Construcción de un robot Humanoide [Charla, ideas...]

15 comentarios / 0 nuevos
Último envío
Imagen de Luison
Offline
Visto: Hace 2 meses 5 días
Unido: 10/06/2015 - 23:58
Construcción de un robot Humanoide [Charla, ideas...]

Ya el año pasado se abrió en la liga robotica la puerta a los robots humanoides y parece que este año se le quiere dar un empujón.

Hace muchos años se hicieron cosas chulas con los humanoides, pero las cosas han cambiado, ahora hay posibilidad de construir piezas en 3D, usar mejores microprocesadores, uso de Arduino... etc. Así que sería un buen momento y lugar para poder hablar sobre la construcción de humanoides, ideas en mente, soluciones, avances... y que esté disponible para todo aquel que le interese el tema.

¡Os invito a participar!   advise

Imagen de Ruben
Offline
Visto: Hace 1 año 8 meses
Unido: 23/12/2015 - 13:11
Ya que Luisón ha abierto la

Ya que Luisón ha abierto la veda, voy a exponer lo que estoy haciendo yo para ver si podéis darme ideas.

Venimos hablando unos cuantos desde hace un tiempo sobre hacer un humanoide "educativo" e ir evolucionándolo progresivamente. No queremos que sea uno de 1500€ con servos caros, queremos uno de bajo coste que pueda montarse quién quiera y hacerlo en open source.

En principio va a llevar servos de 9 gramos (los típicos de aeromodelismo) y en función de lo que aguanten podremos meter más o menos articulaciones, pero siempre teniendo en cuenta que queremos que sea fácil de programar, y por supuesto que cualquiera pueda comprar el material e imprimirse las piezas. Lo cual, en mi opinión nos lleva a utilizar Arduino.

Para el control tengo un mando de PS3 por bluetooth, que sólo puede conectar con un bluetooth dongle (no sirve un HC-05). Por eso es necesario utilizar una Arduino con un host. Y además estoy diseñando la placa a medida, para que no sea muy grande.

Resumiendo, se necesita:

- Electrónica a medida (descrita más adelante)

- Servos de 9gr

- Batería Lipo 2S de 900mAh (calculado para dar corriente suficiente para 12-16 servos)

- Conversor DC-DC externo de 5V y 8A

- Mando de PS3 por bluetooth

- Bluetooth dongle

- Piezas impresas en 3D

Tengo todo excepto las piezas impresas y la electrónica a medida, que está a medio diseñar.

Y en cuanto a la electrónica, necesita las siguientes características:

- Entrada de 5V para conectar la salida del DC-DC

- Salida para al menos 16 servos

- Buses (UART; I2C...) de expansión para que la placa sea polivalente a futuras versiones y poder utilizarlo con Open Servo comunicando los servos por un único bus

- Microcontrolador programable con Arduino

- uC con host integrado para conectar directamente el BT dongle

- A ser posible, si no lleva host integrado, que el uC esté alimentado a 3V3 para ahorrarme los conversores de niveles hacia el host

- uC de bajo coste

- uC con librerías que ya soporten el host

Obviamente es difícil cumplir con todas las condiciones, pero he encontrado varios casos que podrían servir:

- Arduino Mega ADK: es una Mega, pero lleva un integrado MAX que actúa como host. Las librerías soportan el host y el precio de host + uC rondaría los 24€ + IVA

- Arduino Due: he visto que una web que han conseguido conectar el bluetooth al puerto nativo de la Due (https://avahilario.net/2013/11/arduino-due-bt-dongle/). Tengo que probarlo con una que me van a dejar, pero si esto funciona, la potencia de cálculo será mayor y me ahorro el host y el precio del uC se reduciría a 10€ + IVA. Creo que es la mejor opción

- STM32: me han aconsejado utilizar esta familia de micros porque también está adaptado para Arduino, al menos alguno de ellos (http://www.stm32duino.com/). Son micros con buena fama y serían una buena opción, pero habría que incluir el host y no sé si tienen las librerías adaptadas para controlarlo.

- LPC2148: desde que empecé con la robótica vengo utilizando el LPC2138 porque fue el que aprendí en la carrera. El LPC2148 se diferencia de este otro en que tiene puerto nativo para carga directa del firmware. Tiene potencia, buses y entradas y salidas suficientes para los servos, pero no tiene las librerías adaptadas como host para el bluetooth. La única ventaja que le veo respecto al uC del Due es que es más pequeño, por todo lo demás llevaría más trabajo la programación básica.

Mi pregunta es: ¿qué microcontrolador utilizaríais para este caso? De momento la mejor opción que veo es el Cortex ATSAM3X8E de la Arduino Due.

Imagen de Luison
Offline
Visto: Hace 2 meses 5 días
Unido: 10/06/2015 - 23:58
Uhm! 

Uhm! huh

Con lo del micro me veo más perdido al tener tantas "restricciones", pero unas preguntas...

 

Esos servos de 9gr... Cuánto par tienen? Ya van a poder mover el bípedo? Sobre todo los de cadera tienen una palanca muy grande.

Por otro lado... Igual es mejor hacer dos raíles independientes con sendos step-down de 5A que sólo uno de 8A? Cada "raíl" alimentaría un lado del bípedo.

Imagen de Ruben
Offline
Visto: Hace 1 año 8 meses
Unido: 23/12/2015 - 13:11
El par de cada servo es de 1

El par de cada servo es de 1,3 Kg/cm. Por eso igual se ve limitado si es demasiado peso. De ahí que la placa sea a medida, que intente reducirlo al máximo y hacer las piezas ligeras.

He estado haciendo pruebas con los servos aplicando fuerza y no pasan de 0,5 A por mucha fuerza que haga. Algunos de ellos ni siquiera llegarán a consumir 0.2 A porque en movimiento dan 0,1A. Así que lo he dimensionado para que hubiera corriente de sobra y no tuviera que meter una batería muy grande o dos conversores.

Como verás intento reducir peso y precio a toda costa xD porque en principio va a ser un robot para trastear.

Imagen de Luison
Offline
Visto: Hace 2 meses 5 días
Unido: 10/06/2015 - 23:58
Es que el tobillo por ejemplo

Es que el tobillo por ejemplo... Como mínimo te haces palanca de 10cm... Va a ir justito a nada que pese. A ver cómo avanza!! ah

Imagen de pelopincho
Offline
Visto: Hace 1 año 8 meses
Unido: 23/12/2015 - 11:32
De qué precio de coste

De qué precio de coste estamos hablando aproximadamente? Podria superar un zowimanoide?

Imagen de Ruben
Offline
Visto: Hace 1 año 8 meses
Unido: 23/12/2015 - 13:11
Calculo que va a estar entre

Calculo que va a estar entre 70 y 90€ aproximadamente. En función del número de servos, de si las pruebas con la electrónica van bien o toca modificarla, del tamaño de la batería, etc.

Imagen de Luison
Offline
Visto: Hace 2 meses 5 días
Unido: 10/06/2015 - 23:58
70-90€ con todos los

70-90€ con todos los servomotores, todo imprimido, la batería y electrónica?? Está muy bien de precio! good

Imagen de pelopincho
Offline
Visto: Hace 1 año 8 meses
Unido: 23/12/2015 - 11:32
Pero un zowimanoide podría

Pero un zowimanoide podría salir por:

4 x 4€ futaba 3003 = 16€

5 x 3€ tg9e = 15€

electronica: nano + shield + step down + bluetooth + imu = 20 €

Plastico 5 €

 

Total ... 56€? y 1 mes esperando ...

 

Imagen de Ruben
Offline
Visto: Hace 1 año 8 meses
Unido: 23/12/2015 - 13:11
Sí, Luis, 70-90€ tirando por

Sí, Luis, 70-90€ tirando por lo alto. Que aún sigo recortando precio de algunas partes y podría salir por algo menos.

Los zowihumanoides son otra opción. Yo quería orientarlo a que tuviera alguna articulación más, poder meter más servos a menor precio, aligerar todo (incluída la electrónica con su rediseño), etc. En general quiero que sean más polivalentes.

Imagen de JavierIH
Offline
Visto: Hace 1 año 7 meses
Unido: 18/07/2016 - 15:57
Buenas!

Buenas!

He visto este post y quería aprovechar para saludar. Soy Javi, he estado compitiendo en la liga con mi humanoide.

Quería comentar alguna experiencia que he tenido con los robots. Hace un par de años en la asociación de robótica de la Carlos III estuvimos haciendo humanoides imprimibles baratos. Lo tenemos todo más o menos documentado aquí: https://github.com/myod-roboti...

Le metimos servos mg996r (chinos), una arduino mega con una shield de conectores, una lipo, un convertidor, sensores variados, etc. El mayor problema que tuvimos es que el robot tenía demasiadas cosas. Empezamos poniéndole unos 20 servos, que además de pesar bastante (engranajes metálicos) consumían una barbaridad, así que le pusimos una batería de 2s 1750mah y un convertidor DC-DC bien gordo. El robot quedó bastante delicado y enclenque. Al tener muchas articulaciones tenía muchas holguras, el consumo era enorme, el volumen de cables era muy grande también... Vamos, que funcionaba pero fue un poco chasco.

Yo después de esto tiendo a pensar que los diseños cuanto más simples sean mejor. Los microservos estos azules tienen poca fuerza, pero en relación al peso que tienen y a lo poco que consumen están bastante bien, necesitarán una batería pequeña con un convertidor pequeño y al final esto también significa un coste menor.

Últimamente he estado pensando en hacer un prototipo como los que compiten en la Robo-One Light, que son robots muy simples, a veces simplemente con 8 servos pero con un tamaño standard (unos 40 cm de alto). De esta forma, usar servos más gordos se contrarresta con que el número total de servos es muy bajo.

Dejo un video de cómo son estos bichos. Me refiero al de la derecha, el de la izquierda es un Kondo KHR-3HV
https://www.youtube.com/watch?...

 

Imagen de Luison
Offline
Visto: Hace 2 meses 5 días
Unido: 10/06/2015 - 23:58
Por qué usabais un

Hola Javier!!

Por qué usabais un convertidor dc-dc?? Esos servos se pueden alimentar directamente a la lipo 2S.

Esos servos utilicé en mi primer bípedo, 24 llevaba:

 

El problema de holguras en mi caso era de los propios engranajes de los servomotores que iban poco a poco "cediendo". 

Imagen de JavierIH
Offline
Visto: Hace 1 año 7 meses
Unido: 18/07/2016 - 15:57
Buenas,

Buenas,

Según las especificaciones de los servos el máximo son 6V, no me he atrevido a conectarlos directamente a una Li-Po. Lo máximo para mí ha sido conectarlos a una Li-Fe que dan nominalmente 6.6V. Sea como sea, es bueno saber que se pueden exprimir un poco más.

Conozco tu robot!!! Puede ser por el foro de Bipedolandia? 

Imagen de Luison
Offline
Visto: Hace 2 meses 5 días
Unido: 10/06/2015 - 23:58
No, los mg996 hasta donde yo

No, los mg996 hasta donde yo sé, no son de 6V, de hecho dan sus especificaciones a 6 y a 7.2V huh

 

Sí!! Seguro que es de bipedolandia! Hace muchos años ya de eso!! good

Imagen de JavierIH
Offline
Visto: Hace 1 año 7 meses
Unido: 18/07/2016 - 15:57
Es curioso, porque me ha dado

Es curioso, porque me ha dado por buscar y encuentro información diferente en cada sitio, quizás es por la diferencia entre los originales y las versiones chinas. En principio, en la página de Tower Pro pone 4.8-6.6V, y en Servo Database 4.8-6V, pero en Amazon por ejemplo dan especificaciones a 7.2V.

Bueno, creo que tengo por ahí tirado algún servo que tenía tocados los engranajes, aprovecharé para probarlo. Desde luego si van bien con una lipo de 2s se simplifica bastante el tema de la alimentación.