RoboTIC Parte I

 

El proyecto se inicia con la idea de diseñar un robot que incorpore funciones de telepresencia, transmisión de vídeo y conexión a red WIFI. Se utiliza como placa principal del sistema una Raspberry Pi con el sistema operativo Raspbian y la API WEBioPI para la gestión de los puertos GPIO.

Material utilizado

- Plataforma realizada en laminas de aluminio de 0.60mm de grosor.

- Dos motores corriente continua con reductora y ruedas.

- Placa driver para control de motores. 

- Raspberry Pi B.

- Pincho WIFI USB (comprobar compatibilidad con Raspbian).

- Tarjeta memoria SD 8GB.

- Batería LIPO 7.4v, 1300mA o mayor capacidad.

- Webcam (comprobar compatibilidad con Raspbian).

- Cable MicroUSB.

 

LA PLATAFORMA

Existen muchas opciones para la plataforma o chasis del robot, en el mercado existen muchos modelos que ya integran motores, ruedas, etc. aunque yo prefiero fabricarla con mis propias manos y así hacer algo único. Se pueden utilizar para la construcción materiales como el metacrilato, aluminio, deprom, chapón, corcho...y casi cualquier material u objeto con el único límite de nuestra imaginación.

Yo he tomado una chapas de aluminio de 0.6mm de grosor que como se puede observar en la imagen son fáciles de marcar y cortar con unas tijeras de metal.

 

      

   

 

TRACCIÓN DIFERENCIAL Y ELECTRÓNICA DE CONTROL 

Vamos a construir un robot con tracción diferencial por lo que el diseño tendrá que ser similar al mostrado en el dibujo. Incorporará dos motores de corriente continua y reductora, las correspondientes ruedas y una tercera rueda loca como simple punto de apoyo. Controlando el sentido de giro de los motores podemos hacer que el robot se mueva en cualquier dirección y rote 360º sobre su propio eje. Yo he utilizado dos reductoras recicladas del antiguo robot por fascículos "Cybor" que seguro alguno recordará. También se pueden utilizar unos servomotores trucados a 360º o cualquier otro motor con reductora del mercado. 

 

                         

 

 

Para controlar los motores necesitamos una controladora o driver. Básicamente nos permitirá manejar el sentido de giro de los motores con las señales provenientes de los pines de la raspberry que, por si solas, no suministran ni el voltaje ni la intensidad necesarias. Para éste cometido son muy útiles los los integrados L293N/D y L298N/D que podemos encontrar en el mercado ya montados en PCBs a muy buen precio. La placa o PCB, tendremos que colocarla mas o menos en el centro del chasis y fijarla con tornillos, remaches, etc. teniendo en cuenta que tendrá que compartir espacio con la raspberry y bateria y además, tener acceso directo a las conexiones con la batería, motores, pines de la Raspberry, etc.

 

         

 

Éstas son dos placas similares que montan el integrado L298N. Existen en el mercado diferentes modelos pero básicamente, todas tienen las mismas conexiones.

 

 Para hacer funcionar la placa tendremos que proporcionar por un lado los 5v para la lógica, GND y la tensión de VCC de entre 5-35v para los motores. Hay que tener en cuenta que la tensión de VCC será la aplicada directamente a los motores. Se deberá comprobar cual es el voltaje admitido por éstos. Además, la placa incorpora un regulador de tensión LM7805 a 5 voltios que nos puede resultar muy útil pues al activar el interruptor "SW1" se toma tensión de la entrada "VCC" y se regula a 5v. para alimentar la lógica de la placa por lo que tendremos disponible el conector de 5v como salida para alimentar la propia raspberry con un cable micro USB.

Cada motor se conectará directamente al correspondiente conector y para controlar el sentido de giro de cada uno utilizaremos los pines señalados como "control de motores" que se conectarán a los pines de la Raspberry siendo Motor A el izquierdo y Motor B el derecho. Conectaremos los pines IN1, 2, 3 y 4 a las salidas digitales de la GPIO de las Raspberry (11, 13 y 19, 21 respectivamente).

 

 

El siguiente paso es puentear con jumpers los pines ENA y ENB a 5V para activar cada uno de los canales. Una opción interesante sería no usar los jumpers y conectar 2 pines de la GPIO de la Raspberry a los pines ENA y ENB del controlador y configurarlos como PWM (modulación por ancho de pulsos) para regular el consumo y la velocidad de los motores. La tabla de la verdad aplicada a cada canal o motor muestra como poniendo cada pin de entrada a nivel bajo o alto podemos controlar cada motor.

 

Para finalizar el montaje conectaremos todo el cableado entre los pines GPIO y placa de control, la webcam, el pincho USB WIFI y la alimentación acoplando la batería LiPo de 7.4v como se muestra en el siguiente esquema.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Pronto continuamos con el siguiente capítulo...