el lugar justo para atornillar la placa. En el caso de utilizar otro modelo se deberán hacer los agujeros a mano o cambiar el modelo.
  • Cables de diferentes colores
  • Regleta X 2: Las he utilizado para organizar la masa y la alimentación y las he atornillado al chasis.

3.3 Actuadores/Sensores

  • Sensor ultra sonidos HC-SR04.
  • Matriz de LEDs 8×8
  • Sensor infrarrojo
  • Servo SG90
  • Servo FS90R
  • Bluetooth (HC-06) communication device

4. Montaje

No tengo imágenes sobre el montaje, deberá seguirse el modelo de la foto inicial.

4.1 Servos y ruedas

Lo primero es montar los servos en las piezas sujetamotor_trasero (FS90R) y chasis (SG90). Hay que dejar que los cables estén libres. Unir una de las ruedas al FS90R mediante el tornillo que viene con el servo. También hay que unir al SG90 la pieza alargada blanca que viene con él, con el mismo tipo de tornillo.

Después hay que hacer el montaje de las ruedas trasero-exteriores y la delantera. Para ello introducir los rodamientos en los huecos de chasis y pieza_de_giro. Si no entran correctamente aplicarles calor con un soldador y probar de nuevo. A continuación introducimos las varillas en los rodamientos y las ruedas en las varillas. Se debe impedir que las ruedas tengan demasiado grado de libertad mediante las tuercas autoblocantes.

Por último pegar con cola la pieza Pieza_de_giro en la pieza alargada del servo SG90, debería encajar correctamente.

4.2 Parte delantera

Esta parte es en la que se encuentra el detector de ultrasonidos y el sensor infrarrojo. El montaje es sencillo, el sensor infrarrojo se atornilla en la parte inferior de la pieza piezaDelantera y los cabezales de los cables del sensor de ultrasonidos se pegan en la parte frontal, tal y como se ve en la imagen. De esta forma lo único que se queda pegado son los cables, el sensor se puede quitar y poner como y cuando se quiera.

4.3 Parte Sujeta-Matriz

En esta parte montamos la matriz led en la pieza soporte_matriz, lo mejor es hacerle unos agujeros en la pieza y atornillarla. A continuación se pega el conector bluetooth en alguna parte de esta pieza. Yo he hecho lo mismo que con el sensor de ultrasonidos en la parte superior del soporte.

4.4 Montaje final

Para el montaje final unimos el sujetamotor trasero con dos tornillos, dos tuercas y dos arandelas a la ranura trasera del chasis de forma que quede alineado con la rueda delantera.

Después unimos el soporte de la matriz encima del servo SG90 atornillandolo en los agujeros dispuestos a ello

A continuación atornillamos la parte delantera a la ranura delantera del chasis con dos tornillos y dos tuercas.

Por último se atornilla el arduino con la entrada USB mirando para atrás y se cablea.

5. Programación y funcionalidades propias

5.1 Conexionado

Entradas digitales

  • 0: Comunicador Bluetooth (Tx)
  • 1: Comunicador Bluetooth (Rx)
  • 2: Sensor Ultrasonidos (Echo)
  • 3: Sensor Ultrasonidos (Trigg)
  • 4: –
  • 5: –
  • 6: –
  • 7: –
  • 8: Matriz led (CLK)
  • 9: Servo SG90
  • 10: Matriz led (CS)
  • 11: Servo FS90R
  • 12: Matriz led (DIN)
  • 13: –

Entradas Analógicas

  • 0: Sensor Infrarrojos (AO)
  • 1: –
  • 2: –
  • 3: –
  • 4: –
  • 5: –

5.2 Aplicación Móvil

Consiste en una aplicación sencilla, hecha en AppInventor, la cual permite enviar caracteres al arduino mediante bluetooth para que este reaccione y haga lo que le hemos indicado.

Hasta que no se haya conectado mediante bluetooth al robot so se permite tocar el resto de la aplicación, una vez se ha hecho aparece el menú principal.

Menú principal

Modo Manual

5.3 Funciones

He programado a Minionbot con tres funcionalidades, mientras esta en el menú la pantalla led se enciende apareciendo cuadrados. Cuando se elige una opción aparece en la pantalla led el numero de dicha función (Manual-1, Siguelineas-2, Buscaobjetos-3)

Modo manual

Mediante la aplicación del móvil el robot se controla de forma manual. Permite tener dos velocidades hacia delante, dos hacia atrás y dos tipos de giro distintos, uno suave y otro más brusco. A la vez a parece por la pantalla led unas flechas que indican a la velocidad que esta avanzando.

Si se aprieta el botón de stop el robot se parara en seco y la rueda delantera mirara automáticamente hacia delante.

Modo sigue-lineas

En este modo lo primero que hace el robot es buscar una linea, después ejecuta el algoritmo controlador proporcional para que, dependiendo de la luz que recibe, ejecute un giro u otro. De esta forma intentará seguir el contraste de colores, giro negativo para oscuridad, giro positivo para luminosidad.

Modo Busca-Objetos

El propósito de esta función es jugar a una especie de pilla-pilla con el robot. Cuando encuentre algo irá a por él, si para de detectarlo lo intentará buscar de nuevo hasta encontrarlo otra vez. Una vez se haya acercado mucho se parará y volverá al menú principal.

 

 

 

 

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