QUÈ ÉS AIXÒ?
Mireu-vos bé la foto, perquè aquest és el meu subjecte d’avui. Que què és això? Doncs és un conjunt de motor, reductor, roda i disc d’encoder. En poques paraules, és una roda per fer robots, joguines i vehicles teledirigits. Us en poso més fotos a sota, així us n’aneu fent a la idea.
Com podeu veure, són unes rodes força bones pel vostre robot. Els pneumàtics són força grans i tous, i el motor porta un reductor incorporat.
I ara, les fotos de les peces per separat.
Aquí tenim les dues rodes. Com podeu veure, no són idèntiques. Després us ho explico.
Els dos motoreductors. Un dels dos té eix pels dos costats, i l’altre només per un. Després us explico perquè és millor el que té el doble eix. El motor ja us deu sonar, si us agrada remenar; és el típic que porten les joguines.
Aquí teniu totes les peces separades. Els discs de plàstic plens de forats tenen un sentit, no us penseu.
D’ON HO HE TRET?
Aquesta mena de motors i rodes són molt populars a ebay, i molt barats. Per poc més de 3$ podem trobar tot el conjunt amb els ports pagats, a punt per arribar a casa vostra. Si guanyeu una subhasta fins i tot us pot sortir encara més barat!
Jo ja feia molt de temps que els tenia vistos, i per fi vaig decidir provar-los. Vaig comprar totes aquestes peces per separat, a diferents venedors i preus, per veure si eren tots iguals o hi havia diferències de color, mides, etc. El resultat de la prova és que són lleugerament diferents, però no tant com per ser incompatibles entre ells.
Abans d’explicar-vos què fer-ne i com fer-ho, feu la prova de cercar-los per ebay. Només cal que cerqueu “robot motor wheel”, i us n’apareixeran una bona colla, als resultats. Potser la meitat o més són com aquests que us he ensenyat. Curiosament, si a la cerca hi afegim la paraula màgica, “Arduino”, gairebé l’únic model que ens apareix és aquest del que us parlo avui. N’ignoro el motiu, <ironia> suposo que deu ser perquè, com tothom sap, no es pot fer un robot si no és amb un Arduino </ironia>.
Una cosa que heu de tenir en compte és que n’hi ha amb diferents etapes de reducció, d’aquests reductors. Ara no em posaré a fer una xerrada sobre mecànica, només us vull advertir d’un fet evident. Si trieu una reducció molt gran, per exemple 1:120, la roda girarà més a poc a poc (120 vegades més lentament que el motor), i això vol dir que el robot serà molt lent. Si la reducció és més petita, diguem de 1:48, el robot serà més ràpid. Quin avantatge té, doncs, la reducció gran? Doncs que el que perdem en velocitat ho guanyem en parell. En altres paraules, més lent vol dir més potent, té més força i per tant pot moure més pes. O sigui que si voleu fer un robot ràpid i lleuger (un seguidor de línies, per exemple), trieu una reducció petita. Si el que voleu és un robot lent però forçut (per fer sumo, per exemple), la vostra elecció ha de ser una etapa reductora molt gran. Ja ho teniu clar? Què voleu, un Lamborghini o una excavadora?
Jo n’he comprat de tots dos tipus, un de més lent i un de més ràpid, per provar-los a veure què tal van. De moment només els he provat sense cap càrrega, girant lliurement. Pel que expliquen els venedors, els motors funcionen entre 3V i 6V (una gamma de tensions molt bona per fer servir piles i bateries), i així els he provat. Us poso els resultats de les corrents que han consumit mentre giraven, perquè us en feu una idea.
Motor 1 (lent)
3V: 140mA girant lliurement, 250mA frenant l’eix amb els dits.
6V: 170mA girant lliurement, 290mA frenant l’eix amb els dits (no hi ha qui el pari).
Motor 2 (ràpid)
3V: 70mA girant lliurement, 350mA frenant l’eix amb els dits (es para completament).
6V: 90mA girant lliurement, 280mA frenant l’eix amb els dits.
QUÈ SE’N POT FER?
Com ja us he dit, jo en penso fer un robot, un de senzill. O potser dos, ja que se m’acudeixen moltes maneres d’utilitzar aquest motor per fer la tracció, una cosa tan important i necessària. Tinc moltes idees al cap, i algunes de començades en paper o inclús en format físic. Com que de moment no tinc res prou madur com per ensenyar-ho, us poso una colla d’exemples que he trobat per ebay tot buscant els motors. En aquest lloc hi ha una bona colla de kits per fer robots que utilitzen aquestes peces. Mireu les imatges a continuació i us en feu una idea. (Les imatges que poso tot seguit són extretes d’ofertes d’ebay, per tant són propietat de llurs venedors. No he sabut trobar quina llicència hi ha per aquesta mena de temes, però si algun venedor m’ho demana, retiraré encantat la seva imatge).
COM HO FARÉ?
D’entrada, si comencem per les rodes i els motors, que ja tinc, el següent pas seria el controlador del motor. En aquest cas els motors consumeixen relativament poca corrent, com ja heu vist; cadascun el podria controlar amb un transistor, una parella darlington o fins i tot un mosfet. També podria fer un pont en H molt senzill, per poder controlar cada motor endavant i enrere. Els lectors assidus recordareu el post que vaig fer sobre el L298, que és un xip econòmic i molt adient per aquest ús. Amb només aquests components i una roda “boja” al davant, ja tindríem resolt -a més de la tracció- el tema de la direcció: només cal fer girar una roda més ràpid que l’altra, i ja aconseguim que el robot giri (tal com ho fa un tanc sobre les seves erugues).
Em sembla el moment adient per fer un incís, i explicar per què serveix la roda plena de forats que heu vist a les fotos. És un component bàsic per fer un encoder, que ens permetrà saber la velocitat a la que giren les rodes. S’ha de posar un diode led i un fototransistor (una mena d’opto-acoplador) a cada banda de la roda, apuntant l’un a l’altre. D’aquesta manera, quan la roda giri, la llum del diode passarà a través del forat i arribarà al fototransistor, provocant un senyal; un senyal diferent es produirà quan no hi hagi forat, i el fototransistor no vegi la llum del led. Si coneixem l’interval de temps entre els senyals i el nombre de forats, podrem calcular les revolucions de la roda per simple matemàtica. I, sabent el diàmetre de la roda, podem calcular la velocitat del robot. També podem saber si una roda està encallada (si hem topat), i altres factors que hem de tenir en compte per dirigir el nostre aparell de manera autònoma. Per això era tan útil el segon eix, per poder muntar la rodeta dels forats. Tanco l’incís i segueixo amb el control dels motors.
Una altra opció que tinc a mà per controlar els motors és el motor shield d’adafruit. Fa un temps el vaig comprar i muntar, aquest kit, però encara no havia tingut la ocasió de fer-lo servir. És bastant més car que el mòdul del L298, però entre d’altres té l’avantatge que el puc col·locar sobre l’Arduino diecimila sense cap més cable ni preocupació.
Bé, ja veieu que tinc moltes opcions, ara es tracta que em decanti per una o altra, i que pensi en la resta d’aspectes del robot (control, sensors, etc). Però això ja seria molt llarg d’explicar i fer, i aquest no és el propòsit del post d’avui. Seguirem aquest camí un altre dia.
TRES DIMENSIONS
I ara, després de tot aquest text inútil, arribem per fi a algun lloc. Tot això que us he explicat era només per posar-vos en antecedents, ja que la trista realitat d’aquest post és que l’he fet només per penjar uns arxius.
Resulta que he dibuixat totes aquestes peces en 3D per dissenyar un robot. Per estrany que pugui semblar, no tinc temps per trastejar al talleret amb eines i cables, però de tant en tant sí que en tinc una mica -lluny del talleret- per fer ximpleries com aquesta amb l’ordinador.
I aprofitant que ja tinc fets els sòlids, els penjo a la xarxa perquè tots els podeu utilitzar al disseny del vostre següent robot. Si aquest és el cas, us estalviareu la feina que he tingut jo dibuixant (no n’hi ha per tant, tampoc no ha estat tanta!). A més, ara no em negareu que baixar-vos arxius que no fareu servir mai no és un dels vostres vicis, oi?
Els sòlids estan en format STEP, perquè els podeu utilitzar amb el vostre software de tres dimensions preferit, vosaltres mateixos. Pot ser que les mides no siguin exactament iguals a les de les peces que us compreu vosaltres, ja us he explicat que d’un venedor a un altre hi ha petites diferències. Les peces que vaig comprar jo no són pas idèntiques entre elles, n’he dibuixat una de les dues, sense preocupar-me de les dècimes de mil·límetre de diferència que hi pugui haver. A vosaltres tampoc us hauria d’importar, total estem fent robots casolans i no una llançadora espacial. En últim cas, si tant us molesta, editeu els arxius per fer coincidir les mides a la perfecció, què voleu que us digui…
DONWLOADS
Va, anem per feina, que es fa tard. Els següents arxius per baixar són enllaços al meu google drive. Els arxius STEP estan comprimits dins d’arxius RAR sense contrasenya ni res. Vosaltres mateixos, barra lliure!
LA RODA
(és un conjunt de llanda + pneumàtic)
EL MOTOREDUCTOR
(és un conjunt de motor + reductor + eix de sortida)
IMPORTANT
Jo no he fet el disseny d’aquestes peces, per tant no en tinc els drets, ni la propietat industrial, ni intel·lectual, ni res de tot això. Jo només he dibuixat els sòlids d’unes peces que he comprat, i allibero aquests dibuixos al món sota la llicència CC-SA-BY-NC, que és la mateixa que utilitzo per tot el contingut original que hi ha en aquest blog. Per suposat, si feu servir aquests arxius és sota la vostra responsabilitat, vosaltres sabreu. Jo no assumiré cap responsabilitat de res que us pugui passar per fer-los servir (no sé pas què, però ho poso per si de cas).
Per suposat, si poso aquests arxius aquí és perquè els feu servir. Per tant, us animo a:
-Utilitzar-los pel vostre ús personal.
-Copiar-los, enviar-los, i distribuïr-los com us doni la gana (sempre que no cobreu per fer-ho).
-Penjar-los al vostre blog, web, twitter, o el que sigui.
-Modificar-los al vostre gust.
En tot cas, només us demano que n’esmenteu l’origen (un enllaç al meu blog és suficient).
Ja em direu com us ha anat, m’encantaria rebre comentaris d’algú que els hagi fet servir.
Això ha estat tot per avui… Ja sé que ha estat molt temps sense publicar i això d’avui no és gran cosa, però faig el que puc amb el temps que tinc. Estic preparant moltes coses, però ho tinc tot a mitges i no tinc temps d’acabar res. Fins a la propera.
EL TALLERET 