¿Cómo desarrollamos nuestro proyecto?
Desarrollamos un sistema compuesto por dos brazos robóticos: uno pequeño que es controlado manualmente, y uno grande que replica los movimientos del primero. A continuación te explicamos cómo lo hicimos:
1. Diseño 3D
Comenzamos diseñando los brazos en Blender, modelando con precisión cada articulación y parte mecánica. El material que utilizamos para la impresión 3D es PLA y enviamos los archivos a imprimir a un costo de $2,50 por hora. Si bien el tiempo exacto de impresión depende del tamaño y la densidad del modelo, estimamos que cada brazo podría tardar entre 8 y 12 horas de impresión continua.
2. Construcción del brazo grande
El brazo consta de 5 servomotores, 4 de ellos del tipo SG90 y un servomotor tipo MG996R más potente para levantar el peso del brazo principal.
Todos los servos funcionan con 5 V y están conectados a módulos PCA9685, lo que permite controlar varios servos desde un Arduino Nano con solo 4 cables.
Este módulo facilita la programación y reduce el número de conexiones directas al Arduino. A través del código indicamos qué servos deben girar, activarse o desactivarse.
Las conexiones del módulo incluyen: GND (tierra), VCC (5 V) y SEÑAL, que están conectadas a cada servo.
El soporte del brazo está diseñado con un sistema de presión roscado, que permite un fácil montaje y desmontaje.
3. Brazo pequeño (control manual)
Este brazo tiene potenciómetros en cada articulación y en la base que producen señales analógicas en función de su posición.
Conexión del potenciómetro:
Pin izquierdo: VCC (5 V de Arduino)
Pin central: Señal analógica (conectado a A0, A1, A2, A3)
Pin derecho: GND (tierra)
También colocamos un pulsador al final que envía una señal para abrir o cerrar la pinza del brazo grande.
Utilizamos una tarjeta con borneras para que todas las conexiones estuvieran más organizadas y seguras.
4. Diseño de la PCB
Para evitar el desorden de cables y facilitar las conexiones:
Utilizamos EasyEDA para diseñar nuestra placa PCB.
Primero realizamos el esquema eléctrico conectando virtualmente todos los componentes (Arduino Nano, potenciómetros, servos, pulsador).
Luego diseñamos el circuito físico, organizando los componentes.
En la tarjeta soldamos directamente el Arduino Nano que hace de cerebro del sistema.
Las borneras permiten conectar fácilmente los potenciómetros y servos, indicando VCC, GND y señal.
5. Fuente de alimentación
Todo el sistema funciona con un adaptador de 5V, que alimenta tanto los servos como el Arduino y la PCB. Solo conectamos el adaptador y empieza a funcionar.