Construir un Robot Oruga

Hola, soy estudiante de ingeniería electrónica, estoy realizando el trabajo de fin de grado. La idea es hacer un robot gusano tipo herradura con piezas impresas por impresora 3D.

Realicé un primer diseño para el que elegí usar un Arduino MKRZero por lo pequeño del diseño. Para moverlo escogí servomotores SG90 también por lo reducido que es y por ofrecer (según las especificaciones) el mejor torque/peso. También le puse, para poder comunicarme inalámbricamente, un módulo ESP8266 por ser barato. Como sensor de captación para que detectara obstáculos elegí un HC-SR04 y un TCRT5000 para detectar suelo. Y como fuente de alimentación para todo el conjunto, 3 pilas AA en serie, porque me pareció lo mejor para alimentar los servos a la máxima tensión sin sobrepasar los 5V que soporta este modelo de Arduino y así tener el mayor torque. Lo diseñé de forma que el cuerpo se divide en 7 segmentos, con la batería situada en la cola, el Arduino en el centro y los sensores de captación en el frente. 4 servos moverían el cuerpo para avanzar y otros 2 lo moverían de forma lateral, haciendo un total de 6.
Un fracaso total. Una vez montados todos los segmentos solo era capaz de retorcerse una vez para quedar inmóvil en una postura de agonía y eso que solo tenía los servos montados, sin el consumo de los sensores.

Mi profesor me aconsejó reducir el número de segmentos, y dejar un único motor en el centro para realizar el movimiento de avance.

Pensé en cambiar las pilas AA por 2 pilas CR123 y así reducir el peso y que fuera más fácil de mover, ya que son de 3V cada una. Pregunté en este foro si con un zener sería suficiente para marcar los 5V (aproximadamente) y me sugirieron usar un LM2596HV o un diodo en serie. Probé el LM2596HV porque así puedo elegir la tensión de alimentación de forma más exacta. Lo probé con un servo sin ninguna carga y ni se movió.

He intentado volver a las pilas AA y probar si estos servos son capaces de mover el peso de las pilas a la izquierda y a la derecha. Lo hacen, pero la batería se agota muy rápido.

Ahora mismo la idea que tengo, como sugirió mi profesor, es hacer que un motor se encargue de hacer el movimiento compresión para poder avanzar y también de mover de izquierda a derecha, para eso la sección central rotaría con la ayuda de un servo. Adjunto imágenes para que se vea mejor la idea que tengo.

Concepto img 1.jpg
Concepto img 3.jpg
Concepto img 2.jpg

Llevo mucho tiempo con este tema y con el trabajo no he podido dedicarme a fondo. Pero si no lo acabo pronto cada vez se va a volver más difícil ponerme a ello.

Todo lo que he hecho por mí mismo no ha funcionado, y por eso acudo aquí buscando ayuda. ¿Hay algún servo más adecuado para la función que necesito? ¿Una batería de 3,7V ofrecería mejores resultados?

Gracias por adelantado.

Concepto img 1.jpg

Concepto img 3.jpg

Concepto img 2.jpg

Bueno para mi el problema son las pilas.
Yo usaría un buen par de LiPO 18650 de varios miles de mAh para asegurarme tener la tensión y la corriente necesaria para una autonomia aceptable.
1 bateria superará a las que mencionas pero son solo 3.7V asi que si el MKRZero funciona con dicha alimentación estarás bien. Debes proteger la LIPo para que no se descargue mas alla del valor que inutiliza la bateria.
De la hoja de datos del MKRZero se lee esto
Supported Battery(*) Li-Po single cell, 3.7V, 700mAh minimum

Respecto del ESP8266-01 es buena opción pero tambien pudiste pensar en un MKR1000 que tiene WIFI o en un nodemcu o ESP8266-12

En mi opinión ahora concentrate en el tema Potencia via baterias y luego pasamos al microcontrolador y cual usar.
Busca o consigue una bateria 18650 y prueba como se comporta.

Ahora una cosa es el MKRZero y otra los servos. Los servos dudo que funcionen con 3.7V demodo que considera ese tema, tal vez necesites usar un step up (algo que eleve la tensión a 5 o 6V)

MODERADOR: Edita el titulo y coloca algo apropiado a tu proyecto. En tu tesis no pondrás “Necesito ayuda para un proyecto de fin de grado” bueno acá tampoco.
Has de cuenta que somos tu profesor.
Si buscara algo como robot gusano si estaría bien y puede ser un buen titulo o Robot oruga también.

Muchas gracias, ya he editado el titulo.

La parte de la alimentación del arduino no me preocupa, son los servos los que van a consumir la mayoría de la batería. En las especificaciones del servo dice que pueden funcionar con 3V lo que no se es cuanta fuerza pueda tener, por eso intentaba obtener el valor más cercano a los 5V.

Probare que tal me funciona con una bateria 18650. Cuando lo consiga escribiré los resultados.

esta muy original tu idea xD ya lograste avanzar en su desarrollo ?

Creo haber visto ya un gusano de estos por YouTube... Y molaba mucho porque era para rescates de personas en sitios donde nada llega. Lo metían por una tubería y con GPS y cámara... Pues eso.

Has pensado en poner un único motor en la cabeza que estire un cable conectado al resto de piezas ? Estira - avanza el culo
Deja de estirar - avanza la cabeza

Sencillo pero eficiente, con servo o motor DC, dependiendo de lo largo del cable que estires.

Llívia de ideas, esta es la mía.

Saludos !

Hola de nuevo, por fin conseguí 2 baterías Li-ion de 3400mAh y probado que tal funcionan.

Con la batería a pelo el servo es capaz de mover la carga de la batería pero no de forma muy efectiva, se nota que le falta fuerza.
He probado colocando un step up LM2577, funciona perfectamente, se mueve con fuerza y sin descargarse como lo hacían las otras opciones que he probado.

Creo que el siguiente paso es re-diseñar la carcasa para que se adapte al modelo he expuesto aquí y los nuevos componentes. Aunque si pensáis que es mejor esperar un poco este paso para cambiar algún componente más estaré atento al foro.

sergioprospero:
Creo haber visto ya un gusano de estos por YouTube... Y molaba mucho porque era para rescates de personas en sitios donde nada llega. Lo metían por una tubería y con GPS y cámara... Pues eso.

Has pensado en poner un único motor en la cabeza que estire un cable conectado al resto de piezas ? Estira - avanza el culo
Deja de estirar - avanza la cabeza

Sencillo pero eficiente, con servo o motor DC, dependiendo de lo largo del cable que estires.

Llívia de ideas, esta es la mía.

Saludos !

Si lo he pensado, pero no consigo imaginar una pieza que tenga la libertad de hacer eso. Piensa que también tiene que moverse hacia la derecha y la izquierda, así que como mínimo tiene que tener 3 motores. Estoy abierto a sugerencias.

Gracias por la ayuda, estaba bastante desanimado con el proyecto y ver que por fin algo tiene futuro me da fuerzas para continuar.

estaba bastante desanimado con el proyecto y ver que por fin algo tiene futuro me da fuerzas para continuar.

Bueno, te comento que es la historia de la vida de un ingeniero electrónico al que le gustan los desafíos.

Si haces algo nuevo que no estas plagiando, tropezarás con muchos temas a resolver y eso es parte del aprendizaje que haces hoy que que continuará toda tu vida, porque nunca dejarás de aprender.

Ahi esta la diferencia entre un ingeniero al que le guste el diseÑo y otro que mañana estará en una oficina y seguirá una hoja de ruta o un procedimiento que supervisa una tarea determinada.
Veo de esos ingenieros por todos lados, pero muy pocos son los que lidian con los problemas.

Asi que anímate!!!
Si ahora que estas estudiando te desanimas, no te imaginas lo que sufrirás mañana cuando de eso dependa el pan que lleves a tu casa.

Cuando se presenten estos problemas es cuando mas debes motivarte!!

Parece mentira pero estuve a punto de hacer algo similar, al final como ha acabado el proyecto? o lo dejaste a medias?

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