EscoriaBot y Botsura, reciclaje Maker con Esteban Pagano

Maxi

hace 5 años

Todos hemos escuchado hablar alguna vez de desastres ocasionados por algún tipo de contaminación de suelos, ríos, mares, napas, hasta en los lugares más recónditos del planeta puedes encontrar residuos no naturales, por ejemplo, en la cima del Monte Everest.

Para darnos una idea los basurales a cielo abierto reciben gran parte de los residuos electrónicos que descartamos: teléfonos celulares, pilas, baterías, computadoras y cámaras.

Sin una adecuada gestión, contaminan y afectan la salud de todos. Por otra parte, se derrochan miles de recursos que pueden recuperarse.

¿Qué podemos hacer?

Las ideas son grandes en el momento en que se convierten en realidades. Por eso hoy vamos a pasar a la acción, con Esteban Pagano que nos presenta a “ESCORIABOT” y “BOTSURA”.

Ingeniosos nombres para proyectos makers que seguro te encantarán.

Nos enseña a darle una segunda oportunidad a esos desechos electrónicos que podemos encontrar en nuestra casa, o en la del vecino. :)

Indice de contenidos

1 El reciclado como una alternativa de bajo costo
2 Un poco de historia sobre Escoriabot y Botsura
3 Lista de materiales
4 EscoriaBot
5 Paso N°1 El chasis.
6 Paso N°2 las ruedas.
7 Paso N°3 Los Bogies
8 Paso N°4 La rueda tractora
9 Paso N°5 La oruga
10 Paso N°6 tensor de oruga
11 BotSura
12 Código y Documentos GitHub
13 ¿Nos darías algún consejo?
14 Conclusiones

El reciclado como una alternativa de bajo costo

Cuéntanos Esteban ¿Por qué empezaste a reciclar?

EP: Si hablamos de comprar alguna pieza en particular para tus proyectos, como por ejemplo, un motorreductor los precios pueden ser bastante elevados y a menudo no encuentras lo que buscas.

Los costos, tiempos de envío suelen ser exorbitantes y comprar en cantidad para un proyecto maker no es la solución.
Por eso decidí buscar una alternativa, y el reciclaje claramente era una buena opción.

Un poco de historia sobre Escoriabot y Botsura

Esteban nos cuenta cómo fue tomando forma el proyecto, y nos aclara las dudas con un proceso paso a paso para que cualquiera lo pueda hacer.

EP: La meta es reutilizar lo más posible. Aquí te muestro como fueron poco a poco surgiendo problemas y como los solucione.

Desde que vi en mi niñez a R2-D2 (hace más de 40 años), quise tener un robot. Pero había una gran barrera para lograr mis sueños, La Electrónica y este problema permaneció durante muchos años más.

Siendo usuario, defensor del software libre escuche hablar de arduino pero parecía que era demasiado difícil para mí hasta que un amigo, Gustavo, quien sabe mucho del tema, me impulsó y ayudó a elegir mi primer kit.

Un kit Arduino 4×4 básico, de los típicos que se ven por Internet que consta de dos placas de acrílico y 4 motores.

Funciona pero quería algo más potente y con menos problemas de atascos. Empiezo a construir varios robots, primero eran simples con un chasis de plástico y ruedas pequeñas, de esas que usa la impresora para empujar el papel.

A la derecha el robot comercial con chasis modificado y a la izquierda el primer robot reciclado con motores DC, un nodemcu v3, Sin reductor por lo que tenía poco torque.

Un robot 4×2 con una caja reductora hecha a mano sin mucha precisión, pero ganando mucha experiencia.

El primer robot oruga. Con cajas reductoras recicladas de scanners y unas orugas hechas con goma eva, ( no las recomiendo porque se estiran y pierden fuerza).

Luego junto más y más piezas hasta que cae en mis manos una fotocopiadora, nunca pensé que fuera tan pesado un bicho de esos, pero a costa de mis hernias la traigo a mi casa y la desarmo.

Recupero 7 motores nema, 4 cajas reductoras un millón de tornillos y engranajes.

Piezas recuperadas de la fotocopiadora.

Puedes apreciar las baterías 18650 (verdes) provienen de notebooks. Los motores acoplados a los motoreductores de la fotocopiadora.

Doblo los plásticos de impresora con calor y con un poco de tela le doy rigidez a la oruga.

Esta versión funciona bien, pero pierde potencia, ya que su rueda tractora mueve la oruga por fricción, por lo que decido hacer dos nuevas versiones.

Así nacieron “EscoriaBot” (60 cm x 37 cm) y “Botsura”(36 cm x 25 cm).

Lista de materiales

Esta lista vale para ambos robots.

Microcontrolador. En mi caso uso Arduino Mega.

Driver para los motores. En este caso se utiliza L298n ya que soporta más amperaje, también puedes probar el L293d.

Módulo Bluetooth Hc-05.

Sensor ultrasónico hc-sr04. Si bien todavía no lo instalé en otra versión lo instalé sobre un servo para darle la posibilidad pasar obstáculos .

Otros: Cables, conectores, Leds. Varillas de fibra de vidrio, (estas las conseguí de carpas de campamento rotas). Placas, tubos de plástico, Pegamentos. Herramientas varias.

Ambos robots están hechos a partir de un plástico de cartelería, la placa que encontré era del tipo “Foam alta densidad” aunque, cualquier placa de plástico con cierta rigidez vale para el prototipo.

EscoriaBot

Aquí Esteban nos muestra el final de esta ardua pero gratificante tarea maker.

EP: Comencemos con los planos de Escoriabot. Están hechos en Inkscape, fácilmente puedes cambiar sus dimensiones si es lo que deseas.

Paso N°1 El chasis.

El chasis, es grande y sus ángulos de ataque, salida ayudan a que el prototipo supere obstáculos.

Es buena idea hacer los agujeros antes de cortarlo, si se tiene bien decidido el diseño. Luego cortamos con una regla de metal y cutter-trincheta.

Paso N°2 las ruedas.

Las ruedas parten de dos círculos unidos por un pedazo de tubo de diámetro inferior en el medio y pegados con silicona. No necesitaban ser perfectas para que funcionen bien.

Puedes mejorar la simetría de las ruedas utilizando una varilla como eje y repasando sus bordes con una (en mi caso utilice varillas de una carpa de campamento.

Paso N°3 Los Bogies

Ahora toca el diseño de bogies basados en los tanques Sherman, esto permite que las ruedas se adapten al terreno.

Imprime los patrones que figuran en los planos y pégalos sobre el plástico para poder cortarlos.

Por supuesto que todo esto con una CNC sería mucho más fácil pero a falta de una, toca el ingenio, además es divertido.

Se perforan los círculos negros en el patrón.

Luego monta los bogies usando como ejes varillas cortadas a medida (en mi caso fibra de vidrio reciclada).

Para alinear las ruedas atraviesa todo el chasis con unas varillas y de paso le das rigidez al chasis.

Paso N°4 La rueda tractora

Ahora viene lo complicado. En el pasado hice robots cuya rueda tractora fricciona sobre la oruga, pierde potencia tanto por fricción (tensión excesiva) y suele girar en falso. Esta no es la forma en la que funcionan estos vehículos.

Por lo que busco una alternativa y diseñó una oruga simple de fabricar a mano. Confeccionada por placas de plástico que acoplan motores mediante unos engranajes.

Por lo tanto, deberás diseñar y cortar los engranajes como se ven en la figura. Recomiendo hacer los dientes de engranaje pequeños para tener menos problemas cuando transmite potencia.

Paso N°5 La oruga

Mide la distancia entre los dientes de engranajes y corta unas placas que serán los eslabones, luego pega las piezas sobre una tira de tela que es lo que une a todos los eslabones. Recuerda que la distancia, debe ser la misma para todos.

Pega piezas centrales que mantienen la oruga alineada. Es la pieza que calza dentro de las ruedas en la guía de los bogies, esto permite que la banda quede en su lugar. Puedes biselar sus lados para que siempre tienda a centrarse.

Puedes usar un patrón para que la distancia entre eslabones sea adecuada.

Perfora y asegura cada eslabón con alambre para que no se despeguen.

Recomiendo que incluyas dos tiras de tela en los costados de la oruga (como se ve en la figura), esto refuerza la guía y evita que se salga de lugar la oruga.

Paso N°6 tensor de oruga

Otro problema que puedes tener es que las orugas pierdan tensión, vibren y se salgan (sobre todo cuando das marcha atrás).

Para solucionar el problema añade dos ruedas por encima del chasis y un sistema tensor.

Hay muchas formas de hacer un tensor.

Puedes hacer agujeros elípticos el chasis por donde va el eje de las ruedas complementarias.

Luego con dos bandas elásticas y una varilla externa, tensas el eje (tal como se ve en la imagen). Así reduces las vibraciones.

Paso N°7 Caja reductora y motores CC

Luego, toca seleccionar los motores que utilizaremos. En el proyecto me decidí a utilizar dos motores de continua, ya que se pueden alimentar directamente con baterías recicladas de notebook. Soportan entre 12-24 volt, y tienen un consumo viable. Los alimento con 5 baterías (18650) en serie.

Estos motores la desventaja que tienen es que su velocidad es muy alta y su torque de arranque es muy bajo. Por esto, hay que integrar cajas reductoras. Puedes construir una tu mismo con una impresora 3D (es lo que recomiendo). En el proyecto se utilizaron cajas reductoras recicladas de impresoras HP.

Paso N°8 Electrónica, circuitos, firmware, app movil.

Aquí puedes conocer como se utiliza la herramienta en Git Hub

Instala la electrónica basada en un Arduino Mega con un Bluetooth HC05 y un L298n. siguiendo este diagrama

Finalmente, tendrás que instalar y configurar la app móvil. Se llama Bluetooth Electronics (disponible para Android, hay otras alternativas para iOS).

Aqui tienes el repositorio GitHub del proyecto.

Consideraciones del circuito, mecánica componentes electrónicos Escoriabot

Esteban nos da una explicación técnica sobre el circuito, driver, componentes, baterías, app móvil.

Esteban nos da una explicación técnica sobre la altura, sistema de tracción, tensor de oruga, refuerzo estructural, material utilizado, de Escoriabot,

Vualá a disfrutarlo.

BotSura

EP: Es una versión más chica (36 cm por 25 cm) del mismo robot tiene motores de menor potencia y es más rápido.

Puedes repetir los mismos pasos que en el anterior, solo que tiene dos bogies en lugar de tres.

Aquí te dejo el Plano de botsura.

Código y Documentos GitHub

Puedes acceder a todos los documetos en Git Hub

/* include library */
#include <SoftwareSerial.h> // libreria que permite establecer pines digitales


SoftwareSerial miBT(19, 18);   // pin 19 como RX, pin 18 como TX en mi caso uso un arduino mega pero puede ser cualquier otro.

// ----------- Puenteh

int ENA = 40;      // ENA de L298N a pin digital 5    
int ENB = 50;      // ENb de L298N a pin digital 5    
//derecho
int IN1 = 42;      // IN1 de L298N a pin digital 2    
int IN2 = 44;      // IN2 de L298N a pin digital 3    
//izquierdo
int IN3 = 46;      // IN2 de L298N a pin digital 2    
int IN4 = 48;      // IN3 de L298N a pin digital 3    
int ALIMENTACION1 = 52;      // pin de alimentacion para el L298n siempre encendido uso este simplemente porque es mas fácil tener todos los cables juntos 
int speedCar = 1024;   // variable para almacenar valor de velocidad
int speedOff = 0 ;

char DATO = 0;      // variable para almacenar caracter recibido


void setup(){
    
  miBT.begin(38400);    // comunicacion serie entre Arduino y el modulo a 38400 bps
  Serial.begin(38400);

  
  pinMode(ALIMENTACION1, OUTPUT);   // ENB como salida
  digitalWrite(ALIMENTACION1,HIGH);
  
  // l298n
  pinMode(IN1, OUTPUT);   // IN1 como salida  
  pinMode(IN2, OUTPUT);   // IN2 como salida
  pinMode(ENA, OUTPUT);   // ENA como salida
  pinMode(IN3, OUTPUT);   // IN3 como salida
  pinMode(IN4, OUTPUT);   // IN4 como salida
  pinMode(ENB, OUTPUT);   // ENB como salida
  
}

void loop(){

    //------------Bluetooth
if (miBT.available()){      // si hay informacion disponible desde modulo
  DATO = miBT.read();   // almacena en DATO el caracter recibido desde modulo
     Serial.println("dato" + DATO);
    
      if(DATO == '1') { MotorForward();}
      else if(DATO == '3') {MotorBackward();}
      else if(DATO == '4') {TurnLeft();}
      else if(DATO == '2') {TurnRight();}
      else if(DATO == '0') {MotorStop(); }  
      
  }
  
  delay(50);
  
}


// Funciones de motores
/* FORWARD */
void MotorForward(){
  analogWrite(ENA, speedCar);  // velocidad mediante PWM en ENA
  analogWrite(ENB, speedCar);  // velocidad mediante PWM en ENB

  digitalWrite(IN1,HIGH);  
  digitalWrite(IN2,LOW);
  digitalWrite(IN3,HIGH);
  digitalWrite(IN4,LOW);
}

/* BACKWARD */
void MotorBackward(){
  analogWrite(ENA, speedCar);  // velocidad mediante PWM en ENA
  analogWrite(ENB, speedCar);  // velocidad mediante PWM en ENB
  
  digitalWrite(IN1,LOW);  
  digitalWrite(IN2,HIGH);
  digitalWrite(IN3,LOW);
  digitalWrite(IN4,HIGH);
}
/* TURN RIGHT */
void TurnRight(){

  analogWrite(ENA, speedCar);  // velocidad mediante PWM en ENA
  analogWrite(ENB, speedCar);  // velocidad mediante PWM en ENB

  digitalWrite(IN1,HIGH);  
  digitalWrite(IN2,LOW);
  digitalWrite(IN3,LOW);
  digitalWrite(IN4,HIGH);  
}

/* TURN LEFT */
void TurnLeft(){
  analogWrite(ENA, speedCar);  // velocidad mediante PWM en ENA
  analogWrite(ENB, speedCar);  // velocidad mediante PWM en ENB

  digitalWrite(IN1,LOW);  
  digitalWrite(IN2,HIGH);
  digitalWrite(IN3,HIGH);
  digitalWrite(IN4,LOW);  
}

void MotorStop(){
  analogWrite(ENA, speedOff);    // deshabilita motor A
  analogWrite(ENB, speedOff);    // deshabilita motor B
}

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/* include library */

#include <SoftwareSerial.h> // libreria que permite establecer pines digitales

SoftwareSerial miBT(19, 18); // pin 19 como RX, pin 18 como TX en mi caso uso un arduino mega pero puede ser cualquier otro.

// ----------- Puenteh

int ENA = 40; // ENA de L298N a pin digital 5

int ENB = 50; // ENb de L298N a pin digital 5

//derecho

int IN1 = 42; // IN1 de L298N a pin digital 2

int IN2 = 44; // IN2 de L298N a pin digital 3

//izquierdo

int IN3 = 46; // IN2 de L298N a pin digital 2

int IN4 = 48; // IN3 de L298N a pin digital 3

int ALIMENTACION1 = 52; // pin de alimentacion para el L298n siempre encendido uso este simplemente porque es mas fácil tener todos los cables juntos

int speedCar = 1024; // variable para almacenar valor de velocidad

int speedOff = 0 ;

char DATO = 0; // variable para almacenar caracter recibido

void setup(){

miBT.begin(38400); // comunicacion serie entre Arduino y el modulo a 38400 bps

Serial.begin(38400);

pinMode(ALIMENTACION1, OUTPUT); // ENB como salida

digitalWrite(ALIMENTACION1,HIGH);

// l298n

pinMode(IN1, OUTPUT); // IN1 como salida

pinMode(IN2, OUTPUT); // IN2 como salida

pinMode(ENA, OUTPUT); // ENA como salida

pinMode(IN3, OUTPUT); // IN3 como salida

pinMode(IN4, OUTPUT); // IN4 como salida

pinMode(ENB, OUTPUT); // ENB como salida

}

void loop(){

//------------Bluetooth

if (miBT.available()){ // si hay informacion disponible desde modulo

DATO = miBT.read(); // almacena en DATO el caracter recibido desde modulo

Serial.println("dato" + DATO);

if(DATO == '1') { MotorForward();}

else if(DATO == '3') {MotorBackward();}

else if(DATO == '4') {TurnLeft();}

else if(DATO == '2') {TurnRight();}

else if(DATO == '0') {MotorStop(); }

}

delay(50);

}

// Funciones de motores

/* FORWARD */

void MotorForward(){

analogWrite(ENA, speedCar); // velocidad mediante PWM en ENA

analogWrite(ENB, speedCar); // velocidad mediante PWM en ENB

digitalWrite(IN1,HIGH);

digitalWrite(IN2,LOW);

digitalWrite(IN3,HIGH);

digitalWrite(IN4,LOW);

}

/* BACKWARD */

void MotorBackward(){

analogWrite(ENA, speedCar); // velocidad mediante PWM en ENA

analogWrite(ENB, speedCar); // velocidad mediante PWM en ENB

digitalWrite(IN1,LOW);

digitalWrite(IN2,HIGH);

digitalWrite(IN3,LOW);

digitalWrite(IN4,HIGH);

}

/* TURN RIGHT */

void TurnRight(){

analogWrite(ENA, speedCar); // velocidad mediante PWM en ENA

analogWrite(ENB, speedCar); // velocidad mediante PWM en ENB

digitalWrite(IN1,HIGH);

digitalWrite(IN2,LOW);

digitalWrite(IN3,LOW);

digitalWrite(IN4,HIGH);

}

/* TURN LEFT */

void TurnLeft(){

analogWrite(ENA, speedCar); // velocidad mediante PWM en ENA

analogWrite(ENB, speedCar); // velocidad mediante PWM en ENB

digitalWrite(IN1,LOW);

digitalWrite(IN2,HIGH);

digitalWrite(IN3,HIGH);

digitalWrite(IN4,LOW);

}

void MotorStop(){

analogWrite(ENA, speedOff); // deshabilita motor A

analogWrite(ENB, speedOff); // deshabilita motor B

}

¿Nos darías algún consejo?

Esteban Pagano:

Nunca subestimes los desechos electrónicos, se pueden hacer cosas increíbles con partes recicladas.
No guardar cosas de más, está bien reciclar y tener piezas para los proyectos, pero también hay que saber cuándo es demasiado.
Es una buena práctica estandarizar, recomiendo centrarse en una marca y tipo de equipos, por ejemplo, suelo preferir impresoras hp para que sea más fácil crear a Frankenstein.
Aprendiendo de los errores, y sobre todo aprende haciendo es el espíritu maker.
Documentar todo (fotos y videos), te ayudan a rehacer y encontrar errores.
Comparte lo que aprendiste.

Por otro lado, para agilizar tu inspiración, creatividad, conocimientos sobre electrónica, electricidad y reciclado pueden recurrir a estos canales de YouTube:

También te dejo una lista de algunos elementos interesantes que puedes reciclar.

Motores de impresoras (paso a paso y de corriente continua).
Baterías de notebook del tipo 18650 (estas son oro para un maker).
Acrílicos que hay dentro de los monitores, plásticos de las impresoras, Engranajes, imanes.
cables, conectores, fichas.
Tornilleria a montones. :)
componentes electrónicos de todo tipo. Sensores, capacitores, resistencias, relés, inductores.

Y tienes ademas infinidad de proyectos que le dan una segunda oportunidad a esas “Cosas Inútiles”. Como ejemplo:

Máquina de bobinado de alambre de DVD.

Una Unidad de DVD ROM convertida en máquina de bobinado de cables con Arduino Nano.

Arte ASCII de una impresora vintage con Arduino.

Conecta el cartucho basado en Arduino en una impresora retro e imprime arte ASCII con solo tocar un botón.

Módulos WiFi

Recupera Módulos WIFI de tus impresoras y realiza ingeniería inversa para reutilizarlas.

Nota: No olvides que estos componentes no son nuevos, por ejemplo, si utilizamos un transistor de potencia para uno de tus proyectos, será de rápido acceso y gratis, pero ten en cuenta que tiene menos vida útil y puede traer futuros dolores de cabeza.

Advertencia: En el caso de baterías es indispensable la seguridad. Pueden producir explosiones e incendios. Por esto sugiero extrema precaución. Exceso de consumo, golpes, el calor del sol, pueden hacer que tengas un mal día, o más que eso.

Conclusiones

El proyecto está orientado al aprendizaje de robótica para niños y es una demostración de que no se necesita una CNC o una impresora 3D para hacer proyectos complejos.

Luis soy fan de tus pódcast quiero agradecerte por esta enorme oportunidad que me das de postear en tu blog, me llena de emoción.

Si tienes alguna duda puedes contactarme a través de mi perfil en facebook.