Taller 04: ASPECTOS constructivos

Presentación del tema: "Taller 04: ASPECTOS constructivos"— Transcripción de la presentación:

1 Taller 04: ASPECTOS constructivos
CYBERTECH 2020 Taller 04: ASPECTOS constructivos

2 ÍNDICE Componentes electrónica Mecánica #CYBERTECH2020 Arduino
Sensores de línea Sensores de distancia Motores y ruedas Drivers Baterías Cargadores Mecánica Métodos de locomoción Distribución de componentes Fabricación Conexiones eléctricas Construcción Compra de componentes Recomendaciones Preguntas (vuestras) #CYBERTECH2020

3 Esquema general ARDUINO BATERIA Sensores de Línea
Sensores de distancia Sensores de distancia ARDUINO MOTOR MOTOR Diapo util DRIVER BATERIA

4 Esquema general ARDUINO BATERIA Sensores de Línea
Sensores de distancia Sensores de distancia ARDUINO MOTOR MOTOR DRIVER STEP UP / DOWN BATERIA

5 ELECTRÓNICA

6 Pines analógicos y digitales
Pines digitales Pines de alimentación Pines analógicos Hay un número limitado de pines en el Arduino UNO (11 digitales y 6 analógicos). Los sensores digitales pueden usar los pines analógicos, PERO NO al revés Hay que vigilar los tipos de sensores para poder enganchar todo

7 ARDUINOS Arduino UNO: Arduino MEGA PRO: Arduino MEGA:
->11 digital y 6 analog +Se pueden usar shields -Grandecito Arduino MEGA PRO: +Pines de sobra +Tamaño pequeño Arduino MEGA: +Pines de sobra +Shields -Más grande, más caro Arduino MINI PRO: ->11 digital y 8 analog +El más pequeño y barato -Necesita programador Arduino NANO: +Barato ->11 digital y 8 analog +Pequeño tamaño Arduino USB TTL: ->Necesario para programar el mini pro

8 ARRAY DE SENSORES Pros y Cons: Palabras Clave: + Precio ~4€
+ Pequeño tamaño - 8 pines analógicos Tracking module hunt -Precio ~10€ +i2c (solo 2 pines) - Sensores algo grandes y más separados Line follower track i2c U -Precio ~12€ +Disponibilidad +Opción de dividir -8 pines analógicos / digitales Array pololu

9 SENSORES INDIVIDUALES
Pros y Cons: Palabras Clave: - Precio ~1.5€ + Opción de poner menos sensores o con distinta separación +Pequeño tamaño QRE1113 digital + Precio ~0.5€ + Opción de poner menos sensores o con distinta separación - Algo más grandes Line follower obstacle

10 SENSORES DISTANCIA SHARPs: -Lectura analógica (1 pin analógico)
-Cuidado con el rango que se coge -Lecturas no lineales Sharp distance sensor Ultrasonidos: -Lectura contando tiempos -Dos pines digitales -Cuidado con el rango que se coge -Librería NEW PING Ultrasonic distance sensor /HC-SR04 U – añadir sensores de choque (finales de carrera) TOF Sensors: -Lectura analógica (1 pin analógico) -Cuidado con el rango que se coge VL53L0X

11 MOTORES Micro metal: +Tamaño reducido +Precio Bajo
+Gran rango de reducciones disponible +Disponibilidad tanto en china como en la mayoría de tiendas físicas aquí +Varias ruedas disponibles que encajen en el eje +Buena respuesta para su precio N20 gear motor / micrometal U Añadir voltios Motorcillos amarillos: Te vienen en todos los kits +Baratos (demasiado baratos…) -Pocas (o ninguna) opción de reductoras -Solo encajan unas ruedas, y son enormes y muy pesadas TT motor

12 SOPORTES MOTORES OPCIONES: -Comprar unos soportes
-Imprimirse soportes en 3D y ahorrarse un par de € -Usar bridas o cualquier otra ““chapucilla”” 25mm motor bracket U N20 motor bracket

13 OTROS MOTORES Gear motor 25mm: Otros gear motor:
-Mayor tamaño y mayor peso +Más fuerza ->Para alguna aplicación especial Gear motor (voltaje) (rpm) Otros gear motor: ->similares a los micrometal -Ligeramente más caros +Ligeramente más potentes ->También muy validos

14 Ruedas Recomendación: ¿Qué ruedas elijo?
Comprar unas ruedas que estén hechas específicamente para nuestros motores. Que encajen a la primera, y nos ahorren muchos problemas ¿Qué ruedas elijo?

15 Etapa Reductora ¿Qué es? ¿Qué reducción elijo?
Conjunto de engranajes que reducen la velocidad y aumentan el par motor a la salida. ¿Qué reducción elijo? Si el la velocidad de salida es muy alta, tiene menos par y puede que no tenga fuerza para mover el robot. Si tiene mucho par entonces va lento.

16 Ruedas + Etapa Reductora
Un buen criterio es calcular que la velocidad máxima lineal sea de entre 1 y 1.5 m/s v = ωR ¿Rueda grande y más reducción o rueda pequeña y menos reducción? Con ruedas pequeñas es más estable Con ruedas grandes es más rápido Añadir P=M*w + potencia no es infinita = puede no moverse si queréis que vaya muy rapido

17 MOTOR DRIVERS L298N: -> 4 digitales y 2 PWM
+facilidad de conexión de cables (tornillitos) +Tiene conversor de tensión para la lógica +Disipador ->Inutil para esta aplicación -Tamaño, muy aparatoso L298N Motor shield Arduino original: +Te ahorras conectar todos los cablecitos de control entre el Arduino y el driver, y facilita la conexión con los motores -Solo se puede usar con Arduino uno o Mega normales -Ambas tienen librerías especificas para mayor facilidad de uso E L298P motor shield

18 MOTOR DRIVERS Adafruit motor shield: L298N mini: -> 4 pines PWM
-Está pensada para 4 motores, por lo que hace falta buscar que pines se pueden usar L293d motor shield L298N mini: -> 4 pines PWM +Muy barato (<0.5€) +Pequeño tamaño -Rango de alimentación limitado (2-10V y 1.8-7V) L298N mini TB6612fng: -> 4 digitales y 2 PWM +Barato (~1€) +Pequeño tamaño +Fiable TB6612fng

19 BATERÍAS Baterías LiPo: +Recargables +Gran capacidad de dar corriente
+Rango grande de capacidades y voltajes +Densidad de energía alta Pilas: -Se gastan rápido -Poca capacidad en general -Voltajes pequeños (hay que poner varias en serie) -Huid de las de 9V -Nada bonito que decir -Solo valen para chuparlas

20 Tutorial LiPos Celdas de 3.7 V (nominal) Capacidad  Lo que dura
Ejemplo: Batería de 2 celdas (2S) -> 7.4 V 3 celdas (3S) -> 11.1V Tensión oscila entre 4.2 y 3.4V (cargada y descargada) Capacidad  Lo que dura Se mide en mah, y para un robot de este estilo -> 500mah – 1300 mah aprox. 1000mAh y necesitamos 1 A  dura 1h

21 Tutorial LiPos Comprad al menos 2 Baterías !!
Celdas de 3.7 V (nominal) Ejemplo: Batería de 2 celdas (2S) -> 7.4 V 3 celdas (3S) -> 11.1V Comprad al menos 2 Baterías !! Tensión oscila entre 4.2 y 3.4V (cargada y descargada) Capacidad  Lo que dura Se mide en mah, y para un robot de este estilo -> 500mah – 1300 mah aprox. 1000mAh y necesitamos 1 A  dura 1h

22 Tutorial LiPos (Cargadores)
IMAX B6 / B6AC: +Puede cargar desde 1S hasta 6S +Muchas opciones de configuración +Útil de cara al futuro -Es más cara IMAX B3: -Carga solo 2S y 3S -> Es lo que se usa normalmente +Simple y fácil de usar +Bastante barata +Suficiente para Cybertech

23 MECÁNICA

24 Sistema diferencial MÉTODOS DE LOCOMOCIÓN Ventajas:
-Fácil de programar -Fácil de construir -Fácil de maniobrar

25 Ruedas atrás-Bola loca
Ventajas: Permite alejar el sensor de línea de las ruedas (mejor funcionamiento) Desventajas: Más difícil rotar sobre ti mismo Más complicado moverse por el laberinto

26 Ruedas Centradas-Bola loca
Ventajas: Giros sobre sí mismo (laberinto) Cuerpo simétrico Desventajas: Menos precisión seguir líneas

27 OmniRuedas MÉTODOS DE LOCOMOCIÓN Ventajas:
Giros sobre sí mismo (laberinto) Posibilidad de cambios bruscos de dirección (laberinto) Desventajas: Corrección de trayectorias. Díficil control Muy Caras Necesitan un motor por rueda, con un mínimo de 3 Pérdida de velocidad

28 Orugas MÉTODOS DE LOCOMOCIÓN Ventaja: Desventajas: -Montaje complicado
-Parece un tanque Desventajas: -Montaje complicado -Elevado consumo -Problemas giro

29 MÉTODOS DE LOCOMOCIÓN Patas -Molan mucho

30 MÉTODOS DE LOCOMOCIÓN Muchas más opciones
Modelo Ackerman (como funcionan los coches) Triciclo BB-8 …

31 DISTRIBUCIÓN DE COMPONENTES
SENSORES DE DISTANCIA 3 sensores para tener un buen control También se podría hacer solo con 2 (al frente y lateral), pero es más complicado y se consiguen peores resultados Se pueden usar más sensores, para mejorar la precisión, pero las mejoras a partir de aquí no son tan significativas

32 DISTRIBUCIÓN DE COMPONENTES
SENSOR DE LÍNEA: Da más tiempo para reaccionar y permite un control más fácil (si vas muy rápido) Sensores de Línea Máxima distancia posible

33 DISTRIBUCIÓN DE COMPONENTES
PESO EN EL ROBOT: Cuando el robot gire lo hará siempre con respecto a un punto que se encuentre en la línea del eje de las ruedas. Por tanto, cuando más cerca del eje pongamos el peso, menos será la inercia en el giro, y mejor se moverá nuestro robot. Componente más pesado BATERIA

34 FABRICACIÓN MATERIALES: Elementos estructurales: Madera Plástico
Lo que pilléis PCB (mejor perfBoard) Piezas funcionales: Impresión 3D  Reset ( gratis para Classic, pero con restricciones)

35 CONEXIONES ELÉCTRICAS
CABLES: Dupont BUS – Cable plano Termorretractil !! También vale cinta aislante Soldaduras: Revisad soldaduras frías PerfBoard

36 CONSTRUCCIÓN Fijación: Tornillos Bridas Gomas elásticas
Pegamento  SOLO para la estructura

37 Premios extra El objetivo es fomentar la innovación y creatividad más allá de la funcionalidad Premio Ramón Galán: premia el mejor desarrollo tecnológico, nivel software, hardware, innovación… Premio al mejor diseño artístico: se valorará que tenga que ver con la temática de este año (Mario Kart). Premio al mejor vídeo (después de la competición).

38 COMPRA DE COMPONENTES Tiendas físicas:
DIOTRONIC: C/ Juan Bravo 53 y ETSI Telecomunicación.(dentro de la propia escuela) (Aparte de Telkron, mi favorita) CONECTROL: C/ Jorge Juan 57 y 58 (También es muy buena.) ACTRON: C/Maudes 15 (Son unos "bordes" si puedo no les compro, pero hay que reconocer que queda cerca de la escuela y que tienen bastantes cosas) DIGITAL: C/Pilar de Zaragoza (No han evolucionado "mucho", siguen buscándo los precios en un mega tomo "roído" y tienen fama de ser algo carillo. Sin embrago a veces tienen integrados que no encuentras en ningún otro sitio) Don Electron: Meléndez valdés, 52 Ésta no la conozco personalmente. El otro día me hablo de ella Alex Monleón.  Electrónica Merchan: C/Marqués de la Valdavía (Alcobendas) Esta suele tener de todo. Te atienden muy bien. Lo malo que Alcobendas pilla algo lejos.

39 PEDIDLO YA !!!!!!!!! COMPRA DE COMPONENTES Internet:
eBay – Aliexpress MÁS Barato, tardan 2 – 8 semanas tme.eu Brikogeek (Sparkfun, Pololu …) RS Amidata HobbyKing (baterías) RC-Innovations (baterías) PEDIDLO YA !!!!!!!!!

40 RECOMENDACIONES -KISS Keep It Simple, Stupid! -Navaja de Ockham
-Placa de conexiones -Lista de revisión de posibles fallos -Control de versiones -Dedicar un tiempo a organizaros Fallos habituales: -Mala conexión / Mala soldadura  Comprobar continuidad con multímetro -Baterías descargadas / Tensión de alimentación errónea -Etapa reductora inadecuada -Mal montaje -Ruedas que patinan -Partes que chocan y se atascan con las esquinas del laberinto

41 EJEMPLOS

42 ¡¡Muchas Gracias a todos!!
Siguiente taller: 12 de Febrero 2020 ¿Alguna pregunta? Cambiar