BB8: 9 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:35

Este projeto foi para 'Creative Electronics', um módulo de Engenharia Eletrônica de Bengala na Universidade de Málaga, Escola de Telecomunicações (https://www.uma.es/etsi-de-telecomunicacion/).

Somos três alunos que queriam desenvolver um projeto que nos motivasse e cativasse. Estávamos procurando projetos e um em particular chamou nossa atenção, então pensamos que poderíamos reproduzi-lo. Depois de discutir várias ideias, decidimos criar um BB8.

O instrutível no qual nosso projeto se baseou é:

www.instructables.com/id/BB8-Droid-Arduino…

Etapa 1: Materiais

• Arduino UNO
• Motores DC e rodas - Link
• Blindagem de acionamento do motor L293D - Link
• Modelo Bluetooth HM-10 - Link
• Ímãs de neodímio (8 mm x 3 mm)
• Ímãs 20 mm x 3 mm
• Bola de isopor
• 4 pilhas AA
• Suporte de bateria para 4 baterias AA
• Sharpies
• 100g de vara de pescar
• Plástico para impressora 3D
• Célula de botão
• Suporte de bateria para célula-botão
• LED vermelho
• Um par de fios
• Algumas braçadeiras para segurar os motores
• Tinta branca e laranja
• 3 parafusos para segurar a placa Arduino
• Fita adesiva
• Enchimento de madeira
• Tinta branca e laranja

Você também precisará das seguintes ferramentas:

• Chave de fenda
• Pistola de derreter a quente
• Ferro de solda de lata
• Escovar

Etapa 2: vamos fazer isso! - Estrutura interna

Assim que tivermos todos os materiais, a primeira coisa que devemos fazer é imprimir a peça interna.

Enquanto a peça está sendo impressa, vamos trocar os pinos machos 0 e 1 do controlador dos motores por pinos fêmea-macho. Para isso, com a ajuda de um ferro de soldar, retiraremos os pinos machos existentes e colocaremos os novos. Além disso, soldaremos alguns pinos fêmeas onde indica Vcc e Gnd para poder conectar ali a fonte de alimentação do módulo bluetooth.

Feito isso, faremos as conexões dos motores: vamos conectá-los às entradas M1 e M2 da placa, como está indicado nas fotos.

Depois de imprimir a estrutura interna, podemos prosseguir com a instalação de todos os componentes da seguinte forma:

Os motores serão colocados nas posições indicadas e fixados com flanges.

O arduino será segurado verticalmente com os parafusos como visto na foto e o controlador dos motores será colocado em cima.

Por fim, colocaremos o módulo bluetooth no compartimento dedicado.

Por outro lado, precedemos colocar os ímãs nos orifícios da parte superior, tentando que todos estejam com a mesma polaridade (podemos verificar isso se aproximando de outro ímã).

Nota: as peças para impressão 3D podem ser obtidas no link no início da intrusctable e correspondem ao projeto citado acima.

Etapa 3: Módulo Bluetooth e carregamento do programa

Seguindo o projeto básico, nosso módulo bluetooth é o HM-10 com seis pinos (dos quais, tínhamos quatro deles, os mais importantes, Vcc, Gnn, Rx e Tx).

A conexão dos pinos já foi especificada na seção anterior e a comunicação entre este módulo e o arduino é muito simples, pois o arduino se comunica com ele como um terminal serial.

Em nosso projeto, queríamos mudar o nome do módulo para "BB8". Normalmente, isso é feito através de comandos AT dos quais há muita informação na web mas, o módulo que adquirimos (e do qual deixamos um link na lista de materiais), é do fabricante DSD TECH e precisa um programa que o fabricante disponibiliza em seu site para modificar as configurações do módulo. Link do programa: dsdtech-global

Como comentamos antes, a comunicação é feita em um terminal serial e é muito fácil de verificar, com um aplicativo móvel e um programa básico de arduino seu funcionamento.

Assim que tivermos todas as peças colocadas (seção anterior) e o módulo bluetooth configurado, podemos carregar o arduino com o software anexado na etapa 8. Para fazer isso, primeiro devemos desconectar os pinos Tx e Rx (0 e 1 respectivamente) caso contrário, teremos problemas. Em seguida, conectamos o arduino ao PC, abrimos o aplicativo oficial do Arduino, selecionamos o modelo da placa conectada (Arduino UNO) bem como a porta na qual ela está conectada e procedemos ao upload do programa.

Etapa 4: Aplicação Android

Existem muitos aplicativos IOS e ANDROID compatíveis com o Arduino e nosso módulo bluetooth, por isso foi difícil para nós escolher um … Por fim, escolhemos um aplicativo Android chamado Bluetooth Electronics. Este aplicativo permite que você personalize a tela, coloque todos os tipos de itens, de botões a joysticks e conecte-se de diferentes maneiras, como bluetooth, BLE e USB.

Em nossa interface, colocamos o nome do robô, um teclado e um terminal para ver o que enviamos do aplicativo. Configuramos o pad para enviar 'P' + número + 'F' em todas as transmissões. O 'P' inicia a transmissão, o número corresponde a um número associado a cada seta no teclado e o 'F' termina a transmissão.

Depois de personalizar e configurar nossa interface, conectamos nosso dispositivo e clicamos no botão RUN. Agora podemos testar nosso robô e nosso programa sem nenhum problema.

Link do aplicativo: arduinobluetooth

Etapa 5: Corpo

Esta é uma das peças principais do nosso projeto. No projeto original, o plástico é cinza e a bola tem que ser pintada de branco. No nosso caso, preferimos imprimi-lo em branco para nos poupar algum tempo depois ao pintá-lo.

Depois de terminar, podemos apresentar a estrutura interna e testar se tudo funciona por meio do aplicativo que mencionamos na seção anterior.

Etapa 6: Cabeça

Para fazer isso, primeiro a base da cabeça é impressa.

Em segundo lugar, colocamos um porta-bateria dentro e através do orifício que resta passamos os cabos para colocar um led (corretamente polarizado) em cima e com resistência 330 em um de seus terminais soldando-o como mostra a foto.

Em seguida, cortamos a bola de Porexpan ao meio e colamos com silicone quente no topo da base da cabeça.

Finalmente, tivemos que colocar os ímãs no interior para os quais usamos silicone quente.

Etapa 7: Decore

Para a bola, primeiro, com uma bússola, fazemos dois círculos. Então, em cada diagonal dos círculos fazemos 1 retângulo.

Uma vez feitos os 6 desenhos a lápis, pegamos uma fita adesiva para cobrir tudo o que não queríamos pintar e aplicamos 1 demão de spray (tomando os devidos cuidados).

Quando está seco, retiramos a fita e contornamos todos os desenhos com um lápis como gostamos. No nosso caso, olhamos para o design do BB8 original.

É importante ter certeza de que os desenhos estão perfeitamente distribuídos e que não há muitos desenhos nas juntas, pois o corte será notado quando procedermos ao fechamento da bola.

Por fim, para fechar a bola optamos por usar fita adesiva e finalizar a bola como vemos na última seção.

Etapa 8: Software

No link a seguir para a plataforma GitHub, você encontrará o código que deverá implementar na placa arduino UNO para desenvolver este instrutível. Você terá que fazer o download e upload conforme explicado na etapa 3.

Lembre-se de ter os pinos Tx e Rx da placa Arduino UNO desconectados. Caso contrário, o carregamento não será possível e trará problemas.

Link: GitHub

Etapa 9: Conclusão

Agora que você já sabe como construir o BB8, mostraremos uma série de dicas e truques de nossa experiência que o ajudarão, ao replicar este projeto, a funcionar corretamente e sem problemas.

Como você deve se lembrar, na etapa 6 os ímãs são instalados e nossa ideia inicial era colocar três ímãs de neodímio na estrutura interna e outros três na cabeça, mas quando os adquirimos e testamos, os ímãs exerceram tal força que o interno estrutura foi levantada e não funcionou corretamente.

Portanto, testamos ímãs menos potentes para a cabeça (portanto, não são de neodímio), bem como compensações com pesos para que a bola não tivesse muitas oscilações e recuperasse sua posição inicial rapidamente. Isso ajudou a garantir que, quando intercalada com voltas e passos para frente, a direção da bola não fosse distorcida.

O que aconteceu é que, nos testes anteriores, a bola girava em círculos e se você acelerasse, a trajetória não era perfeita, algo que corrigimos com o peso de 100 gramas localizado na parte de trás da estrutura interna e que pode ser visto em a imagem anexada.

Por outro lado, para reduzir o atrito e tornar o giro da cabeça mais natural e escorregadio, colocamos tiras de fita adesiva nos ímãs.