Táboa de Contidos

Guía da montaxe do Escornabot HFD

Agradecementos

Grazas ao convenio AGUSL entre a Xunta de Galicia a través da AMTEGA e diversas asociacións e grupos de usuarios de software libre en Bricolabs puidemos cubrir os gastos asociados ao desenvolvemento e probas do proxecto e unha pequena tirada de kits.

Introdución

O taller centrarase na presentación e montaxe do Escornabot HFD, unha nova versión do clásico robot educativo con diversas vantaxes técnicas. O taller desenvolverase na zona maker da Domus o día 23 de outubro de 10 a 14 horas en versión directo e on-line simultáneos. Hai dispoñibles 20 prazas (ata un máximo de 10 en modalidade on-line).

Entregarémosvos todo o necesario para seguir o taller de montaxe do robot, aínda que quizais prefirades traer algúns utensilios ou ferramentas cos que vos sintades cómodos, como o voso propio computador, soldador, polímetro, ferramentas pequenas, etc.

Dadas as características do escornabot como ferramenta pedagóxica, darase preferencia ás persoas que traballan no mundo da educación.

Escornabot-HFD

Escornabot HFD é un proxecto nado coa celebración Hardware Freedom Day para mellorar, construír e conquistar o mundo co Escornabot. Podes ler máis sobre o software e hardware libres neste documento.

Grazas ao convenio AGUSL entre a Xunta de Galicia a través da AMTEGA e diversas asociacións e grupos de usuarios de software libre en Bricolabs puidemos cubrir os gastos asociados ao desenvolvemento e probas do proxecto e unha pequena tirada de kits.

A celebración do HFD é a escusa perfecta para marcar fitos relacionados con FLOSHS (Free Libre Open source Hardware e Software). Con este motivo, dende Bricolabs propoñemos Escornabot-HFD como unha oportunidade para:

Escornabot

Escornabot é un proxecto de código/hardware libre e aberto cuxo obxectivo é achegar a robótica e a programación aos nenos e nenas. Naceu en Bricolabs Hacklab nun memorable día de xullo de 2014.

O Escornabot básico pode programarse cos botóns para executar secuencias de movementos. A partir de aquí, a imaxinación é o único límite nas posibilidades.

Parécese moito a algúns robots educativos comerciais, pero é moito mellor por varias razóns. Entre elas:

De onde vén o nome Escornabot?

É unha composición acertada de escornaboi e robot (escorna + bot). Escornaboi é a palabra en galego para o lucanus cervus (cervo volante), o maior escaravello coñecido de Europa.

Inventario

Ferramentas

Ferramentas para a soldadura de PCB

O mínimo imprescindibel

Materíal adicional

Sempre está ben dispoñer dalgunha ferramenta para retirar o estaño se nos equivocamos, por exemplo

Se queres que a tua placa quede impecable e limpiña tras as soldaduras, poden ser útiles:

Seguridade

covid-19

Son de aplicación todas as medidas de seguridade que ditasen as autoridades sanitarias na zona onde realices a montaxe. Se fas a montaxe nun espazo colectivo, en ausencia de indicacións específicas de seguridade, aconsellámosche:

Medidas de seguridade soldando

Soldadura de compoñentes na PCB

Preparación

Unha vez mais: USA LENTES DE SEGURIDADE O estaño fundido ronda os 300ºC. Unha pinga de estaño fundido pode causar lesións graves nos ollos

Os soldadores están quentes, presta atención para non queimarte

Ventila correctamente a zona de soldadura para evitar inhalar os gases

Limpa o soldador frecuentemente, un soldador limpo transmite mellor a calor.

Procedemento

En toda a descrición imos manter a placa de circuíto impreso (PCB) nunha posición que chamaremos “natural”, por darlle un nome. Nas fotos pódese ver que está apaisada, cos conetores dos motores á dereita e o interruptor á esquerda.

Soldar é fácil. Pero se nunca soldaches antes é unha boa idea que lle botes antes unha ollada a **un manual coma este** e que practiques un pouco soldando uns compoñentes nunha placa de puntos, ou mellor, que montes un pequeno kit de iniciación á soldadura. En Bricolabs preparamos un pequeno kit e unhas instrucións para soldalo que podes atopar aquí.

É importante que comprobes dúas veces cada paso antes de soldar, porque corrixir os erros adoita ser truculento, laborioso e aburido.

É aconsellable soldar os compoñentes con perfil máis baixo primeiro (os que menos altura teñen sobre o plano da PCB) e logo seguir cos máis altos. Isto permítenos que os compoñentes non se movan nin caian cando apoiamos a placa contra a mesa.

Se tedes alcol isopropílico é o momento de limpar a cara das soldaduras da vosa placa cun pouco de alcohol e un cepillo suave (un cepillo de dentes por exemplo)

Resultado final da montaxe da PCB:

Checklist

Comprobacións Iniciais

Primeiro de todo faremos unha comprobación visual, comprobando que no hai curtocircuitos ou soldaduras incorrectas na placa. Fíxache en que están feitas e estañadas todas as soldaduras e que non hai pontes de estaño unindo pistas próximas. Revisa sobre todo as zonas marcadas na imaxe da PCB vista desde abaixo, e na zona do controlador de motores, xa que ten moitas patas próximas.

 posibles cortocircuitos

Comproba tamén que o circuíto integrado de control de motores e que o diodo estean ben orientados, como indican as fotos. En caso de dúbida revisa a sección de soldadura da placa.

Polaridade das Pilas

Lembra que coa placa na “posición natural”, o positivo da pila debe conectarse ao terminal da esquerda e o negativo ao da dereita. En caso de dúbida comproba cun polímetro que a alimentación está ben.

Comprobacións Eléctricas

Usando un polímetro co fondo de escala a 200KΩ ou máis comprobaremos as conexións das resistencias e dos pulsadores.

No caso de que nos falle algunha das medidas anteriores debemos volver repasar os valores dos compoñentes, o estado das soldaduras e a existencia de curtocircuitos na PCB.

Se os valores son moi distintos, o máis probable é que haxa un fallo na soldadura das resistencias. Se o valor non cambia ao pulsar algún dos botóns, o máis probable é que ese botón teña unha soldadura fría. Se algúns valores coinciden, e outros non, tamén é posible que sexa unha das resistencias a que ten unha soldadura defectuosa

Conexión do Escornabot

Ao acender o escornabot debería acenderse polo menos un LED azul. Se a PCB xa ten cargado a bootloader e o firmware (ver nas seguintes seccións) debería encederse algún outro LEDs, e producirse algún son ao tocar as teclas. Se non ocorre nada diso fíxache no fusible rearmable. Cuidado: PODE ESTAR MOI QUENTE. Se é así significa que hai un curtocircuíto e é importante que apagues o interruptor do robot e volvas facer as verificacións indicadas máis arriba, especialmente a polaridade das pilas, dos diodos e do controlador dos motores

Carga de bootloader Optiboot

ACTUALMENTE A PLACA ESCORNABOT- HFD ENTRÉGASE CO BOOTLOADER XA CARGADO

Estas instrucións serán útiles se queres cambiar o bootloader, se se corrompe, ou se por calquera outro motivo é necesario volver cargalo.

Tamén é posible facer a carga do bootloader desde a aplicación ARDUINO, sen necesidade dun programador ICSP específico.

Requisitos

Instalación de AVRdude

Debe instalar o paquete avrdude desde a distribución que teña na súa PC. Por exemplo, en sistemas Debian/Ubuntu execute a seguinte liña na consola:

sudo apt install avrdude

Dende a liña de comandos do seu sistema

Obtención do bootloader

Descarge a versión 8 do arquivo Optiboot-8.0.zip da súa páxina de Github](https://github.com/Optiboot/optiboot/releases) e selecione “Abrir co xestor de arquivos”.

Navegue polo arquivo comprimido e selecione o subdirectorio /Optiboot-8.0/bootloaders/optiboot/. Extraiga o ficheiro optiboot_atmega328.hex a una ruta onde teña acceso, por ejemplo /tmp

Carga de Optiboot na placa HFD

Conecte o programador USBasp no porto USB do seu PC e pique a interface de programación ICSP como se indica na foto:

Execute a seguinte orde desde a consola e espere uns segundos a que AVRdude cargue o bootloader na memoria do microcontrolador:

avrdude -c usbasp -p m328p -U flash:w:/tmp/optiboot_atmega328.hex -U lfuse:w:0xF7:m -U hfuse:w:0xDE:m -U efuse:w:0xFF:m -U lock:w:0x2F:m

Carga do firmware Escornabot

ACTUALMENTE A PLACA ESCORNABOT- HFD ENTRÉGASE CO FIRMWARE XA CARGADO

Terás que seguir estas instrucións se necesitas modificar ou volver cargar o firmware no teu robot.

Requisitos

Instalar Arduino IDE

cd /tmp
tar xavf arduino-1.8.13-linux64.tar.xz
cd arduino-1.8.13
sudo ./install.sh
arduino

Manteña o Arduino IDE aberto como aplicación de fondo, xa que se usará más adiante (ver Carga do firmware)

Obtención do firmware Escornabot

cd /tmp
tar xavf arduino-1.6.2.tar.gz
mv arduino-1.6.2 firmware

Carga del firmware en la PCB






Montaxe do robot

Material necesario

Material adicional

Este material non é imprescindible pero facilita moito a montaxe.

{{img/piezas.jpg| Pezas}}

Montaxe

Para proceder coa montaxe de todas as pezas de impresión 3D e da PCB convén revisar previamente todos os orificios para os parafusos de todas as pezas con algunha ferramenta que nos permita ensanchar lixeiramente a boca dos furados. Un desparafusador ou un cutter pequeno pódenos valer perfectamente.

Tamén é ben insertar os parafusos nos seus furados coas pezas separadas e darlles un par de vueltas coa chave (¡non mais!) para que deixen a rosca marcada na boca do furado, eso facilitará a insercios dos parafusos mais adiante.

Pasos da montaxe

O primeiro paso é montar os motores no seu soporte.


Comproba que os cableados dos motores saian pola fronte do portamotores. É dicir, ao lado en que en orificio do parafuso é máis grande para permitir que o parafuso quede encastrado.

Na seguinte foto poderás ver os motores xa montados.

Despois de montar os motores no portamotores, debemos unir o portamotores có arco do chasis (é a peza que soportará o portapilas)


Có portamotores xa unido ao arco do chasis, damoslle volta a todo o conxunto para poñer os parafusos da peza da bola-tola.

O soporte da bola-tola pechará o arco do chasis, o encastre da bola quedará na parte traseira do robot.

Damoslle de novo a volta ao noso Escornabot para poñerlle o porta-PCB

O porta-PCB debe orientarse cos brazos asimétricos cara ao frontal do robot

E procedemos a atornillar a PCB ao chasis do robot.



Agora debemos insertar as porcas M3 nas suas posicións dentro do cubo das rodas. Para facelo o mellor e usar un soldador, alicates finos e algunha ferramenta que nos permita quentar as porcas e exercer un pouco de presión nelas para insertarlas no seu sitio, alineadas có orificio do parafuso.

Unha vez colocadas as porcas non temos mais que fixalas aos eixos dos motores cun parafuso cada unha. Hai que comprobar que o parafuso fai tope co rebaixe plano do eixo do motor.

Conectamos motores (asegúrache de que os conectores entran na posición, e orientación correcta, facendo coincidir as marcas do conector co dos conectores instalados na placa )


Comprobacións Finais

Co robot completamente montado e co bootloader e firmware cargados, o robot debería interpretar unha breve melodía ao conectalo (o saúdo escornabótico), e responder as teclas cun asubío. Ao pulsar unha pequena secuencia de teclas de dirección e logo o botón redondo o robot debería moverse. No caso de que isto non ocorra revisa as apartado Comprobacións Eléctricas

Axustes no movemento

Nalgúns casos o escornabot móvese ao revés do esperado. Ao pulsar a tecla azul e logo o botón redondo, o robot debería responder cun movemento cara a onde están os conectores dos motores.

No caso de que se mova en dirección contraria é debido a que algúns motores funcionan nunha dirección e outros na contraria, sen que haxa ningunha forma nin referencia que permita diferencialos. Para solucionalo imos volver cargar o firmware despois de facer un pequeno cambio.

GOZA DO TEU NOVO ROBOT

No caso de que non se corrixa o problema ou que se produza algún outro comportamento estraño debes poñerche en contacto connosco.