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Centauro, robot "fatto in casa" con Arduino

Centauro in mansarda

Centauro, robot fatto in casa con un Picaxe 40X2 e Arduino, Misure 120x80x70 cm, struttura in ferro, mosso da due motoriduttori da 40W ognuno e 24,3Nm di coppia, il tutto alimentato da una batteria di auto. Progetto open source: Schemi,diapositive e codice sorgente sono online. Questo è il Do-It-Yourslef secondo me. 

Maker, è solo da poco che sono venuto a conoscenza di questo termine, ed ora che lo conosco lo sento e lo vedo dappertutto.

Mi chiamo Francesco Laurito, ho 24 anni e studio ingegneria elettronica all'università della Calabria. Sin da piccolo sono stato attirato dall'elettronica: mi regalavano una macchinina telecomandata o qualsiasi altra cosa di elettronica e dopo qualche giorno era smontata e “razziata” pronto ad usare i componenti per creare qualcosa di mio. Appena in TV facevano vedere qualche pubblicità su una raccolta che prometteva di farti costruire un robot pezzo dopo pezzo correvo in edicola, ma già al 3-4 fascicolo capivo che il prezzo era proibitivo e poi ho iniziato a leggere qualche libro di Asimov...

Mi sono iscritto all'ITIS E.Fermi di Castrovillari, indirizzo perito elettrotecnico e automazione, ed è proprio durante il quarto anno che ho iniziato a pensare ad un progetto, un robot: Centauro.

Centauro, questo nome per la somiglianza alla figura mitologica, si muove come un cingolato, con una distribuzione a catena. Ricordavo che all'università una decina di anni fa (già all'epoca erano stati fatti tagli all'istruzione) un gruppo di ragazzi stava lavorando ad una sorta di kart, ma avendo un badget limitato, avevano fatto un prototipo della struttura usando canaline da elettricista. Per il mio prototipo iniziale ho utilizzato proprio delle canaline così da farmi un idea sulle misure. Ho iniziato a seguire un forum, dove ho appreso molto riguardo il dimensionamento dei motori. I due motoriduttori sono degli MR 752 52 1/64 da 40W con una coppia 240 kg/cm; questi sono azionati da un Pololu Dual VNH5019. Il materiale della struttura: profilato di ferro tubolare quadrato 20*20*1.5, perché più economico e semplice da lavorare anche se a discapito del peso.

Alto 1,20m e con 80cm*70cm di base, pesa all'incirca 40 kg inclusa la batteria al piombo da auto da 45 Ah che lo alimenta. Il mio laboratorio, una rustica mansarda, offriva vecchie stampanti e vari apparecchi elettronici dove ho recuperato vari motori e sensori. La testa l’ho fatta utilizzando una forcella di bicicletta, per il moto destra-sinistra ho utilizzato un motore dc preso da una vecchia stampante hp e utilizzato come fine corsa dei pulsanti.

Nel 2007/2008 avevo sentito parlare di Arduino ma ancora non ne percepivo le potenzialità, quindi per quanto riguarda la scelta iniziale del microcontrollore è stata un picaxe 40X1 e poi 40X2, per la semplicità di programmazione, basic, il costo e tre manuali che spiegano passo passo come utilizzarlo, in seguito ho aggiunto Arduino. Centauro si comanda mettendo la mano sulla spalla, sotto la spalla destra c'è un sensore capacitivo, in base al tempo in cui la mano sta appoggiata va in atto un programma. Il robot può essere teleguidato con un nunchak, collegato ad un Arduino con protocollo I2C, i 2 moduli xbee pro s1, da datasheet, permettono di pilotarlo fino a 1,6 Km di distanza. I due microcontrollori Picaxe 40X2 e Arduino, lavorano in simbiosi in collegamento I2C, il primo gestisce il busto con i vari sensori e attuatori, mentre il secondo la base e quindi i sensori di luminosità, prossimità e motoriduttori.

Nel progetto iniziale nel 2007 prevedevo di usare uno smartphone ne intravedevo le potenzialità come “cervello estraibile” lowcost, usare la fotocamera, connessione a internet, gps, sensori, riconoscimento vocale e in bluetooth farlo comunicare con il microcontrollore; e magari creare un'applicazione che permetteva di creare una personalità e un certo grado di apprendimento, cosi da poter portare il nostro “C1.0” ovunque e inserirlo in qualsiasi altro robot. Nel 2012 incuriosito da questi caschetti che leggono le onde cerebrali, ho acquistato un NeuroSky Mindwave mobile, è tra i più economici della categoria, ha solo un sensore e questo se non ben posizionato può non trasmettere le informazioni. Oltre a mostrare le varie onde delta, theta, alpha, beta, gamma, può leggere due stati mentali, rilassamento e concentrazione, in più percepisce lo sbattere delle palpebre; i dati vengono trasmessi via bluetooth.

Ci sono dei programmi Open Source che permettono un immediato interfacciamento tra il lettore di onde e il dispositivo che si vuole comandare (purtroppo non ho ancora avuto modo di giocarci per bene!).

Molti mi hanno chiesto quale sia la particolarità di Centauro; bene, non è data dalla potenza di calcolo né dalle cose che sa fare, dietro non ci sono calcoli strutturali e gli errori e difetti sono tanti.

La sua particolarità è che è stato pensato da un adolescente che sapeva poco e niente di robotica. Ma anche che è stato fatto in una mansarda con i pochi attrezzi a disposizione e spendendo il meno possibile, ma la cosa più bella è che ho imparato tante cose che altrimenti non avrei mai imparato a scuola o all'università.

Un maker è una persona capace di creare oggetti con quello che trova, riutilizzando hardware e cose che per altri sono spazzatura, è un guru del fai-da-te, è un creativo; il credo comune è condividere!

Stiamo vivendo la terza rivoluzione industriale e i makers sono una risorsa per la società, insieme con Hackerspace e FabLab, possono rilanciare l'economia del nostro Paese, in più sono una risposta al problema dell'inquinamento dove riciclare significa innovare e prototipazione e produzione possono essere fatte ad un basso costo e chilometro zero.

Tempo fa ho fatto un accordo con la scuola: Centauro verrà donato all'istituto, voglio dare agli studenti quello che io non ho avuto, un robot con cui poter sperimentare e apprendere (la maggior parte dei circuiti sono su breadboard così da poter aggiungere sensori, attuatori ecc).

Condividere è progredire!

Il 19 Dicembre 2012 ho presentato Centauro a Saracena, un piccolo paesino ai piedi del Pollino, a Maggio ai ragazzi dell ITIS E.Fermi di Castrovillari e il 4 Giugno all'UNICAL, con l'aiuto di Hacklab Cosenza il progetto è ora online e open source, su centauro.hlcs.it , è ancora in fase di "costruzione", scaricando le slides della presentazione troverete tante altre foto e schemi.

Intanto penso a Centauro 2.0 sicuramente qualcosa di più complesso, qualcosa di più sorprendente! Magari utilizzando ArduinoTre e OpenCV.

Cosa ne pensate? Qualcuno si vuole aggiungere?

 

 

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ritratto di Ivan Scordato

ottimo

Ottimo lavoro!
Dimmi un pò...
In base a quali calcoli hai scelto i motori?
Saluti,
Ivan

ritratto di alex272

Calcoli motori..

Voglio intanto fare i complimenti all'autore, per l'articolo, ma soprattutto per la storia, lo spirito, la passione, BRAVO !!!!

Ivan, secondo me i calcoli dei motori sono di questo tipo... "dunque cosa passa il convento ?" ... "OK perfetto !" :):):) Credo che questo, almeno per i primi tempi del progetto, sia stato il leitmotiv delle scelte costruttive...:):):)

Bravo ancora!!

Ciao

ritratto di Francesco Laurito

calcoli

grazie alex272,
ahahahah :D! no, nel caso dei motori questo discorso non si poteva fare, se la coppia massima fosse stata troppo bassa, Centauro non si sarebbe mosso: struttura in ferro, peso aggravato da una batteria di auto, i vari attriti... un minimo di dimensionamento era d'obbligo... quindi il convento a "trovato" i soldi per comprare quello che gli serviva, senza perdere altro tempo :)

ritratto di Francesco Laurito

grazie!

grazie Ivan!
F1=m*a
Ft=F1+m*cos(angolopianoinclinato)
C=Ft*r
rpm=[v/(2*pi*r)]*60...
http://www.robot-italy.net/roboforum/showthread.php?t=2706
è una delle pagine che studiai quando si pose il problema... ottimo forum!
http://forum.roboitalia.com/showpost.php?p=40394&postcount=44
programma di astrobeed che semplifica la vita;
nel mio caso le perdite per attrito sono molto alte, non ho usato cuscinetti inoltre si muove come un cingolato ma su ruote e nel svoltare a dx o sx deve "sbandare"... essendo i due motoriduttori epicicloidali sovradimensionati si muove con una certa disinvoltura
se hai altre domande non esitare a chiedere!
Francesco

ritratto di Ivan Scordato

Grazie a te!

Grazie a te!

 

 

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