GUIA DE MONTAJE Y PROGRAMACION

IDICE 1

ELEMENTOS CANGRE-NECESARIOS

2

MONTAJE DEL PRINTBOT CANGREJO

3

PROGRAMACION DEL PRINTBOT CANGREJO

1 ELEMENTOS CANGRE-NECESARIOS La mayoría de elementos necesarios para construir un Printbot Cangrejo estarán disponibles próximamente en forma de kit: http://www.bq.com/productos/kit-robotica.html Sin embargo, si tienes acceso a una impresora3D, puedes imprimir tú mismo las piezas.

1.1

Carcasa o chasis del Printbot Cangrejo Piezas impresas:

PIEZA IMPRESA

NÚMERO

Base

1

Abraza pilas

2

Sujeta miniservo central

3

Patas

4

Enlaces entre patas

5

Caparazón

6

Ojos

7

Pinzas

8

Tornillería (métrica en milímetros):

1.2

Elementos electrónicos y herramientas: Componentes electrónicos:

1x 3x 1x 8x

-

Freaduino UNO Miniservos (ES08A o similar) Porta-pilas de 8 AAA Pilas AAA

Componentes electrónicos opcionales:

1x

-

Módulo bluetooth

Herramientas y adornos:

1x 1x 1x 1x 2x 4x

6x

-

Destornillador de estrella Llave allen (en caso de usar tornillos tipo allen) Pegamento de barra Velcro adhesivo Ojos de plástico Gomitas elásticas de diámetro aproximado: 10mm Conteras de goma de diámetro interno: 10mm (Para evitar que deslicen las patas)

2 MONTAJE DEL PRINTBOT CANGREJO: Bueno cangre-grumetes, ahora nos toca ponernos... ¡manos a la tuerca! Sigue por orden los pasos de montaje y pronto tendrás tu patudo en marcha.

PASO 1 : Pilas y velcro En primer lugar, pegamos el velcro adhesivo en las posiciones señaladas del porta-pilas y la pieza abraza-pilas [PIEZA nº2]:

A continuación, colocamos las 8 pilas (AAA) en el porta-pilas:

PASO 2: Base y miniservos laterales En el segundo paso vamos a necesitar la pieza base [PIEZA nº1] y dos de los miniservos:

Los vamos a encajar en los huecos rectangulares y los atornillamos en la orientación que se muestra la siguiente imagen:

Para atornillarlos, usaremos los tornillos pequeños que vienen con los miniservos (preferiblemente los largos). A partir de ahora los llamaremos “mini-tornillos”.

PASO 3 : Colocar miniservo central Ahora vamos a usar dos tornillos de métrica M3x12 para anclar la pieza sujeta miniservo central [PIEZA nº3] a la base [PIEZA nº1].

Lo anclamos de la siguiente manera con dos tuercas:

Ahora ya podemos atornillar el miniservo central con sus mini-tornillos:

PASO 4: Miniservos a posición inicial Es hora de fijar la posición inicial (90 grados) los miniservos. En este paso necesitaremos el “cerebro” de nuestro robot (FreaduinoUNO) y el programa Arduino IDE: http://www.arduino.cc/ Vamos a conectar los cables de los tres miniservos en los pines digitales 10, 11 y 6, sin importar en qué orden lo hagamos puesto que nuestro programa hará lo mismo con los tres. Eso sí, ¡recuerda hacer coincidir el cable rojo con un pin rojo y el cable negro con un pin negro!

COMPONENTE Miniservos

PINES DIGITALES 6, 10 y 11

Abrimos, compilamos y cargamos en la FreaduinoUNO el programa “initializes_miniservos.ino” adjuntado en el .zip de los programas [ver último apartado de la guia: PROGRAMACIÓN PRINTBOT CANGREJO] o bien, creamos un nuevo proyecto que incluya lo siguiente: “¡Pepinos de mar! ¡Este código Ardu-compila!”

+ Una vez cargado el programa, podemos desconectar la FreaduinoUNO y los miniservos para seguir el resto de pasos de montaje. Procura NO girar la posición de los miniservos hasta instalar las patas.

PASO 5: ¡Vamos a por las Patas! Patas traseras Fíjate que las patas traseras se diferencian de las demás patas porque tienen un hueco (el señalado en el círculo) para los cabezales en cruz de los miniservos.

Estas patas las vamos a atornillar con 2 mini-tornillos. Ten cuidado de no mover la posición de los miniservos justo cuando les pongas el cabezal en cruz, el cual deberá quedar recto como muestran las siguientes imágenes:

Patas delanteras Para instalar las patas delanteras, tan sólo habrá que atornillar sus extremos con dos tornillos M3x35 y fijarlos con dos tuercas por el otro lado. No hace falta que aprietes demasiado éstas tuercas, las quitaremos en el PASO 8.

Enlace entre patas Ahora vamos a enlazar las patas delanteras y traseras con las piezas enlace entre patas [PIEZAS nº5]. En primer lugar, insertamos tuercas en los cuatro huecos de dichas piezas. Aprieta las tuercas contra la mesa para facilitar que queden bien encajadas.

Buscamos cuatro tornillos M3x12:

Seguidamente, atornillamos los enlaces con los cuatro tornillos de forma que quede como muestran estas imágenes:

¡¡IMPORTANTE!!

Comprobando el correcto movimiento de las patas:

Mueve con cuidado las patas hacia delante y atrás para ver si éstas se mueven sin ofrecer resistencia. Si están demasiado duras, tendrás que aflojar los tornillos que acabamos de poner hasta que se puedan mover “flojas”.

Tendrás que comprobar de vez en cuando que estos cuatro tornillos no están demasiado apretados ni demasiado sueltos. “Cangre-grumete, ¡de ti depende el avance del robot!”

Patas centrales ¡Ya tenemos cuatro patas como los gatos! pero no vamos a hacer un robot gato... Al menos no en este tutorial. Para empezar con las patas centrales [dentro de PIEZAS nº4], vamos a insertar el cabezal alargado de los miniservos en la pieza tal y como se indica en la siguiente imagen:

Ahora anclamos las patas centrales con un mini-tornillo en la posición señalada por la flecha:

Estas patas deben quedar lo más horizontales posibles. Recuerda que habíamos puesto el miniservo a 90 grados en el PASO 4, procura no moverlo hasta anclar esta pieza. >> Si tienes problemas en este paso mira el ANEXO al final de la guía.

PASO 6: Hagamos las cosas con “Cerebro” Buscamos los dos tornillos más largos M3x40 y los usamos para colocar la placa FreaduinoUNO con la base [PIEZA nº1], gracias a la pieza abraza pilas [PIEZA nº2].

Pon dos tuercas por debajo para fijar estos tornillos.

Ahora metemos el cable del miniservo central por el agujero:

Y por último, realizamos las conexiones finales. A diferencia del PASO 4, ahora sí importa en qué pin digital esté conectados los miniservos:

COMPONENTE

PIN DIGITAL

Miniservo Central

6

Miniservo Pata Derecha

10

Miniservo Pata Izquierda

11

¡Recuerda de nuevo hacer coincidir el cable rojo con un pin rojo y el cable negro con un pin negro!

¿Derecha..? ¿Izquierda..? ¿Proa y Popa??¿¿?? Aquí tienes un esquema de cómo será la orientación del Printbot Cangrejo. La flecha señala la parte delantera hacia donde avanzará el robot:

PASO 7:

Resbalones bajo el mar

Para no resbalar con las algas marinas y el suelo en general, colocamos las conteras de goma anti-deslizantes en todas las cangre-patitas:

PASO 8:

Energía de las mareas

Antes de continuar con la decoración, vamos a colocar el porta-pilas con las pilas en su posición final, dentro de la pieza abraza pilas [PIEZA nº2]. Apretamos hasta hacer coincidir los velcros adhesivos que pusimos en el PASO 1.

PASO 9: Cangre-adornos ¡Bravo cangre-grumetes! ¡Ya tenemos nuestro robot funcional! Ahora viene una parte divertida en la que vamos a decorar nuestro printbot para darle una apariencia más chula y marina.

Caparazón:

Vamos a atornillar la pieza caparazón [PIEZA nº6] con dos tornillos M3x16 a la pieza base [PIEZA nº1]como muestra la siguiente imagen:

Lo fijamos por debajo con dos tuercas:

Cangre-Pinzas:

Vamos a preparar las pinzas cangrejiles [PIEZAS nº8]. Para ello, buscamos un tornillo M3x12 y unimos con él las dos piezas de cada pinza como muestra las siguientes imágenes:

Acuérdate de poner una tuerca por detrás como indica la flecha anterior. Para cada pinza, ponemos dos gomitas dobladas. Ponemos dos y las ponemos dobladas para que tengan más fuerza al cerrar y atrapar objetos. Fíjate en las imágenes para doblarlas:

Una vez tenemos ambas pinzas preparadas, las vamos a anclar en la parte delantera del robot. Para ello, quitamos la tuerca que pusimos en las patas delanteras [PASO 5], ponemos la pinza correspondiente y volvemos a apretar dicha tuerca.

¡Ojos! El últmo paso es ponerle ojos al cangrejo. Pega con pegamento los ojillos en la pieza de las antenas [PIEZA nº7].

Con el último tornillo que queda que es de M3x16, coloca los ojos en la parte frontal del “bicho” fijando dicho tornillo con una tuerca por debajo.

¡¡Y así es como finaliza el montaje del Printbot Cangrejo!! :D

♪♫

“Bajo el mar...

¡Baaajo el maaaaar!”

♪♫♪♫♫

3 PROGRAMACION DEL PRINTBOT CANGREJO: En la web Thingiverse y próximamente en la web oficial de bq, hay colgado un .zip con todos los programas del robot imprimible. Dentro de este “Printbot_Cangrejo.zip” nos encontramos varios programas, por ejemplo el llamado “initializes_miniservos.ino” que usamos en el apartado de montaje [PASO 3: Miniservos a posición inicial]. El programa principal “Printbot_Cangrejo_Osciladores.ino” consiste en una serie de osciladores que irán controlando en todo momento la posición de los 3 miniservos del Printbot Cangrejo para que éste pueda avanzar. Enlace a bqLabs en Thingiverse: http://www.thingiverse.com/bqLabs/designs

➢ Librería “Oscilator ”: Para poder usar la programación arduino del Printbot Cangrejo, hace falta añadir la librería “Oscilator” creada por Juan González (Obijuan). Hemos incluido todo lo necesario para utilizar la librería en la carpeta: >> Printbot_Cangrejo/Oscilator_Lib Para instalarla, tendrás que copiar la carpeta “Oscilator”:

Una vez copiada habrá que pegarla dentro de las librerías base de Arduino, para ello abrimos el destino donde tengamos instalado el programa Arduino en nuestro sistema operativo y buscamos la carpeta libraries:

Es en esa carpeta donde se debe pegar “Oscilator”:

Ahora ya podemos arrancar Arduino IDE y comprobar que el código que use la librería Oscilator compila. Enlaces a las librerías ArduSnake de Obijuan: http://www.thingiverse.com/thing:21401 https://github.com/Obijuan/ArduSnake/tree/master/ArduSnake

3.1

Programa principal “Printbot_Cangrejo”:

Para hacer funcionar el programa principal, hay que compilar y cargar en la FreaduinoUNO el archivo “Printbot_Cangrejo_Osciladores.ino”. Si todo va bien, nuestro Printbot Cangrejo comenzará a mover sus patas y avanzar. “¡Corre libre Cangrejo!”

➢ Explicación osciladores: Como hemos dicho, el programa consiste en 3 osciladores que irán controlando en todo momento la posición de los 3 miniservos. Con “posición” nos referimos al ángulo que toma en cada instante la pata. La consecuencia de ir variando ese ángulo, es que las patas describan arcos como los marcados en la siguiente imagen:

➢ Vídeo del Printbot Cangrejo en funcionamiento: http://youtu.be/bb_dW-XyTIc

3.2

Programa controlado por comandos Bluetooth:

Si queremos controlar nuestro Printbot Cangrejo de forma inalámbrica por medio de comandos enviados por bluetooth, podremos usar el mismo programa principal. Tan sólo hará falta conectar el módulo bluetooth como se explica a continuación:

CABLE BLUETOOTH

PIN

Naranja TXD

0

Blanco RXD

1

Rojo

VCC

Azul GND

Pin Rojo (*) Pin Negro (*)

(*) = cualquiera de ese color en la placa FreaduinoUNO A continuación te dejo una chuleta con los comandos que controlan los movimientos del robot. Podrás usar las aplicaciones Android “RoboPad” y “RoboPad++” que pronto estarán disponibles en la web http://diy.bq.com/, o bien, podrás hacer tu propia aplicación de control remoto que envíe éstos mismos comandos.

COMANDOS PARA EL CONTROL DEL PRINTBOT CANGREJO: AMPLITUD DE LOS ARCOS DESCRITOS POR LAS PATAS: Amplitud patas derecha

A + R + valor

Amplitud patas izquierda

A + L + valor

Valor mínimo de arco = 0 grados Valor máximo de arco = 40 grados Por ejemplo: AR30, AI40... PERIODO DE REPETICIÓN DE CADA ARCO: Periodo del ciclo

T + valor

Valor mínimo = 1000 ms Valor máximo = 8000 ms Por ejemplo: T1000, T3500... DIFERENCIA DE FASE ENTRE LAS PATAS CENTRALES Y EXTREMOS: Diferencia de fase

F + valor

Valor correcto para avance = -90 grados Valor correcto para retroceso = 90 grados Por ejemplo: F90, F-90, F-45... COMANDOS DIRECTOS: STOP

S

Reseteo a valores iniciales

I

AVANZA

- Up

U

RETROCEDE

- Down

D

GIRA DERECHA

- Right

R

GIRA IZQUIERDA

- Left

L

ANEXO: PROBLEMA: ¿Qué pasa si las patas centrales no quedan horizontales? Una vez hemos puesto a 90 grados la posición de los miniservos [PASO 4], es posible que aún así el cabezal no quede completamente horizontal. Esto es debido a que el miniservo no tiene suficientes dientes en el engranaje para ajustar a gusto la posición del cabezal.

Solución: Modificando el código de los osciladores

void setup() { //-- Configure the oscillators with the same parameters osc[0].SetO(0); osc[0].SetA(Ad); osc[0].SetT(T); osc[0].SetPh(0); osc[1].SetO(0); osc[1].SetA(Ai); osc[1].SetT(T); osc[1].SetPh(0); osc[2].SetO(0); //-5, -10...