Muntatge

Se solen denominar així als "cotxes-robot intel·ligents" que es poden utilitzar per iniciar-se i aprofundir una mica més en la programació de targetes controladores com la Arduino. Resulta una experiència molt entretinguda seguint la línia DIY (Do It Yourself - Fes-t'ho mateix) en la qual intervenen habilitats manuals, electricitat, electrònica i programació.

Muntatge dels motors

Pela 1 cm els cables vermell i negre que vénen en el kit, fes-los passar per les connexions dels motors. En principi no importa en quina patilla del motor poses el cable vermell o el negre, ja que després es podria canviar el sentit del gir des de l'aplicació que es programi o en les connexions que es faran a les targetes controladores, però el millor és mantenir el mateix ordre per a tots dos motors.

Per tal d'evitar trencaments en els cables o en les patilles dels motors, ja que tots aquests elements són bastants delicats i podrien trencar-se en moure 'repetidament, pot ser recomanable fixar-los amb una mica de cinta aïllant al motor.

Introdueix un dels suports dels motors (en forma de T) pel forat que hi ha per a ell en el xassís del cotxe, i en l'altre suport introdueix els cargols llargs que vénen en el kit juntament amb els motors. El costat groc del motor ha de quedar orientat cap al front del cotxe, de manera que l'eix del motor quedi a la mateixa altura que la creu que pots veure en el xassís del cotxe.

Acaba d'unir els dos suports usant els cargols i les seves femelles de manera que quedi ben fixat el motor al xassís. Assegura't que el suport extern es recolza correctament a la forma del xassís. Encaixa també a la part interior de l'eix la roda petita foradada que es podria utilitzar de velocímetre, encara que en aquest cas no s'utilitza.

Muntatge de la roda boja

Ara podries posar la roda boja que serveix de suport en la part posterior. Utilitza els 8 cargols de la imatge i les 4 femelles d'extensió que s'han de col·locar de manera que serà la part inferior del xassís (on queden els motors).

Muntatge del suport per a piles

Col·loca a continuació el suport per a les piles. A partir d'ara no hi ha un lloc exacte on col·locar els següents elements en el xassís, pel que aquí es proposen unes fixacions. En aquest cas es va a col·locar el suport de les bateries a la part posterior, aprofitant els dos forats longitudinals.

Per fixar la caixa pots fer servir un parell de cargols M3x10 o més llargs, amb cap avellanada perquè no xoquin amb les piles.

Muntatge del sensor de proximitat i el seu servo-motor

Has de col·locar un dels accessoris blancs que s'acoblen al servo-motor dins del suport inferior. Juntament amb el servo-motor vénen 3 accessoris blancs amb diferents formes que es poden col·locar en l'eix del servo-motor. Per a aquest cas, pot venir bé el allargat, encara que hauràs de tallar-li un tros per cada extrem amb un cúter o tisores perquè encaixi dins del suport negre de la part inferior com es veu en la imatge.

Col·loca ara els laterals del suport, introduint les solapes del servo-motor per les esquerdes de les peces del suport. Utilitza un parell de cargols dels que vénen amb el suport per deixar fixades les dues parts.

Busca ara en el xassís alguna disposició adequada per col·locar el suport del servo-motor i fixa'l usant un parell de cargols i femelles que acompanyen al suport del servo-motor. En aquest muntatge s'ha hagut de muntar quedant alguna cosa girat el suport, ja que no s'han trobat 2 forats que coincidissin més adequadament, i s'ha usat un forat i el buit longitudinal que s'ha trobat a la part frontal del xassís.

Per muntar el sensor de proximitat per ultrasons (HC_SR04) tampoc hi ha una manera precisa de muntar-lo, així que cal recórrer a nou a la inventiva i usar, per exemple, un parell de subjecta-cables o alguna cosa semblant.

Muntatge de les targetes controladores

Hauràs fixar la targeta Arduino i la placa controladora dels motors L298N (la vermella més petita) buscant la millor col·locació possible en l'espai que vagi quedant i algun forat que coincideixi amb els de les plaques per utilitzar algun cargol que les subjecti. Hauràs de fer servir cargols M3x15 o M3x20 o provar amb els que vénen amb el kit.

Perquè les plaques tinguin un millor suport, hauràs de fer servir alguna volandera, femella o allargador per la part inferior de la placa perquè faci de pota i mantingui una mica de separació entre el xassís i les plaques.

Muntatge de la targeta Sensor Shield

La targeta Sensor Shield que ve amb el kit pot facilitar les connexions del cablejat amb els sensors, encara que no és totalment necessari el seu ús, ja que es poden fer les connexions directament a la targeta Arduino, però caldria fer algunes soldadures, sobretot amb els cables d'alimentació i preses de terra. Per muntar-la, simplement s'ha de encaixar sobre la placa Arduino, comprovant que queden ben col·locats els pins.

Connexió de cables de motors a la targeta controladora

Els cables vermell i negre de cada motor s'ha de connectar a la targeta controladora (L298N) dels motors que és la de color vermell. Ja que hauràs d'introduir els cables de cada un dels motors per diferents costats d'aquesta targeta, pots introduir cada parella de cables pels forats que trobis més a prop de cada costat de la targeta, per la part inferior del xassís del cotxe. A la següent foto podeu veure, indicades amb fletxes grogues, els buits que s'han triat en aquest muntatge.

A la targeta L298N pots TROBAR 4 connexions etiquetades com OUT1, OUT2, OUT3 i OUT4. En AQUEST Muntatge S'HAN Connectat a els cables del motor dret (vist com si estiguessis assegut al cotxe) a les connexions OUT1 (vermell) i OUT2 (negre). Els cables del motor Esquerre S'HAN col·locat en OUT3 (vermell) i OUT4 (negre).

Connexió del cablejat de les piles

Les piles que es poden col·locar en el porta-piles que porta el kit es poden utilitzar per alimentar aquesta mateixa targeta L298N que permetrà controlar els motors de les rodes. Els dos cables d'aquest porta-piles hauran de connectar també a aquesta mateixa targeta, per la qual cosa hauries de introduir-los per algun forat del xassís que permeti passar-los en primer lloc cap a la part inferior del xassís, i després el més a prop possible de les connexions que pots veure a la targeta per connectar l'alimentació (els 3 connectors blaus similars a les connexions dels motors anteriors). A la següent imatge pots veure, amb fletxes grogues, els buits utilitzats en aquest muntatge.

L'interruptor que es va col·locar a la part central durant el muntatge dels diferents elements del robot, es pot utilitzar per tallar l'alimentació que subministren les piles als motors. Per tant, hauries de passar el cable vermell de les piles per l'interruptor. Talla aquest cable a l'altura de l'interruptor (per la part inferior del xassís) i solda cada extrem a cadascuna de les patilles de l'interruptor. Convé assegurar la connexió amb un petit tros de cinta aïllant que una les dues parts del cable i així s'evitin moviments dels cables que puguin produir que es deixin anar els extrems soldats.

La connexió d'ambdós cables a la targeta controladora vermella s'ha de fer introduint el cable d'alimentació (vermell) al connector més a l'esquerra dels 3 connectors blaus de la targeta, etiquetatge en la part inferior de la targeta com + 12V. En aquest connector es pot connectar un cable d'alimentació que transport entre 6 i 12 volts, sempre que el jumper (petita fitxa negra per interconnexió de pins) que està just darrere d'aquests connectors estigui connectat. Les 4 piles que pots col·locar al porta-piles s'enviaran 1,5 x 4 = 6 volts a la targeta.

El cable negre, de presa de terra, s'ha d'introduir en el connector central dels 3 connectors d'alimentació acabes d'usar per al cable vermell. Però a més, cal tenir en compte que la presa de terra de la targeta controladora dels motors ha de connectar també a una de les connexions de presa de terra (GND) de la targeta Arduino. Per tant, utilitza un cable amb un connector que puguis introduir en un dels peus GND d'Arduino i úneix-lo al cable negre de les piles. Un cop units introdueix junts al connector central d'alimentació de la targeta vermella. Tingues en compte que en les següents fotos s'ha desmuntat la targeta Sensor Shield per poder fer aquestes connexions més còmodament, i pots veure que el cable que s'ha unit al negre de les piles té un connector femella, ja que es connectarà a qualsevol de els pins mascle GND de la Sensor Shield. Si no tingués una targeta Sensor Shield, s'hauria d'usar un cable amb connector mascle, ja que s'hauria de connectar a un dels pins femella GND de la Arduino.

Aquí pots veure com poden quedar les connexions amb més detall. El connector que es veu en la imatge a la dreta, etiquetatge a la part inferior de la targeta com +5 V, no es va a utilitzar. Aquest connector ofereix un voltatge de sortida de 5V que podria utilitzar-se per alimentar una altra targeta, per exemple, la targeta Arduino, però el consum dels motors és elevat perquè també les seves mateixes piles alimentin la targeta Arduino i els sensors que utilitzarem.

Connexió dels cables de control dels motors

Ara pot ser el moment de fer les connexions del cablejat que controla l'encesa dels motors, el seu sentit de gir i fins i tot la seva velocitat. Això es farà amb les connexions etiquetades com INA, IN1, IN2, IN3, In4 i INB. Inicialment veuràs que els connectors INA i INB poden estar ocupats per un jumper. Si és així lleva aquests jumpers per poder introduir els cables que controlaran la velocitat de cada un dels motors (si es deixen connectats aquests jumpers, els motors sempre funcionaran a velocitat màxima). Els pins IN1 a In4 permeten controlar el sentit de gir dels motors, corresponent 2 d'ells al motor dret i els altres 2 al motor esquerre. En funció de quin d'aquests pins s'activi, un motor girarà en un sentit o el contrari.

Els connectors INA i INB s'utilitzaran per controlar la velocitat de cada un dels motors, la qual cosa és realitzat per aquesta targeta controladora usant PWD (Premi-Width Modulation) el que requereix que es connecti a un dels pins de la targeta de sensors que apareixen etiquetats amb S com són els pins digitals 13, 12, 11, 10, 9 i 8, com pots veure en la següent imatge.

Tingues en compte que si utilitzes una Sensor Shield, deixaràs de veure aquestes marques, de manera que hauràs de comprovar quin pins tenen aquesta marca per després fer les connexions en els pins de la Sensor Shield. En aquest muntatge, el cable groc va a INA i s'ha connectat al pin 8 del Sensor Shield (a la fila dels pins etiquetats com a S, de senyal). El pin INB s'ha connectat amb un cable gris clar que va al pin 13, que també és PWM. Les connexions restants han estat: IN1 - pin 9; IN2 - pin 10; IN3 - pin 11; IN4 - pin 12.

Pel que en el muntatge final s'ha optat per connectar l'alimentació de la placa de sensors i la dels motors (encara que a la foto no es reflecteix el canvi).

Procura deixar els cables el millor recollits que es pugui, utilitzant per exemple un tros de cinta aïllant, per evitar que es deixin anar els connectors en la mesura del possible, sense haver d'arribar a fer més soldadures definitives.

El cable de presa de terra GND que anava a la targeta controladora dels motors, s'ha connectat al GND, connector blau que va caragolat. El +5V de la targeta de motors, la del mig, va al VCC de la placa de sensors

Connexió del cablejat del servo-motor

El servo-motor SG90, que ja ha estat muntat en el seu suport, disposa de 3 cables amb les següents funcions:

• Marró = presa de terra;

• Taronja = +5 V;

• Groc = Senyal.

Si utilitzes la targeta Sensor Shield la connexió d'aquests cables és molt senzilla. En aquest muntatge s'ha utilitzat la fila de pins digitals 7, que consta de 3 pins: S (senyal), V (voltatge) i G (presa de terra) com la resta de pins de la Sensor Shield, connectant el cable groc taronja ( senyal) a la etiquetada com a S, el taronja vermell (+5 V) a la central V, i el cable marró (presa de terra) a G.

Recordeu que els colors dels cables de les fotografies no tenen per què ser iguals als que teniu.

Connexió del cablejat del sensor de proximitat (HC-SR04)

El sensor de proximitat HC-SR04 permetrà programar el robot perquè eviti col·lisionar amb obstacles que es trobin davant seu.

El kit ve equipat també amb un servo-motor que permet girar el sensor de proximitat cap als costats, per detectar obstacles en un rang més gran.

En el cas del sensor de proximitat HC-SR04, es disposa de 4 connectors etiquetats com:

• GND = presa de terra;

• Echo = Receptor de pols ultrasònic;

• Trig = Emissor de pols ultrasònic;

• Vcc = voltatge +5 V.

En aquest muntatge s'ha utilitzat la fila 6 de pins per a 3 d'aquestes connexions:

GND a G (gris);

Vcc a V (verd)

Echo a S (violeta).

Finalment, el connector Trig, que ja no cap a la fila 6 s'ha connectat amb cable blau al pin digital 5 (en el pin de senyal S).

En les següents imatges podeu veure com ha quedat en aquest cas, per si et serveix de referència

Recordeu que els colors dels cables de les fotografies no tenen per què ser iguals als que teniu.

Prova d'alimentació elèctrica

Ara, si connectes el cable USB de la targeta Arduino al PC, col·loques les 4 piles respectant la seva polaritat en el porta-piles i encens l'interruptor, s'han d'encendre els leds d'alimentació de les targetes.