Prototipos velocista de iniciación C.I.r.E.

Recientemente hemos comenzado las reuniones semanales del C.I.r.E. (Club de Informática, robótica y Electrónica), en el que quedamos una tarde a la semana en las instalaciones de la e.u.i.t.i. (U.P.M) para tratar temas de electrónica y robótica. Comenzamos hace dos semanas y de  momento estamos asistiendo unas 9-12 personas, por lo que hemos empezado bastante bien.

El objetivo es difundir la robótica y electrónica, crear grupos de trabajo en los que intercambiar ideas, aprender y avanzar con proyectos de manera individual y colectiva. Para ello una de las primeras actividades que se van a realizar es la creación de una liga de velocistas, con una carrera mensual puntuable y talleres semanales, en donde los interesados podrán construir un robot velocista (el robot más sencillo de hacer para empezar en este mundo) semana a semana  y competir con el resto una vez al mes sumando puntos a modo de liga, contamos con el apoyo de la U.P.M. por lo que la idea del club puede llegar a buen puerto.

Tras un par de meses pensando en que puedo aportar de manera individual al club.. he comenzando desarrollando dos proyectos en los ratos libres para el C.I.r.E., de los que ya tengo los primeros prototipos e ideas y espero tener un prototipo final de ambos para principios de octubre:

Uno es la construcción de un robot velocista de bajo coste (similar al Robot Zero) para todo aquel que quiera empezar pueda montarse un primer velocista de manera sencilla y programarlo  (ver si le gusta la robótica de competición), sin quedarse atascado en el desarrollo de la electrónica y elección de componentes, que tanto cuesta a las personas que empiezan por primera vez a construir sus primeros robots.

El segundo proyecto que pretendo realizar es un poco más complejo, es la construcción de un mini robot cuadrúpedo de bajo coste (ampliable sus características por módulos), montado con 8 servomotores pequeños de las tiendas chinas para las 4 patas y otro servomotor para la cabeza. Una alternativa a la robótica de competición (representada por el proyecto anterior) sería la de exibición recogida en este proyecto.

La idea es documentar y proporcionar robots y electrónica de distinto tipo al menor coste posible (se indicará donde comprar las piezas y los pcbs made in China se darán a precio de coste), para que todo aquel que quiera montarse su primer robot, o comenzar con sus primeros circuitos lo tenga lo más fácil posible.., además contando con la ayuda presencial del C.I.r.E. Claro está que no va a salir un velocista para ganar el Cosmobot (el concurso de velocistas más importante de España en cuanto a premios),hay una limitación en componentes (la idea es que cualquier robot no pase los 70-90 euros) pero se intentará sacar algo decente de ese presupuesto.

Después de todo el rollo anterior, los primeros prototipos del robot velocista ya están montados, se basan en los motores y ruedas de pololu.com y casi seguro que serán los seleccionados para el robot final. Su consumo es muy bajo, permiten alcanzar velocidades altas (más de lo que se puede controlar) y el precio es bajo y el montaje de la rueda y soporte es muy simple, por lo que es lo mejor que he visto. La única duda que tengo es que motor elegir, el de 1.6 A en stall o el de 360 mA, tengo que medir la autonomía del robot.


 
La base del robot será la propia pcb sobre la que se va a soldar la electrónica, en estos prototipos la electrónica que lleva es la de pololu, pero por su alto coste se va a diseñar e integrar en el propio pcb de la base, la Baby Orangutan está sobre los 30 euros en España (demasiados euros para un micro y un puente en h que comprarlos cuesta sobre los 4 euros).

La batería será una Lipo de 3.7 V que cuenta con un circuito de protección, una vez que alcanza cierta tensión la batería se desconecta parando el robot, lo que evita posibles problemas debido a estas baterías. Los motores necesitan unos 6 V para funcionar, por lo que se ha añadido un conversor DC-DC regulable (que probablemente también se implemente componente a componente) que sube la tensión de la batería hasta 9 V para alimentar a los motores, y además mantiene esta tensión de salida constante durante toda la descarga de la batería, lo que se agradece a la hora de programar y realizar los ajustes en el robot.

El sensor seleccionado para leer la línea es el CNY70, en estos prototipos se leen en digital, ya que su objetivo es evaluar el diseño de la base (longitud de ésta) en función del motor seleccionado y fuerza capaz de transmitir a la pista, el prototipo final tendrá la opción de leer los sensores en digital y en analógico, a gusto de cada uno.

En cuanto al microcontrolador supongo que montaré las versiones con PIC y AVR planteandome si merece la pena hacer compatible la versión AVR con Arduino, que si se proporcionan las librerias para el control del hardware del micro necesario para el robot pues desde mi punto de vista no merece la pena, es mejor entrar directamente con WinAVR + AVR Studio.




El peso del robot pretende ser el mínimo para reducir las inercias, las versiones del robot en pcb están sobre los 83-86 gr y supongo que montaremos sus modelos en CAD, para ver los centros de masas e inercias, como me estuvo enseñando Raúl el pasado jueves con sus robots, aquí un ejemplo de los prototipos que está enviando al foro del C.I.r.E.

 Prototipo C.I.r.E. Velocista corto de iniciación.


Los pcbs de los primeros prototipos para insolar (aún están bastante lejos del robot final): robot corto, .

Sólo se han montado y metido el programa del robot zero, por lo que les quedan unas cuantas reuniones semanales para ver hasta que velocidad se puede llegar con ellos, de momento se ha hecho una prueba y el metro por segundo se pasa facilmente, por lo que en principio estos motores son suficientes para el velocista de iniciación del C.I.r.E.

Prueba de funcionamiento de los prototipos en la pista de velocistas del C.I.r.E.


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