Microbótica
Proyecto Mirage: Algunos avances
23 feb
Desde mi última entrada he tenido ciertos avances significativos en este proyecto.
Por un lado, conseguí un nuevo regulador DC-DC para sustituir al quemado gracias a Jorge del C.I.r.E., quien amablemente se ofreció a cederme uno a precio de coste, salvándome así mi principal obstáculo en ese momento. De nuevo muchas gracias por la ayuda, Jorge 
Probé este nuevo regulador (con mil precauciones esta vez) y lo ajusté a unos 6,5 voltios de salida, dejándolo preparado para incorporar al robot.
Con el regulador en mi poder me puse el fin de semana a diseñar los PCBs usando Eagle, me tomó un tiempo, pero mis problemas empezaron a la hora de pasar el diseño al cobre…
Usando el método de transferencia de tóner (el de la plancha) las pistas no se transfirieron en su totalidad, volví a probar y se quemó demasiado el papel (siendo imposible despegarlo), así que tras un intento más lo dejé y pasé a probar la insoladora de LEDs que me construí.
Con ésta la cosa iba mejor, pero las pistas resultantes eran muy tenues, como porosas. Después de malgastar dos placas positivas (que reutilizaré como placas “normales” para usar en otra ocasión con la plancha) me di cuenta que el problema seguramente viniera porque mi impresora ahora no saca las líneas opacas (quizá por falta de tóner) y ni superponiendo dos impresiones paraba la luz.
Visto que en ninguna tienda con fotocopiadora me querían fotocopiar en papel de transparencia unas impresiones hechas en otra impresora, nuevamente volví a la plancha.
Como se puede ver en la siguiente foto las pistas no quedaron muy bien fijadas, así que salí en busca de unos rotuladores permanentes (Edding 3000 para pistas más gordas y Staedtler Lumocolor de 0.4 mm para las finas).
Tras un repaso de las pistas más tenues y un pintado directo de las que faltaban me di cuenta de que había mucho cobre que atacar, así que decidí también hacer unos planos de masa a mano aprovechando los rotuladores.
Aquí está la placa recién salida del baño ácido. Como se puede apreciar, las pistas hechas con los rotuladores aguantaron bastante bien.
Y una vez limpias del rotulador quedan así:
Ahora toca revisar, multímetro en mano, la continuidad entre pistas, haciendo los cortes necesarios en los puntos donde por quedar algo de cobre hicieran contactos indeseados y estará lista para mecanizar y soldar los componentes.
Proyecto Mirage: Primeras pruebas… primera cagada
15 feb
Pues sí, ayer por la tarde me puse a hacer unas pruebas en la placa de prototipos previas al diseño final de la placa de control.
Por un exceso de confianza hice algo poco habitual en mí, no leer las instrucciones de los productos. Me puse a probar el regulador de tensión de Pololu con el resultado de un regulador quemado…
Según las instrucciones para regular la tensión de salida hay que conectar una resistencia de 1 KOhmio entre la pata de tierra y la de salida, algo que obvié.
Por otro lado recomiendan no hacer las pruebas con más de 2,5 voltios en la entrada y yo le metí 3,3 voltios de mi fuente de alimentación casera.
El resultado fue que efectivamente logré aumentar la tensión de salida hasta unos 4 voltios, pero al girar algo más el potenciómetro debió alcanzar alguna zona fuera de rango (lo que genera 2,5 voltios de salida) y al ser la tensión de entrada mayor que la de salida se jodió el circuito.
Ahora me encuentro en una encrucijada. Por un lado podría volver a pedir este regulador a Pololu (aun a costa de dejarme otra vez una pasta en gastos de envío) y rezar para que llegue tan pronto como la otra vez, siguiendo con el diseño de la placa de control como tenía planeado. Por otro lado podría intentar buscar algún otro regulador similar, pero esto implicaría dejar parado el diseño de la placa.
Como siempre es un problema de tiempo y es que la fecha de entrega está cada vez más cerca…
Proyecto Mirage: Toma de requisitos
10 feb
Llevo unas semanas bastante liado en el trabajo, sin ganas de hacer nada al llegar a casa, pero me ha dado tiempo a ir pensando en los requisitos que tendrá Mirage.
Concretamente tengo en mente las siguientes características / requisitos:
- Control motores (3 señales para control unidireccional y freno).
- 2-3 microswitches (selección de distintas configuraciones).
- Señales Tx y Rx de USART (telemetría y ajustes de configuración).
- Señales programación ICSP (In Circuit Serial Programming).
- 6-8 entradas (sensores infrarrojos): irán 6 en la barra delantera y quizá 2 más en la parte trasera del robot.
- Interruptor corriente.
- Pulsador salida.
Con estos requisitos necesito unos 16 puertos de entrada/salida con dos señales PWM (Modulación por Ancho de Pulso) independientes para controlar la velocidad de cada uno de los motores (será un robot diferencial).
El microcontrolador elegido para adecuarse a los requisitos es el PIC16F876A de Microchip. Éste permite un máximo de 22 E/S, dos PWM por hardware, USART y una velocidad de reloj de hasta 20 Mhz que será más que suficiente para las necesidades.
Aparte de este controlador habrá que integrar algunos componentes más:
- Driver de motores: el PIC es incapaz de suministrar más que unos pocos mA por sus puertos de E/S, así que hay que recurrir a uno de estos dispositivos para alimentar los motores. Aprovechando un pedido de baterías a Sparkfun he comprado éste porque me parece económico, relativamente potente (1.2 A por canal) y, añadiéndole unos pines, reutilizable para otros proyectos.
- Regulador DC-DC variable: para obtener una tensión constante y superior a los 3.7v de la batería para alimentar los motores (a unos 6v) he recurrido a un regulador de Pololu.
- Módulo USART Bluetooth: he comprado este módulo en Sure Electronics con la finalidad de poder comunicarme con el microcontrolador directamente desde el PC sin cables. La gracia de esto es poder realizar distintos ajustes (por ejemplo la velocidad máxima al tomar las curvas) sin tener que detener el robot y reprogramar el micro.
- Barra de sensores infrarrojos: para detectar la línea construiré una plaquita que incorpore 6 sensores CNY70 junto a las resistencias apropiadas. La lectura de los sensores se transmite como una señal analógica, pero yo en el robot prefiero tomarla como digital, así que recurriré a un inversor (también incorporado en la barra de sensores) que convierta los valores analógicos a digitales.Todas estas funcionalidades planeo hacerlas de forma modular, en PCBs diferenciadas, conectadas entre sí mediante pines o cables. De esta forma me resultará mucho más sencillo cambiarlas en un futuro por otras más adecuadas o reutilizarlas en otros proyectos.El pedido de Sparkfun (unas baterías de 900 y 2000 mAh además del mencionado driver) me llegó a principios de semana, pero los otros dos (el módulo bluetooth y un cargador para las baterías) parece que todavía van a tardar lo suyo (vienen de China), así que mi intención es ir diseñando y construyendo los PCBs necesarios, alimentar de momento el robot con 3 pilas recargables (para obtener una tensión aproximada a la batería) y ya integrar el bluetooth más adelante.
Proyecto Mirage: Llegó el pedido de Pololu
24 ene
El caso es que estaba esperando un pedido de DealExtreme que llegaba hoy, así que al llegar a casa he visto el sobre, lo he abierto y no le he dado más importancia. Horas más tarde, con la vista perdida me fijo en el sobre y veo “Pololu”, pensando ¿qué hace esto aquí? he caído en que me habían llegado dos sobres en lugar de uno
El pedido ha llegado en perfecto estado, en un sobre acolchado y luego dentro de una cajita de cartón para protegerlo y en tiempo record, cerca de una semana desde Estados Unidos (y salvando las aduanas).
La verdad es que he quedado alucinado con el tamaño, es todo mucho más pequeño de lo que esperaba, en especial los motores.
Ahora el problema es que todavía no tengo siquiera elegidas las baterías a usar, así que tendré que ir haciendo pruebas con pilas o mi fuente de alimentación.
Seguiré informando.
Primer pedido para mi robot velocista
19 ene
Después de un primer análisis por encima de los costes y tiempo de desarrollo de mi robot velocista creo que son ambos asumibles, así que el pasado fin de semana hice mi primer pedido de componentes para intentar tenerlo aquí lo antes posible.
Consultando diversos foros y blogs me he decantado por componentes mecánicos de la empresa Pololu, en concreto por los siguientes:
- 1 x #1088 Pololu Wheel 32x7mm Pair – White = $6.98
- 1 x #951 Pololu Ball Caster with 3/8″ Metal Ball = $2.99
- 1 x #791 Pololu Adjustable Boost Regulator 2.5-9.5V = $11.95
- 2 x #999 10:1 Micro Metal Gearmotor HP = $31.90
- 1 x #1089 Pololu Micro Metal Gearmotor Bracket Extended Pair = $4.99
Como se puede apreciar, todo ellos son mecánicos (ruedas, motores y portamotores) a excepción de un regulador de intensidad que me permitirá subir la tensión de los 3,7v que proporciona la batería con la que tengo planeado alimentarlo hasta los 6v para los motores.
Este regulador por otro lado me permitirá mantener una tensión constante en los motores a medida que disminuya la carga (y por tanto la tensión) de la batería.
Los componentes de Pololu se pueden encontrar en bastantes webs, incluso en tiendas españolas como Juguetrónica, pero el mayor problema es que tengan todo esto en stock. Debido a esto finalmente hice el pedido en la propia web de Pololu, con el inconveniente de los gastos de envío. Éstos por correo certificado son prohibitivos (unos 35 dólares), así que he tenido que arriesgarme a pedirlo por correo ordinario (10 dólares) con la posibilidad de pérdida que ello implica.
Ya solo me queda cruzar los dedos para que primero me llegue y luego lo haga a tiempo e ir planificando la parte electrónica del robot.
Por cierto, ya tengo un nombre provisional para el robot: Mirage.
¿Me presento a Cosmobot?
13 ene
Como me propuse este año, estoy planteándome presentarme a alguna competición de microbótica para “forzarme” de este modo a darle caña al tema (ya sabemos de nuestra época estudiantil que hasta que no tenemos el examen encima no nos ponemos las pilas) y ayer vi que todavía estoy a tiempo de apuntarme a la Cosmobot.
Ésta es una competición organizada por RoboticSpot y CosmoCaixa con el aliciente (para mi caso particular) de poder presentarse cualquier particular, sin estar lastrado a pertenecer a una universidad, instituto, edad u otros requisitos académicos similares.
Ésta sería la primera competición en la que participara, en principio en la categoría de velocistas (robots que tienen que dar vueltas a un circuito en el menor tiempo posible sin salirse), así que desde luego lo haría sin ningún ánimo de ganar nada, tan solo pasármelo bien viendo el trabajo de los demás y aprender de la experiencia.
El mayor problema que me surge ahora, como casi siempre, es el tiempo.
La competición será el próximo 20 de marzo, a dos meses vista, un plazo bastante ajustado no solo para diseñar y construir el robot, sino para poder disponer de los materiales necesarios que, para ahorrar costes, habrá que importar de China o Estados Unidos.
Mi idea es analizar de aquí al próximo 20 de enero (una semana) la viabilidad del proyecto, tipo de robot a construir, costes estimados, etc. y ya ese día decidir si tirar adelante o dejarlo para el próximo año.
Seguiré informando.
