Joy Robot (Robô Da Alegria): codi obert imprès en 3D, robot alimentat per Arduino: 18 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:13

Per IgorF2 Segueix-ne més per l'autor:

Quant a: Creador, enginyer, científic boig i inventor Més informació sobre IgorF2 »

Primer premi al concurs de rodes Instructables, segon premi al concurs Instructables Arduino i segon classificat al Design for Kids Challenge. Gràcies a tots els que ens heu votat !!!

Els robots arriben a tot arreu. Des d'aplicacions industrials fins a l'exploració submarina i espacial. Però els meus preferits són els que s’utilitzen per divertir-se i divertir-se. En aquest projecte es va dissenyar un robot de bricolatge per utilitzar-lo com a entreteniment en hospitals infantils, aportant una mica de diversió als nens. El projecte es centra en compartir coneixement i promoure la innovació tecnològica per ajudar les ONG que duen a terme tasques benèfiques als hospitals infantils.

Aquest instructiu mostra com dissenyar un robot humanoide de control remot, controlat per una xarxa Wi-Fi, mitjançant un Arduino Uno connectat a un mòdul Wi-Fi ESP8266. Utilitza alguns servomotors per formar moviments de cap i braços, alguns motors de corrent continu per moure petites distàncies i una cara feta de matrius LED. El robot es pot controlar des d’un navegador d’Internet normal, mitjançant una interfície dissenyada per HTML. Un telèfon intel·ligent Android s’utilitza per emetre vídeo i àudio des del robot fins a la interfície de control de l’operador.

El tutorial mostra com es va imprimir i muntar l'estructura del robot en 3D. S’explica el circuit electrònic i es detalla el codi Arduino, de manera que tothom pot replicar el robot.

Algunes de les tècniques utilitzades per a aquest robot ja es van publicar a Instructables. Mireu els següents tutorials:

www.instructables.com/id/WiDC-Wi-Fi-Controlled-FPV-Robot-with-Arduino-ESP82/

www.instructables.com/id/Controlling-a-LED-Matrix-Array-With-Arduino-Uno/

www.instructables.com/id/Wi-Servo-Wi-fi-Browser-Controlled-Servomotors-with/

Un agraïment especial als altres membres de l'equip implicats en el projecte esmentat anteriorment, responsables de la primera versió del codi presentat en aquest tutorial:

• Thiago Farauche
• Diego August
• Yhan Christian
• Helam Moreira
• Paulo de Azevedo Jr.
• Guilherme Pupo
• Ricardo Caspirro
• ASEBS

Trobeu més informació sobre el projecte:

hackaday.io/project/12873-rob-da-alegria-joy-robot

www.hackster.io/igorF2/robo-da-alegria-joy-robot-85e178

www.facebook.com/robodaalegria/

Com pots ajudar?

Aquest projecte està finançat per membres de l'equip i petites donacions d'algunes empreses. Si us ha agradat, hi ha algunes maneres de ajudar-nos:

• Donació: podeu enviar-nos consells si voleu donar suport a la construcció del robot i a les seves futures millores. Els consells s’utilitzaran per comprar subministraments (electrònica, impressió 3D, filaments, etc.) i per ajudar a promoure les nostres intervencions als hospitals infantils. El vostre nom s’afegirà als crèdits del projecte. Podeu enviar consells des del nostre disseny a la plataforma Thingiverse:
• Com: Mostra’ns quant aprecies el nostre projecte. Doneu-nos un "m'agrada" a les plataformes que documentem el nostre projecte (Facebook, Hackster, Hackaday, Maker Share, Thingiverse …).
• Comparteix: comparteix el projecte al teu lloc web de xarxes socials preferit, de manera que puguem arribar a més gent i inspirar més creadors a tot el món.

Sabíeu que podeu comprar l'Anet A8 per només 169,99 dòlars? Feu clic aquí i obteniu el vostre

Pas 1: una mica d'història …

El projecte 'Robô da Alegria' ('Joy Robot') va néixer el 2016, a la regió de Baixada Santista (Brasil), amb l'objectiu de desenvolupar tecnologia i atreure la comunitat al moviment maker. Inspirat en projectes voluntaris realitzats per ONGs en hospitals infantils, el projecte busca desenvolupar un robot, que utilitzi eines de programari obert de maquinari i open, capaços d’aportar una mica de diversió a l’entorn hospitalari infantil i contribuir a la tasca d’altres organitzacions.

La llavor del projecte es va plantar a finals del 2015. Després d’una xerrada sobre la creació i el desenvolupament de tecnologia impulsada per l’Associació de Startups de Baixadas Santista (ASEBS). Es va idealitzar un projecte sense premi en diners, però que presentava un tema en què la gent s’implicaria de manera altruista, amb l’objectiu d’ajudar altres persones.

El robot va experimentar diverses transformacions des de la seva concepció inicial fins a l’estat actual. Des d’un sol cap, amb ulls i celles mecànics, fins a la seva forma humanoide actual, es van realitzar diverses iteracions, provant diferents materials constructius i dispositius electrònics. Des d’un prototip d’acrílic i un MDF tallat amb làser, vam passar a un cos imprès en 3D. Des d’una senzilla interfície amb dos servomotors controlats per Bluetooth, fins a un cos compost per 6 servomotors i 2 motors de comandament continu mitjançant una interfície web mitjançant una xarxa Wi-Fi.

L’estructura del robot s’ha produït completament amb la impressió 3D mitjançant Fusion 360. Per tal de permetre la producció de rèpliques de robots en espais de màrqueting o en laboratoris fabulosos, on el temps màxim d’ús de les impressores és crucial, el disseny del robot es va dividir en peces menys de tres hores d'impressió cadascun. El conjunt de peces està enganxat o cargolat per al muntatge del cos.

La cara, formada per matrius de LED, dóna al robot la capacitat d’expressar emocions. Els braços i el coll impulsats per servomotors donen al petit autòmat la mobilitat necessària per a la interacció amb els usuaris. Al centre de control del robot, un Arduino Uno s’interface amb tots els perifèrics, inclosa la comunicació amb un mòdul ESP8266, que permet a l’usuari comandar expressions i moviments a través de qualsevol dispositiu connectat a la mateixa xarxa Wi-Fi.

El robot també té un telèfon intel·ligent instal·lat al pit, que s’utilitza per a la transmissió d’àudio i vídeo entre l’operador del robot i els nens. La pantalla del dispositiu encara es pot utilitzar per a la interacció amb jocs i altres aplicacions dissenyades per interactuar amb el cos del robot.

Pas 2: eines i materials

Per a aquest projecte es van utilitzar les eines i materials següents:

Eines:

• Impressora 3D: s’imprimeix en 3D tot el cos del robot. Es necessitaven diverses hores d'impressió en 3D per construir tota l'estructura;
• Filament PLA: filaments PLA blancs i negres que s’utilitzen per imprimir el cos;
• Tornavís: la majoria de les peces es connecten mitjançant cargols;
• Súper cola: algunes de les parts es van unir mitjançant una súper cola;
• Alicates i talladores
• Soldadura de ferro i filferro

Electrònica

• Arduino Uno (enllaç / enllaç): s’utilitza com a controlador principal del robot. Envia senyals als motors i es comunica amb el mòdul WiFi;
• ESP8266-01 (enllaç / enllaç): s'utilitza com a "mòdem WiFi". Rep senyals de la interfície de control que realitzarà l’Arduino Uno;
• Servomotors SG90 (x6) (enllaç / enllaç): es van utilitzar quatre servos per als braços i dos per als moviments del cap;
• Motors de corrent continu amb rodes de reducció i goma (x2) (link / link): permeten al robot recórrer petites distàncies;
• Pont H de doble canal L298N (x1) (enllaç / enllaç): converteix les sortides digitals Arduino en tensions de potència als motors;
• Servocontrolador de 16 canals (enllaç / enllaç): amb aquesta placa es poden controlar diversos servomotors utilitzant només dues sortides Arduino;
• Pantalla LED MAX7219 8x8 (x4) (enllaç / enllaç): s’utilitzen com a cara del robot;
• Cable micro USB: s’utilitza per carregar el codi;
• Cables de pont femení-femení (alguns);
• Filferes de pont masculí-femení (alguns);
• Smartphone: es va utilitzar un telèfon intel·ligent Motorola E de Motorola 4.3 ". També poden funcionar altres amb una mida similar;
• Bateria 18650 (x2) (enllaç): s’utilitzaven per alimentar l’Arduino i altres perifèrics;
• Porta bateries 18650 (x1) (enllaç / enllaç): mantenen les bateries al seu lloc;
• 1N4001 díodes (x2)
• 10 kohm resistors (x3)
• Interruptor d'engegada / apagada de 20 mm (x1)
• Protoshield (enllaç): ajuda a connectar el circuit.

Mecànica:

• Rodes de boles (x2)
• Cargols de M2x6mm (+ -70)
• Cargols de M2x10mm (+ -20)
• Femelles M2x1,5mm (x10)
• Cargols M3x40mm (x4)
• Femelles M3x1,5mm (x4)

Els enllaços anteriors són un suggeriment d’on podeu trobar els elements utilitzats en aquest tutorial i donar suport al desenvolupament d’aquest projecte. No dubteu a buscar-los en altres llocs i comprar a la vostra botiga local o en línia preferida.

Sabíeu que podeu comprar l'Anet A8 per només 169,99 dòlars a Gearbest? Obteniu el vostre:

Pas 3: impressió 3D

L’estructura del robot es va produir íntegrament amb la impressió 3D mitjançant Autodesk Fusion 360. Per tal de permetre la producció de rèpliques de robots en espais de fabricació o laboratoris fabulosos, on el temps màxim d’ús de les impressores és crucial, el disseny del robot es va dividir en peces menys de tres hores d'impressió cadascun. El conjunt de peces està enganxat o cargolat per al muntatge del cos.

El model es compon de 36 parts diferents. La majoria s’imprimien sense suports, amb un 10% d’ompliment.

• Cap superior (dreta / esquerra)
• Cap inferior (dreta / esquerra)
• Taps laterals del cap (dreta / esquerra)
• Placa posterior
• Placa frontal frontal
• Eix del coll 1
• Eix del coll 2
• Eix del coll 3
• Centre del coll
• Braç (dreta / esquerra)
• Espatlla (dreta / esquerra)
• Espatlla (dreta / esquerra)
• Gorro d'espatlla (dreta / esquerra)
• Eix del braç (dreta / esquerra)
• Bust (dret / esquerra)
• Pit (dreta / esquerra / frontal)
• Rodes (dreta / esquerra)
• Base
• Suport del telèfon
• Darrera (dreta / esquerra)
• Pomos (dreta / esquerra)
• Armariet (dreta / esquerra)

El procediment per moure el robot es descriu als passos següents.

Podeu descarregar tots els fitxers stl als següents llocs web:

• https://www.thingiverse.com/thing:2765192
• https://pinshape.com/items/42221-3d-printed-joy-robot-robo-da-alegria
• https://www.youmagine.com/designs/joy-robot-robo-da-alegria
• https://cults3d.com/en/3d-model/gadget/joy-robot-robo-da-alegria
• https://www.myminifactory.com/object/55782

Es tracta d’un prototip experimental. Algunes de les parts necessiten algunes millores (per a actualitzacions posteriors del projecte). Hi ha alguns problemes coneguts:

• Interferència entre el cablejat d'alguns servos i l'espatlla;
• Fricció entre el cap i el bust;
• Fricció entre les rodes i l'estructura;
• El forat d'alguns cargols és massa ajustat i cal ampliar-lo amb una broca o un ganivet hobby.

Si no teniu una impressora 3D, aquí teniu algunes coses que podeu fer:

• Demaneu a un amic que l’imprimeixi;
• Cerqueu un espai per a pirates informàtics / creadors a prop. El model es va dividir en diverses parts, de manera que cada peça individual triga menys de quatre hores a imprimir-se. Alguns espais de pirates informàtics / creadors només us cobraran els materials utilitzats;
• Compra la teva pròpia impressora 3D. Podeu trobar un Anet A8 per només 169,99 dòlars a Gearbest. Obteniu el vostre:
• T’interessa comprar un kit de bricolatge? Si hi ha prou gent interessada, potser us oferiré kits de bricolatge a Tindie.com. Si en voleu un, envieu-me un missatge.

Pas 4: Visió general dels circuits

El robot es controla mitjançant un Arduino Uno al nucli. L’Arduino interfície amb un mòdul ESP8266-01, que s’utilitza per controlar a distància el robot a través d’una xarxa Wi-Fi.

Un servo controlador de 16 canals està connectat a l’Arduino mitjançant la comunicació I2C i controla 6 servomotors (dos per al coll i dos per a cada braç). Una matriu de cinc matrius LED de 8x8 està alimentada i controlada per Arduino. Quatre sortides digitals d'Arduino s'utilitzen per al control de dos motors de CC, mitjançant un pont h.

Els circuits s’alimenten mitjançant dos bancs d’alimentació USB: un per als motors i un per l’Arduino. He intentat alimentar tot el robot mitjançant un paquet d'energia signle. Però ESP8266 solia perdre la connexió a causa de pics quan els motors de corrent continu s’encenien / apagaven.

El pit del robot té un telèfon intel·ligent. S'utilitza per emetre vídeo i àudio des de la interfície de control, allotjats en un ordinador normal. També pot enviar ordres a l'ESP6288, controlant així el cos del propi robot.

Es pot notar que els components que s’utilitzen aquí poden no estar optimitzats per al seu propòsit. Es pot utilitzar un NodeMCU en lloc de la combinació Arduino + ESP8266, per exemple. Un Rapsberry Pi amb una càmera substituiria el telèfon intel·ligent i també controlaria els motors. Fins i tot és possible utilitzar un telèfon intel·ligent Android com a "cervell" del vostre robot. És cert … Es va triar un Arduino Uno perquè és molt accessible i fàcil d'utilitzar per a tothom. Quan vam començar aquest projecte, la placa ESP i Raspberry Pi encara era relativament cara al lloc on vivim … una vegada que vam voler construir un robot econòmic, les taules Arduino eren les millors en aquell moment.

Pas 5: Muntatge de la cara

Es van utilitzar quatre matrius LED de 8x8 a la cara del robot.

L'estructura es va dividir en dues parts (placa posterior frontal i frontal) impresa en 3D amb PLA negre. Vaig trigar unes 2,5 hores a imprimir-les en 3D, amb un 10% d’ompliment i sense suports.

A causa de les limitacions d’espai, els connectors de les matrius LED es van haver de dessoldar i canviar la seva posició tal com es descriu a continuació:

1. Traieu la matriu LED;
2. Connectors d'entrada i sortida Dessolder;
3. Torneu a soldar que a l’altre costat de la placa de circuit, amb els passadors apuntant cap al centre de la placa.

Podeu veure el resultat final a les imatges.

Les quatre matrius LED es van unir a la placa posterior mitjançant 16 perns de M2x6mm. Els pins es van connectar segons els esquemes.

La primera matriu es va connectar mitjançant un pont masculí-femení de 5 fils. L'extrem masculí es va connectar posteriorment als pins Arduino. L'extrem femení està connectat a pins d'entrada de matriu. La sortida de cada matriu està connectada a l'entrada de la següent mitjançant un pont femení-femella.

Després de la connexió de les matrius, la placa frontal s’instal·la mitjançant quatre cargols M2. Emboliqueu els ponts al voltant dels panells posterior i frontal, de manera que no hi hagi cables solts.

El mòdul facial s’instal·larà posteriorment dins del cap del robot, tal com s’explicarà als passos següents.

Pas 6: Muntatge del cap

El cap del robot estava dividit en parts impreses en 3D, totes impreses en PLA blanc amb una resolució de 0,2 mm, un 10% d’ompliment i sense suports:

• Cap superior (dreta i esquerra)
• Cap inferior (dreta i esquerra)
• Casquet (dreta i esquerra)
• Eix del coll 1
• Eix del coll 2

Vaig trigar gairebé 18 hores a imprimir l’estructura de 130 mm de diàmetre.

La part superior i inferior del cap es divideixen en dues parts. Estan enganxats amb una super cola. Apliqueu la cola i deixeu-la reposar unes hores.

Les tapes laterals es munten amb cargols fixats als costats de la part superior i inferior del cap. D'aquesta manera, es pot desactivar el cap per reparar-lo traient els cargols connectats a les parts superiors del capçal. Abans de tancar el cap, munteu la cara del robot (descrita al pas anterior) i el bust (descrit als passos següents).

El servomotor núm. 5 es va connectar a l'eix del coll 1. Vaig situar el servo al centre de l'eix, després vaig fixar la banya i vaig utilitzar un cargol per bloquejar la seva posició. Vaig utilitzar dos perns M2x6mm per muntar l'eix del coll 2 en aquest servomotor. El servomotor # 6 s’uneix a l’eix 2 del coll de la mateixa manera.

L'eix del coll 2 es va connectar més tard amb el centre del coll, com es mostra al següent pas.

El mòdul facial s’instal·la a l’interior del cap.

Pas 7: Muntatge de la ràfega i les espatlles

El bust i l’espatlla em van portar al voltant de les 12 hores per imprimir-me.

Aquesta secció es compon de cinc parts diferents:

• Bust (dreta / esquerra)
• Espatlles (dreta / esquerra)
• Centre del coll
• Eix del coll 3

Les parts del bust es van enganxar utilitzant superglue. Les espatlles es van fixar als laterals mitjançant perns de M2x10mm i els servomotors (Servomotor # 2 i # 4) es van instal·lar a cada costat. Passen per un forat rectangular a cada espatlla (el cable és realment bastant difícil de passar) i s’uneixen mitjançant cargols i femelles de M2x10mm.

El coll central té un forat rectangular, en el qual s'insereix la part de l'eix del coll 3. Es van utilitzar quatre perns M2x6mm per enllaçar aquestes dues parts. Després, el coll central es va unir a les espatlles. Utilitza els mateixos parabolts que s’utilitzaven per muntar l’espatlla al bust. Es fan servir quatre femelles M2x1 i 5 mm per bloquejar la seva posició.

El servomotor núm. 6 es va connectar a l'eix del coll 3 mitjançant dos cargols. Després vaig instal·lar l'eix del coll 3 dins del forat rectangular central del coll i vaig utilitzar quatre perns de M2x6mm per bloquejar la seva posició.

Pas 8: Muntatge dels braços

Vaig trigar unes 5 hores a imprimir cada braç.

Cada braç està format per quatre peces:

• Copa d'espatlla
• Gorra d'espatlla
• Eix del braç
• Braç

L’eix del braç es centralitza i es munta al mateix braç mitjançant tres perns de M2x6mm. A l’altre extrem de l’eix s’uneix un servo horne.

Un servomotor (núm. 1 i número 3) s’instal·la a l’interior de l’espatlla amb uns cargols i, a continuació, té instal·lat el seu cornet (el fixat a l’eix del braç). Hi ha un forat a la copa per a la instal·lació d’altres horne, que s’adjunta al servo (# 2 i # 4) ja muntat a les espatlles, tal com es va mostrar al pas anterior.

Hi ha un altre forat a la tassa (i a l’espatlla) per passar els cables dels servos. Després, la tapa s’instal·la per tancar l’espatlla del robot, amb dos perns de M2x6mm.

Pas 9: muntatge del pit

El pit és la part que uneix el bust amb la part inferior (rodes i base) del robot. Està format només per dues parts (parts dreta i esquerra. Les vaig imprimir en 4 hores.

Les espatlles del robot s’adapten a la part superior del pit. Hi ha un forat per a un pern que ajuda a l'alineació i la fixació d'aquestes parts. Tot i que es recomana enganxar aquestes dues parts.

La part inferior d'aquestes peces té sis forats, que s'utilitzen per a la connexió a les rodes, tal com es mostrarà més endavant.

En aquest punt vaig etiquetar els servomotors amb alguns adhesius, per tal de facilitar la connexió dels circuits.

Pas 10: Muntatge de les rodes

Les rodes del robot utilitzen tres parts impreses en 3D:

• Rodes (esquerra / dreta)
• Davant

Vaig trigar unes 10 hores a imprimir aquestes parts.

Vaig seguir els passos següents per muntar les rodes:

• Primer vaig haver de soldar alguns cables als connectors dels motors de corrent continu. Aquests cables es van utilitzar posteriorment per alimentar els motors mitjançant un circuit de pont H;
• Els motors es van unir a l’estructura mitjançant dos perns i femelles M3x40. En realitat, es podria utilitzar un parabolt més curt (però no en vaig trobar cap en línia);
• Després vaig enganxar el panell frontal, que uneix les altres parts de l'estructura;
• Aquesta part té alguns forats a la part superior. S'utilitzen per a la seva fixació al pit, que es mostra prèviament. Es van utilitzar sis cargols M2x6mm per a la connexió d'ambdues seccions.

Pas 11: suport del telèfon

El suport del telèfon és una sola peça impresa en 3D i triga aproximadament 1 hora a imprimir-se.

El robot té un telèfon intel·ligent a la panxa. Va ser dissenyat per a un Motorola Moto E. Té una pantalla de 4,3 polzades. També poden cabre altres telèfons intel·ligents amb una mida similar.

La part del suport del telèfon s’utilitza per mantenir el telèfon intel·ligent a la posició desitjada. Primer es col·loca el telèfon intel·ligent i després es prem contra el cos del robot mitjançant el suport del telèfon i quatre perns de M2x6mm.

És important importar connectar el cable USB al telèfon intel·ligent abans d’apretar els cargols. En cas contrari, serà difícil connectar-lo més endavant. Malauradament l’espai és molt limitat, així que vaig haver de tallar part del connector USB …: /

Pas 12: muntatge de la base

La base només té una part impresa en 3D. Vaig trigar unes 4 hores a imprimir aquesta part.

Té diversos forats per a la instal·lació d'altres components, com les rodes de boles, i les plaques de circuit per exemple. Es va utilitzar el procediment següent per muntar la base:

• Instal·leu el servocontrolador de 16 canals mitjançant quatre perns M2x6mm;
• Instal·leu el circuit del pont h L298N mitjançant quatre perns M2x6mm;
• Instal·leu l'Arduino Uno mitjançant quatre perns de M2x6mm;
• Instal·leu el prototip a la part superior del robot;
• Connecteu els circuits (com es descriu uns quants passos més tard);
• Instal·leu les rodes de bola amb dos cargols per a cadascuna. Els cables estaven disposats de manera que quedessin atrapats entre la base i els cargols utilitzats en la instal·lació de les rodes;
• La base es va fixar a la secció de rodes mitjançant uns cargols.

Pas 13: Back i Power Pack

La tapa posterior del robot es va dissenyar perquè es pugui obrir fàcilment per accedir als circuits, recarregar les bateries o encendre / apagar el telèfon intel·ligent.

Està format per sis parts impreses en 3D:

• Enrere (esquerra / dreta)
• Pomos (x2)
• Panys (esquerra / dreta)

Vaig trigar unes 5h30 a imprimir les peces. Les parts del darrere dret i esquerre es van enganxar amb superglue. Espereu fins que la cola estigui completament seca o la tapa es trencarà fàcilment.

La bateria està formada per dues bateries 18650 i un suport per a bateries. Vaig haver de soldar alguns cables (entre el pol negatiu de la bateria núm. 1 i el pol positiu de la bateria núm. 2). El pol negatiu del paquet d'alimentació es va connectar a Arduinos GND (mitjançant alguns cables i ponts). Es va instal·lar un commutador d'encesa / apagat entre el pol positiu i l'entrada Vin d'Arduino.

L'interruptor d'encès / apagat es va connectar a les parts posteriors impreses en 3D mitjançant un pern de M2x6mm i una femella de M2x1,5mm. El suport de la bateria es va fixar a la part posterior mitjançant quatre perns de M2x6mm.

La part cilíndrica dels panys s’havia de polir amb un paper de sorra per a un millor ajustament. Passen pels forats de la coberta. Els poms estan connectats i enganxats a l'altre costat.

La coberta s’adapta a la part posterior del robot. Els poms es poden girar per bloquejar la tapa, protegint l’interior del robot.

Pas 14: Connexió dels circuits

El circuit es va connectar segons els esquemes.

Arduino:

• Pin Arduino D2 => L298N pin IN4
• Pin Arduino D3 => L298N pin IN3
• Pin Arduino D6 => L298N pin IN2
• Pin Arduino D7 => L298N pin IN1
• Pin Arduino D9 => MAX7219 pin DIN
• Pin Arduino D10 => MAX7219 pin CS
• Pin Arduino D11 => MAX7219 pin CLK
• Pin Arduino D4 => ESP8266 RXD
• Pin Arduino D5 => ESP8266 TXD
• Pin Arduino A4 => SDA
• Pin Arduino A5 => SCL
• Pin Arduino Vin => Bateria V + (abans de díodes)
• Pin Arduino gnd => Bateria V-

ESP8266-01

• ESP8266 pin RXD => pin Arduino D4
• ESP8266 pin TXD => pin Arduino D5
• ESP8266 pin gnd => Arduino pin gnd
• ESP8266 pin Vcc => pin Arduino 3V3
• ESP8266 pin CH_PD => Pin Arduino 3V3

L298N pont h

• L298N pin IN1 => Pin Arduino D7
• L298N pin IN2 => Pin Arduino D6
• L298N pin IN3 => Pin Arduino D3
• L298N pin IN4 => Pin Arduino D2
• L298N pin + 12V => Bateria V + (després de díodes)
• L298N pin gnd => Arduino gnd
• L298N OUT1 => Motor 1
• L298N OUT2 => Motor 2

MAX7219 (primera matriu)

• MAX7219 pin DIN => pin Arduino D9
• MAX7219 pin CS => Pin Arduino D10
• MAX7219 pin CLK => Pin Arduino D11
• MAX7219 pin Vcc => pin Arduino 5V
• MAX7219 pin gnd => Pin arduino gnd

MAX7219 (altres matrius)

• MAX7219 pin DIN => MAX7219 pin DOUT (matriu anterior)
• MAX7219 pin CS => MAX7219 pin CS (matriu anterior)
• MAX7219 pin CLK => MAX7219 pin CLK (matriu anterior)
• MAX7219 pin Vcc => MAX7219 pin VCC (matriu anterior)
• MAX7219 pin gnd =: MAX7219 pin gnd (matriu anterior)

Servocontrolador de 16 canals

• Servo pin controlador SCL => pin Arduino A5
• Servo pin pin SDA => pin Arduino A4
• Servocontrolador pin Vcc => Arduino pin 5V
• Servo controlador pin gnd => Arduino pin gnd
• Controlador servo pin V + => Bateria V + (després de díodes)
• Servo controlador pin gnd => Arduino pin gnd

Alguns diuen que el servo Sg90 es pot alimentar entre 3,0 i 6,0 V, d’altres entre 4,0 i 7,2 V. Per evitar problemes vaig decidir posar dos díodes en sèrie després de les bateries. D’aquesta manera, la tensió dels servos és de 2 * 3,7 - 2 * 0,7 = 6,0V. El mateix s'aplica als motors de corrent continu.

Tingueu en compte que aquesta no és la manera més eficient, però em va funcionar.

Pas 15: Codi Arduino

Instal·leu el darrer IDE Arduino. No calia cap biblioteca per a la comunicació amb el mòdul ESP-8266 ni per al control dels motors de corrent continu.

Hauré d'afegir les biblioteques següents:

• LedControl.h: biblioteca que s’utilitza per controlar les matrius LED;
• Adafruit_PWMServoDriver.h: biblioteca que s’utilitza per controlar els servomotors.

El codi Arduino es divideix en 9 parts:

• RobodaAlegria.ino: aquest és l’esbós principal i s’anomena a les altres parts. Les biblioteques s’importen aquí. També defineix i inicialitza variables globals;
• _05_Def_Olhos.ino: aquí es defineixen les matrius de cada ull. Cada ull està representat per una matriu de 8x8 i 9 opcions on es defineixen: neutre, d'ull ampli, tancat, tancat, enfadat, manllevat, trist, enamorat i ulls morts. Hi ha una matriu diferent per als ulls drets i esquerra;
• _06_Def_Boca.ino: aquí es defineixen les matrius de la boca. La boca està representada per una matriu de 16x8 i 9 opcions on es defineixen: feliç, trista, molt feliç, molt trista, neutral, amb la llengua oberta, oberta, oberta i amb fàstic;
• _10_Bracos.ino: els moviments predefinits per als braços i el coll es defineixen en aquest fitxer. Es van configurar nou moviments, mov1 () a mov9 ();
• _12_Rosto.ino: en aquest fitxer hi ha algunes funcions per actualitzar la cara del robot, combinant les matrius definides a _05_Def_Olhos.ino i _06_Def_Boca.ino;
• _13_Motores_DC: defineix les funcions dels motors DC;
• _20_Comunicacao.ino: en aquest fitxer es defineix una funció per enviar dades a ESP8266;
• _80_Setup.ino: s'encén amb Arduino. Establia la cara inicial i la posició dels motors del robot. També envia ordres per a la connexió a una xarxa Wi-Fi determinada;
• _90_Loop: bucle principal. Cerca comandes entrants des de l’ESP8266 i crida a funcions específiques per controlar les sortides.

Descarregueu el codi Arduino. Substituïu el XXXXX pel SSID del vostre router wifi i AAAAA per la contrasenya del router a "_80_Setup.ino". Comproveu la velocitat de transmissió del vostre ESP8266 i configureu-lo correctament al codi ('_80_Setup.ino'). Connecteu la placa Arduino al port USB de l'ordinador i pengeu el codi.

Pas 16: aplicacions d'Android

Es va utilitzar un telèfon intel·ligent Android per transmetre el vídeo i l’àudio des del robot fins a la interfície de control. Podeu trobar l’aplicació que he fet servir a Google Play Store (https://play.google.com/store/apps/details?id=com.pas.webcam).

La pantalla del telèfon intel·ligent també es pot transmetre a la interfície de control, de manera que l’operador pugui veure el que hi ha a la pantalla. També podeu trobar l’aplicació que he utilitzat per reflectir la pantalla a Google Play Store (https://play.google.com/store/apps/details?id=com.ajungg.screenmirror).

També es va dissenyar un videojoc Android per interactuar amb el robot. Encara no és molt estable, de manera que no està disponible per descarregar.

Pas 17: interfície de control

Premi "loading =" lazy "al concurs de rodes 2017

Segon classificat del Design For Kids Challenge

Accèssit al Concurs Arduino 2017