Sapoconcho es un proyecto de robot educativo pensado para chavales algo mayores (tentativamente a partir de 12 años) y con una filosofía clara: imprimible (printbot), versátil, sencillo y barato.

Estas son las ideas básicas:

• Proyecto abierto y documentado.

• Formato tortuga: chasis circular, dos ruedas en oposición (differential drive) y una rueda loca (ball caster).

• Pequeño en tamaño, para que los circuitos/laberintos/jaulas/dohyos por los que se moverá lo sean también: 90mm de diámetro.

• Micromotores de corriente continua con diferentes relaciones de reducción a elegir, y controlador en puente H con los integrados L293D o L9110.

• Montaje con zócalos soldados en placa perforada o breadboard mini para un Arduino micro/nano.

• Modelo básico inicial con sensores de líneas/bordes y de distancia por ultrasonidos.

• Ampliaciones con módulos bluetooth, infrarrojos y acelerómetros como posibilidad inmediata; aunque la idea general es la de un robot autónomo.

• Posibilidad de chasis imprimible o con placa perforada y en un futuro impresa a medida en China.

• Código basado 100% en Arduino y librerías lo más sencillas posibles, similares a las del proyecto Redbot.

• Programas base para siguelíneas, laberintos, barrendero, sumo.

La documentación deberá servir para usar otros motores (como los amarillos que vienen en muchos kits) y también hacerlo sobre cualquier soporte (cartón…), o con otro Arduino. La elección inicial de micromotores está condicionada por el tamaño. El ahorro económico con los clásicos amarillos con reductora de plástico es pequeño, y el tamaño final es mucho mayor, lo que perjudica en otros sentidos.

“Yet Another Training Robot”.

Sabemos que lo que hacemos no es ninguna novedad. Este tipo de robots se puede encontrar en modelos comerciales y en muchos tutoriales a lo largo y ancho de la web. Sin embargo tenemos una experiencia de varios años en Bricolabs que no queremos que se pierda. Llevamos tiempo cocinando la idea de crear un proyecto paralelo en la forma a Escornabot para el siguiente segmento de edad, aunque por supuesto esto no es excluyente.

• A lo largo del año 2013 participamos en la iniciativa KiiCS de los Museos Científicos de A Coruña que se desarrolló en nuestra casa de acogida, la Domus. En estos talleres se utilizaron unos kits comerciales y que tienen algunas limitaciones además de su precio. Los destinatarios en aquella ocasión eran adolescentes y después se extendió a profesores de tecnología, que se han mantenido en otros posteriores. Además de diseñar y probar los cursos se crearon librerías de Arduino para el control de los motores con instrucciones sencillas. Una buena experiencia que nos sirvió para ver qué cosas funcionan bien en un curso y resultan entretenidas y divertidas.

• Casi al mismo tiempo fue surgiendo el proyecto Escornabot y el buen funcionamiento de éste nos anima a buscar un proyecto complementario dirigido a un segmento de edad mayor y a intentar otros objetivos: programar los robots con código escrito. Empezar editando los programas que ya existen, y poco a poco animarse a crear otras funciones y -por qué no- añadir otros módulos electrónicos.

• Además en los últimos años varios miembros de Bricolabs hemos hecho nuestros propios robots 'tortuga' con muchas funciones diferentes.

La idea es poner orden en toda la documentación que ya existe y que aparezca en esta wiki. De ese modo se pretende poner en un único sitio toda la información necesaria para hacer dos cosas:

• Construir tu propio robot paso a paso, y a continuación programarlo y participar en nuestros concursos y combates.

• Un curso completo autocontenido para que cualquiera puede ofrecerlo, modificarlo y extender la cadena del conocimiento hasta el infinito y más allá.

Para que todo esto funcione sabemos que el precio puede ser una limitación, por eso nos comprometemos a buscar los componentes más económicos posibles, y rebajar a la mitad o menos el coste de un modelo comercial. Procuraremos enlazar a sitios donde poder comprar los componentes. Y lo haremos para quien necesita justificarlo con factura y también para quien puede comprar en otros sitios, fundamentalmente en China a través de eBay.

La documentación, tal y como decimos en la presentación deberá servir también para montar tu robot con otras piezas y aprovechar el conocimiento con otras aplicaciones. Sin embargo nos centraremos en un robot pequeño para que los espacios en los que se mueva no tengan que ser muy grandes y no nos acaben echando de casa.

Si no te gusta o no quieres soldar, aquí puedes encontrar todas las piezas imprimibles correspondientes al prototipo 3, Sapoconcho KIS (Keep It Simple) que no utiliza la placa perforada. Sólo necesitarás separadores de circuitos de 25mm (4 ud) y tornillos M2.5×20 para montar los motores al chasis inferior con sus soportes. El montaje es sencillo. El esqueña de ensamblado puede verse aquí abajo y el resultado final en la foto de la galería arriba.

Paso 1: Monta la bola y los motores en la base inferior. La primera entra a presión, los motores con sus soportes atornillados (M2.5×20+ tuerca) .

Paso 2: Pega la controladora de motores y el portapilas a la base inferior con cinta adhesiva de doble cara.

Paso 3. Monta la base superior con los separadores de circuitos.

Paso 4. Pega la breadboard en la base superior para el Arduino micro. En su lugar puedes usar un Arduino UNO, que también cabe.

Paso 5 (opcional). Monta los soportes para los sensores SR-04 sobre la base superior.

Conecta la placa de motores al Arduino con el esquema siguiente.

Si lo tuyo es complicarte la vida, te gusta soldar y/o no dispones de piezas impresas, esta es otra forma de montarlo. Es la manera en que comenzó el desarrollo del proyecto, realmente nosotros preferimos el modelo KIS.

Advertencia: el espacio para colocar los componentes es muy justo, el orden de estos pasos es el que lo optimiza. En la galería inferior pueden verse estos pasos en fotos.

Paso 1: Cortar la placa perforada al tamaño definitivo. Su forma exterior de la de un círculo de 90mm de diámetro con dos cajas para las ruedas de 36mm de ancho y separadas entre sí 70mm. Existen muchas formas de cortar esas placas con un cúter, con sierra de marquetería o con un centro de mecanizado como nuestra eShapeoko. Siempre es mejor dejarlo un poco mayor al cortar y rematar lijando. Y en el caso de las placas de fibra hay que tener cuidado con el polvillo al serrar y lijar, que es algo tóxico.

Paso 2: Fijar los motores. Los micromotores de corriente continua con engranaje integrado que usamos se suelen vender con su soporte. Si no es así se puede imprimir uno. Se montarán en oposición en cada una de las cajas que alojarán las ruedas y deben quedar alineados con el centro de la placa y enrasados con el borde lateral que deja la caja. Deben colocarse del lado de la placa por el que se suelda, donde se pueden ver los cuadraditos de cobre, y que después mirará al suelo. Los tornillos de los soportes típicos son de M2.5. Los taladros pueden hacerse algo mayores, de diámetro 3, para ajustar bien la alineación.

Paso 3: Colocar el portapilas, primero el inferior ajustado al borde del soporte de los motores por el lado del suelo. A continuación el de la parte de arriba, procurando que coincidan. Para el montaje se usará cinta adhesiva de doble cara.

Paso 4: Montaje de la rueda loca de apoyo. Taladrar el agujero para el tornillo que soportará la rueda loca, con cuidado ya que es el elemento más ajustado, casi pegado al borde de la placa y centrado en la parte trasera al lado de las pilas. Este tornillo (M2x20) tendrá una tuerca contra el soporte de la bola y dos más contra la placa, por encima y por debajo. Estas dos últimas permiten la nivelación del chasis. Se pueden montar también ya las ruedas en los motores.

Paso 5: Soldar el zócalo para el Arduino y los pines de extensión. Se cortan dos tiras de pines hembra de 15 agujeros de longitud y otras dos de pines macho del mismo largo. Para soldar las tiras hembra en posición recta es útil como ayuda montarlos con el propio Arduino como soporte. Las tiras de pines macho se montan por cada uno de los lados (hacia el exterior del zócalo) ajustándose al lateral del motor como en la foto. Los pines hembra y macho correspondientes se van uniendo uno a uno al soldar. El Arduino/Genuino Micro original tiene 17 pines por lateral, pero los últimos no se utilizarán y pueden quedar al aire. Los modelos clónicos con frecuencia no tienen esos pines.

Paso 6: Montar la placa de control con cinta de doble cara entre el zócalo del Arduino y el portapilas trasero.

Paso 7: Soldar el interruptor y los cables de los portapilas a la alimentación del Arduino (pin VIN/RAW según versiones).

Paso 8 (opcional): Soldar los pines extra para alimentar sensores, con dos tiras de 5 pines a +5v y a GND del zócalo.

Sapoconcho_1.jpg|Base de placa perforada recortada

Sapoconcho_2.jpg|Micromotores con engranajes y soporte

Sapoconcho_3.jpg|Base con los motores montados

Sapoconcho_4.jpg|Base con el portapilas inferior y la tercera rueda loca

Sapoconcho_5.jpg|Base con las ruedas, el portapilas superior y el zócalo para Arduino soldado

Sapoconcho_6.jpg|Detalle de la soldadura del zócalo y los pines macho

Sapoconcho_7.jpg|Base completa con el Arduino y la placa de control de motores L9110

Detalle_1.jpg|Montaje de la rueda loca de apoyo y tuercas de nivelación

Detalle_2.jpg|Pines extra de alimentación a +5v y masa GND

Detalle_3.jpg|Soldadura inferior de los pines extra

• 1 Arduino/Genuino micro, nano o UNO. Original o clónico.
• 1 Placa de control de motores con integrados L9110 (o su equivalente HG7881) o un integrado L293D. Se recomienda la primera opción si se va a alimentar con 4 pilas AAA. Como alternativa a una pila de 9v, el L293D está bien.
• 2 Portapilas para dos pilas AAA o 1 conector para una pila de 9v.
• 1 Placa perforada de agujeros cuadrados para soldadura de 100x160mm o bien placa de prototipado (breadboard) tamaño mini (17×10 pines).
• 2 Micromotores de corriente continua tipo N20 de 6v con engranaje reductor integrado (+ soporte si no se va a imprimir). 150rpm es una buena opción intermedia de velocidad.
• 2 juntas tóricas de 32x2mm.
• 1 tira de pines hembra para soldar (ojo, debe adaptarse a las patillas del Arduino, las hay más pequeñas).
• 1 tira de pines macho para soldar.
• 1 microinterruptor para soldar.
• 1 bola de acero (inox/cromado) de 3/8“ (9.5 mm) de diámetro.
• Pequeño material: tornillos M2.5×10, tuercas M2.5, tornillo M2*20, tuercas M2, cinta adhesiva de doble cara, separadores de circuitos de 25mm.

• GitHub (STL y OpenSCAD)
• Thingiverse (STL y OpenSCAD)

Nota: Algunos links no permiten el enlace directo y es necesario cortar y pegar la URL en el navegador. Algunos enlaces caducan rápido, intentaremos actualizarlos.

• Bolas de acero de 3/8” (9.5mm) http://www.ebay.com/itm/25-PCS-9-525mm-3-8-quot-inch-G10-Hardened-Chrome-Steel-Bearing-Balls-/390642256085?hash=item5af417c8d5:g:7H8AAMXQyfFSBvjh
• Motores con reductora tipo N20 http://www.banggood.com/search/n20-dc-gear-motor/0-0-0-1-3-45-0-price-0-0_p-1.html?sortType=asc
• Driver de motores L9110 doble http://www.ebay.com/sch/i.html?_odkw=L9110&_sop=15&_osacat=0&_from=R40&_trksid=p2045573.m570.l1313.TR0.TRC0.H0.Xdual+L9110.TRS1&_nkw=dual+L9110&_sacat=0
• Juntas tóricas para las ruedas http://www.ebay.com/itm/121389351462
• Arduino micro/nano http://www.banggood.com/search/arduino-nano/0-0-0-1-3-45-0-price-0-0_p-1.html?sortType=asc
• Sensores de US HS-SR04 http://www.banggood.com/search/sr04/0-0-0-1-3-45-0-price-0-0_p-1.html?sortType=asc
• Sensores de suelo CNY70 http://www.ebay.com/sch/i.html?_from=R40&_sacat=0&_nkw=cny70&_sop=15
• Mini breadboard http://www.banggood.com/search/mini-breadboard/0-0-0-1-3-45-0-price-0-0_p-1.html?sortType=asc
• Sensor de líneas https://www.pololu.com/product/960

• Librerías en GitHub para control de motores con el integrado L9110 (work in progress)

• Ejemplo de movimiento aleatorio

Aquí puedes encontrar una presentación en PDF y en ODP para la iniciación al mundo de los robots móviles. Eres libre de utilizarla y modificarla a tu gusto.

• Félix
• Rafa

• Sapoconcho en GitHub
• Sapoconcho en Thingiverse
• Sapoconcho en Twitter