Monolito 1.0: Biblioteca de componentes para Kicad

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Hemos publicado la versión 1.0 de Monolito, una biblioteca de componentes para Kicad. Esta versión incluye todos los componentes de la Skypic 2009, que ya han sido validados en fabricación.

Mi motivación personal es la de fomentar el que se realicen diseños de hardware libre2 para fabricación industrial. Por eso, Monolito sólo contendrá componentes que ya han sido validados en fabricación. La primera versión de Monolito se creó en el 2005, para la realización de la tarjeta Freeleds. Ahora se ha ampliado con los componentes de la Skypic y pronto con los de la Skycube.

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Actualización: Ya está liberada la versión 1.1, que incluye los componentes de la Skycube

Obijuan

Cable USB-serie FTDI para conectar la Skycube al PC

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Para conectar la Skycube 1.0 al PC utilizamos el cable USB-serie de FTDI, modelo TTL-232R-5V. Es un cable que incorpora un conversor usb-serie. Por un extremo se enchufa al USB del PC y mediante un conector de 3 pines (similar al de los servos futaba) se conecta a la Skycube.

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Mediante este cable se descarga el firmware en la Skycube muy rápidamente, usando el pydownloader, de manera similar a como se hace con la Skypic. Además, el cable sirve para conectarse vía serie con la Skycube y poder así tele-controlar los robots modulares desde el PC. Y por supuesto, estos robots se pueden mover también de manera autónoma, sin cables 😉

Para usar el cable es necesario cambiar el conector de 6 pines por uno de 3. En este enlace está publicada la documentación sobre cómo modificar el cable. Esta modificación es reversible, por lo que en cualquier momento se puede volver a tener el cable original.

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En esta foto se ha conectado un módulo y1 al portátil, para descargar software. El otro cable es el de alimentación.

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Segundo prototipo de los módulos MY-1

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Realizado el segundo prototipo de los módulos MY-1, diseñados por Andrés Prieto-Moreno. Es la primera prueba del modelo mecanizado. Las piezas están hechas en una máquina CNC y luego se ha plegado. Se ha empleado aluminio de 2mm de grosor.

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En esta foto se puede ver el módulo al que se le han atornillado la tarjeta Skycube 1.0 en la cabeza y el portapilas en la parte trasera.

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En esta foto el módulo MY-1 está junto al robot Minicube-II hecho con tres módulos Y1.

Este segundo prototipo ha servido para encontrar errores en el mecanizado y probar la pieza del portapilas. Todavía queda por sacar un tercer prototipo y luego la tirada definitiva. Los módulos finales estarán pintados para mejorar el acabado y que no se vean las ralladuras que aparecen durante la fabricación de las piezas.

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Hablando sobre el taller de robots modulares

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El otro día quedamos Andrés Prieto-Moreno, Ricardo Gómez, Javier Valiente y yo en un restaurante chino para comer y de paso hablar sobre el I taller de robots modulares. Como manda la tradición robótica, las reuniones hay que hacerlas en un restaurante chino 😉

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Sobre la mesa, rodeados de comida china, están algunos de los prototipos que se usarán en el taller. El más básico es un módulo Y1 con una tarjeta Skycube. Lo único que hace es oscilar y lo usaremos para enseñar los conceptos básicos de osciladores.

El segundo prototipo es Minicube-I, formado por dos módulos Y1 con conexión de cabeceo-cabeceo. Es el robot mínimo que se puede mover en línea recta, adelante y atrás, usando dos osciladores. El prototipo del taller estará formado por dos módulos una Skycube y un portapilas. Los asistentes aprenderán los principios básicos de coordinación para lograr la locomoción (ver vídeo)

El siguiente prototipo será una configuración PPP, formada por tres módulos y una skycube. En la foto no está. Se mueve sólo en línea recta, pero permitira a los asistentes ver qué ocurre cuando se añaden más módulos y cómo afecta a la coordinación.

El cuarto prototipo será Minicube-II. Es un ejemplo del robot modular mínimo, con topología de 1D que es capaz de realizar 5 movimientos diferentes (ver vídeo)

El taller culminará con algo que he estado esperando durante mucho tiempo: construir un robot “serpiente” muy largo. Los asistentes unirán todos sus robots Minicubes-II para formar uno más grande, que se moverá de manera autónoma por el suelo. Se llamará Super-Cube.

Los módulos que están en la foto son los Y1, sin embargo en el taller usaremos los MY-1, que está actualmente diseñando Andrés Prieto-Moreno.

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Defensa del proyecto de Enrique Holgado en la UCLM

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El pasado 4 de diciembre me invitaron a participar como miembro del tribunal en la defensa del proyecto fin de carrera titulado Diseño y construcción de un microrobot con capacidad para comunicación inalámbrica en la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales de Ciudad Real, en la Universidad de Castilla la Mancha (UCLM). El proyecto lo realizó Enrique Holgado, dirigido por Francisco Ramos.

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En este proyecto, diseñaron e implementaron el robot UCLMin (foto anterior) que incorpora comunicaciones inalámbricas a través de Miwi, una variante de ZigBee hecha por Microchip. Parieron de un Skybot, al que sustituyeron la Skypic por un diseño propio hecho con el PIC18.

Con el nacimiento del UCLMin, el grupo de Robótica y Automática ha comenzado a desarrollar una plataforma para investigar en el apasionante mundo de los robots colaborativos.

Muchas gracias a Enrique Holgado y Francisco Ramos por haberme invitado 🙂

Podéis encontrar más fotos en este álbum

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Tarjeta Skycube 1.0

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Acaba de nacer la tarjeta Skycube 1.0 para el control de robots modulares autónomos. Se puede adaptar tanto a los módulos Y1 como a los nuevos módulos MY. El PCB es de color negro, lo que de da un toque friki 😉 y las esquinas están redondeadas. Hemos fabricado 50 unidades en ELATE SA.

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Es hardware libre2, por lo que cualquier la puede estudiar, modificar, distribuir o fabricar. Las caracterísitcas son:

  • Microprocesador: PIC16F876A a 20Mhz
  • Conexión de hasta 8 servos (8 módulos).
  • 4 conectores de servos por cada cara, para facilitar el cableado
  • Comunicación por bus I2C entre tarjetas Skycube.
  • Conector de I2C doble, uno por cada cara, para facilitar la interconexión
  • Conector de alimentación doble, tipo molex, uno por cada cara
  • Conector de grabación ICSP
  • Led de pruebas
  • Botón de pruebas
  • Micro-interruptor de on/off
  • Led de power-on
  • Slot de expansión para conectar sensores
  • Pines de TX y RX accesibles mediante un conector. Muy útil para descargar firmware usando un bootloader
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    Ha sido diseñada con la herramienta Kicad.
    Podéis encontrar más fotos en este álbum.

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    Módulos MY-1: prueba de concepto

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    Os presentamos la primera prueba de concepto de los módulos MY-1 para construir robots modulares. Han sido diseñados por Andrés Prieto-Moreno. El nombre viene de la abreviación de Metal + Y1. Son la versión de aluminio de los módulos Y1.

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    Tienen las mismas dimensiones que los Y1 y son compatibles, por lo que se pueden conectar entre ellos. Los módulos MY-1 tienen un diseño mejorado: son más robustos, más fáciles de montar, mejoran la colocación del cableado y permiten añadir piezas adicionales para colocar las pilas u otros accesorios.

    En esta foto se ha montado la configuración mínima PP híbrida, formada por un módulo MY-1 y uno Y1. Hemos realizado pruebas de locomoción para validar los nuevos módulos.

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    Este primer prototipo está realizado a mano, por eso el acabado es tosco. El siguiente paso es sacar prototipos en un taller, para mecanizarlo y comprobar que todo funciona correctamente. Finalmente sacaremos una tirada industrial, ya perfectamente acabada, para poder construir robots modulares con ellos 🙂

    Aquí podéis ver más fotos

    Estos son los módulos que utilizaremos en el I taller de robots modulares

    Andrés Prieto-Moreno
    Obijuan
    Ricardo Gómez