ColorCubeLamp

Publicado: 6 Agosto de 2017.

Retomando el tema de las lámparas impresas en 3D, en esta entrada voy a explicar como he hecho una lampara cúbica de leds de colores con las tiras de led ws2812 de Neopixel.
Esta lámpara está controlada vía bluetooth por un dispositivo Android, ya puede ser una tablet como un teléfono smartphone.

Para realizar este proyecto se necesita:
Arduino Nano V3.0
Módulo bluetooth HC-05
Tira de leds ws2812
Las piezas impresas en 3D.
Librerias, IDE de Arduino y APP para el móvil.

La conexión de los leds es muy sencilla, yo he cortado dos trozos de 8 leds cada uno y los he conectado de la siguiente forma:

Antes de pegar la segunda tira asegurar que no van a hacer contacto entre ellas:

Antes de instalar los elementos electrónicos en su posición final, es necesario configurar el módulo bluetooth para poder comunicarnos con el dispositivo móvil.

Para ello debemos descargar el IDE de Arduino "ColorCubeLamp_bluetooth_config" de GitHub, conectar el módulo Rx --> Tx / Tx --> Rx a Arduino tal y como explique en la Comunicación Bluetooth con el Robot Tuwi.

Una vez hecho esto el interior y las conexiones de la lámpara quedarían así:
  
        Arduino            Bluetooth                                     
          GND  ------------  GND
          5 V    ------------  5 V
          2       ------------  Tx
          3       ------------  Rx

        Arduino             Leds
          GND  ----------  GND
          5 V   ----------   5V
          6      ----------   DI

Se aseguran los componentes electrónicos con cola caliente.



Instalación del software:

1. Nos descargamos e instalamos el IDE de arduino y las librerias necesarias.

2. Nos descargamos la aplicación para el dispositivo móvil (CubeLed.apk) desde Hithug. La descarga se puede hacer desde el dispositivo Android o desde el PC.

3. Al instalar el archivo .apk, nos saldrán varios avisos de seguridad y nos pedirá que activemos la opción de "Origenes desconocidos" en nuestro dispositivo. Estos avisos son totalmente normales, ¡No se trata de un virus!

4. Una vez instalada la aplicación debemos emperejar la lámpara con el teléfono móvil desde el menú bluetooth de nuestro smartphone e introducir la contraseña 1234.

5. Cuando esten emparejados abrimos la aplicación y establecemos comunicación tal y como se muestra en el video.

Tuwi

Publicado: 11 Junio de 2017.

Después de un tiempo sin publicar en el blog, hoy recupero uno de los proyectos que presenté en la MakerFaire de Perpignan y que aún tenía pendiente de publicar.

Se trata de un robot de dos ruedas impreso en 3D. Por su semejanza a MiniZowi y por el juego de palabras que viene del término en ingles (two wheels) le he llamado Tuwi.

El funcionamiento de un robot de dos ruedas es bastante sencillo, si las dos ruedas giran a la misma velocidad el robot va en dirección recta y biceversa para ir hacia trás. Si por ejemplo la rueda izquierda va algo mas rápido que la derecha el robot gira a la derecha y al contrario girará a la izquierda. Y si las ruedas giran a la misma velocidad pero en sentido contrario el robot gira sobre sí mismo.

La electrónica y el software de Tuwi no son muy complejos pero merece la pena explicar cada parte por separado ya que consta de varias técnicas para que todo funcione correctamente.

El Cerebro de Tuwi.
Como casi todos los proyectos electrónicos inteligentes, Tuwi funciona con a una placa de Arduino Nano v3.0. Dentro del programa de Arduino controlamos el movimiento de las ruedas, su velocidad, el sensor de ultrasonidos, la comunicación vía bluetooth con el teléfono móvil y los sonidos reproducidos por el buzzer.
El programa de Tuwi esta disponible en GitHub.

Control de movimiento.
Tuwi se mueve gracias a dos motores de corriente continua (DC) alimentados por seis pilas de 1,5V AA que a su vez alimentan toda la electrónica necesaria. Estos motores necesitan un circuito integrado para el cambio de giro y el control de velocidad. Yo he utilizado el L293B, un puente en H de cuatro canales.
Aquí os dejo el esquema de conexión de la parte motora:

Con las salidas digitales de Arduino 7, 8, 12 y 13 se controla la dirección de cada motor y con las salidas digitales 9 y 11 se controla la velocidad mediante la señal PWM.

Control de velocidad PID.
Cuando conectamos la misma tensión a dos motores eléctricos idénticos, es muy difícil que ambos motores giren a la misma velocidad ya que sus características mecánicas y eléctricas no son exactamente iguales.
Cuando la dirección de un robot depende directamente de la velocidad de cada rueda, es necesario hacer un control de velocidad de giro de cada eje para conseguir que la dirección del movimiento sea la adecuada.

Un PID consiste en un algoritmo matemático que midiendo la velocidad real, consigue modificar la entra, en este caso la tensión, para obtener la velocidad deseada de forma automática.

Para la medición de la velocidad angular de cada rueda se utiliza un sensor de infrarojos que mide el paso de las ranuras de una rueda acoplada al eje, como se ve en la imagen.
La señal de cada sensor es leída por Arduino como una interrupción. Contando cada endidura en relación al tiempo transcurrido es posible el cálculo de la velocidad angular.
En Arduino se pueden encontrar librerías que facilitan la implementación del todo el software.

Aquí os dejo el esquema de conexión de esta parte:

Sensor de ultrasonidos y avisos acústicos:
Con el sensor de ultrasonidos se puede medir la distancia que hay a un objeto. Con esto, he creado un modo que Tuwi sigue tu mano dejando una distancia fija cada vez.
Con el buzzer se reproducen sonidos en el encendido, cambios de modo, etc.

He decidido incluir estos dos sensores en el mismo apartado porque, aunque no tenga nada que ver, me dieron problemas a la hora de la programación.
Resulta que las librerías existentes de ambos sensores me dieron problemas así que tuve que ingeniarme una función para poder reproducir los sonidos sin problema.

En una parte del código se recogen los distintos sonidos que se pueden reproducir.

En la imagen se ve la conexión de los dos sensores.

Comunicación bluetooth.

Para poder controlar a Tuwi mediante un teléfono móvil o una tablet necesitamos un dispositivo bluetooth que sea capaz de comunicarse con estos aparatos. Este dispositivo es un el módulo HC-05. Gracias al protocolo ya incluido, podemos comunicarnos vía bluetooth con las funciones Serial de Arduino.

Antes de conectarnos con nuestro aparato Android, es necesario configurar el módulo bluetooth conectándolo a la placa de Arduino y ejecutando el código hc06_bt_config.ino adjunto en los archivos a descargar.
Para controlar a Tuwi es necesario descargarse la aplicación Joystick BT Commander.

Para acabar dejo la lista de materiales electrónicos necesarios:
- 1x Arduino Nano v3.0
- 2x Motores DC de 3.7V
- 1x Sensor ultrasonidos HC-SR04
- 1x Módulo bluetooth HC-05
- 2x Módulo encoder HC-020K
- 1x Buzzer
- 2x Condensadores 100 nF
- 1x L293B
- 1x Porta baterias 4xAA
- 1x Interruptor
- 3x Conectores dobles
- 1x Placa Protoboard

Y como siempre dejo los enlaces de descarga y unas fotos del interior de Tuwi.

Archivos .STL
Archivos arduino.

Ana el juguete Rana

Publicado: 16 Marzo de 2017.

Hoy vuelvo a presentar un juguete clásico, de esos que no tienen electrónica, ni inteligencia, ni nada que se le parezca. Un juguete con el que seguramente nuestros padres lo pasaban genial con cinco años.

Hace unos meses publiqué a Vermy el gusano, el WindupCar y el RubberCar, y es que pienso que es necesario recuperar estas cosas tan olvidadas.

Hoy se une a esta pequeña colección Ana la rana un juguete muuuuy sencillo pero a mi parecer muy resultón! Gracias a las ruedas excentricas realiza unos movimientos a la vez que avanza.

Para hacer este simpático juguete es muy sencillo, solo tienes que descargar e imprimir las piezas y montarlo todo, pegando las ruedas y los ojos con un poco de pegamento instantáneo o cola caliente.

La impresión no es complicada pero es bueno tener en cuenta algunas cosas:

- Yo he utilizado la calidad baja de Cura modificada a 0.2mm de altura de capa.

- Yo he dividido las impresiones en: lengua, cuerpo, las 4 ruedas, los ojos y el soporte.

- En la impresión de las ruedas he modificado el .gcode para hacer el cambio de color.

- En la impresión de los ojos también he modificado el .gcode.

- Para la impresión del cuerpo definir un soporte a partir de 80º.

- Para los ejes definir una balsa de 8mm para asegurar la estabilidad.

Un truco para que las ruedas no deslicen y el movimiento sea correcto es poner unas pequeñas gomas elásticas alrededor de cada rueda. Yo las he pegado con un poco de pegamento instantáneo.

Y en definitiva este es el resultado final, a que mola!!??

Descarga los ficheros aquí!

Led Pixel Box

Publicado: 05 Marzo de 2017.

Con esta publicación, sigo poniéndome al día con los proyecto que adelanté durante el mes de Enero.

En este caso os quiero enseñar como hacer de una forma muy sencilla una caja animada con luces de colores. Su nombre "técnico" es Led Pixel Box y con ella podrás hacer juegos de luces, animar cualquier fiesta o incluso jugar a algunos juegos clásicos como el Tetris, Snake o Arkanoid.

- Un poco de teoría:

A diferencia de las tiras de led RGB tradicionales, las tiras de led de la familia WS2812B nos permiten controlar el encendido y el color de cada led por separado.

Cada uno de los leds que componen la tira dispone de una lógica integrada que nos permite acceder a ellos de forma individual. Por este motivo se llaman led addressables o inteligentes.

Para controlar este tipo de led solo necesitamos una salida de nuestro microprocesador ya que la comunicación se realiza mediante señales pulsadas. El integrado de cada led almacena los tres últimos bytes del flujo enviado, dejando los restantes bytes "pasar" a los siguientes leds de forma ordenada.


Si quieres un poco más de información puedes visitar este blog el cual he encontrado bastante completo.

- Los componentes que necesitas para hacer este "artilugio" son:

Piezas impresas.
1x Arduino Nano v.3
1x 60 led/m WS2812B Led strip u otro tipo de led addressable.
Algo de cable y estaño.

- Lo que yo considero Mi Genialidad!!

Realmente existen muchas versiones de Led Pixel Box, hechas con infinidad de materiales, formas, tamaños de matriz, etc. Lo que yo he pretendido es conseguirlo integramente impreso en 3D.

Jugando con la translucidad de una capa fina (0,4mm de espesor) de PLA blanco y el diseño en celdas del interior de la caja, se consigue la "pixelación" de la luz utilizando una única pieza como pantalla.

En concreto mi versión es de 6x10 leds haciendo un total de 60 leds (los comprendidos en la tira original) haciendo un tamaño de 10.7x17.3cm. Cmo es evidente, el tamaño lo limita la cama de tu impresora, en mi caso podría haber llegado a 20x20cm obteniendo aproximadamente una matriz de 12x12.

- Circuito:

La realización del circuito no es complicada, lo único a tener en cuenta es mantener la dirección DI -- DO para la correcta comunicación entre leds.
Aquí tenéis un esquema simplificado:

Físicamente el circuito queda así:

- Controlando la Led Pixel Box.

1. Control directo con sketch de arduino.

Es la forma más sencilla y consiste en descargar un sketch de arduino mediante la IDE con el juego de luces que hayas programado o elegido de los ejemplos.

Existen dos librerías, la propia de Adafuit y la de FastLed. En ésta última encontrarás bastantes ejemplos de juegos de luces en los que no tendrás que programar nada.

Descarga las librerías:
Adafruit NeoPixel
FastLed

2. Control serial con Glediator.

Glediator es un software libre para el control serial de pantallas led. Yo lo encuentro un poco enrevesado de manejar pero poco a poco te iras acostumbrando y la verdad es que es muy práctico. Solo tienes que instalar un firmware en tu arduino, instalar un complemento de java, iniciar el programa y conectarte al COM que tengas definido.
Para esta opción deberás tener instalada la librería de FastLed.

Descarga Glediator

-En directo:

   

Descargas las librerías:
Piezas impresas
Adafruit NeoPixel
FastLed
Glediator

Lámpara Led-USB Yeah!!

Publicado: 14 de Febrero de 2017.

Entre las vacaciones y la creación de nuevos proyectos para la Maker Faire de Perpignan, he tenido el blog un poco abandonado. Así que ahora toca ponerse al día y publicar las últimas creaciones!!

Algunos ya me habéis pedido la publicación de algunas cosas que ya habéis visto, pero voy a comenzar con ésta lámpara de leds con diseño fluido y minimalista que podrás conectar al enchufe con un cargador de móvil o al USB de tu ordenador o cualquier otro dispositivo.

He llamado a esta lámpara Yeah!! y es una versión adaptada del florero diseñado por Hiroaki Nishimura.

Parte electrónica:

1. En primer lugar hay que comprar los leds, yo los he encontrado en ebay por 6€.
2. La conexión es muy sencilla, + con + y - con -, tal y como se ve en el esquema.

3. El cable de alimentación USB se pasa por el orificio de la base y se suelda a los leds.

4. La lámpara funciona a 5V por lo que se puede conectar con el cable USB a un cargador de móvil o a un ordenador o cualquier otro tipo de dispositivo.

Próximamente publicaré la línea completa de lámparas que estoy creando. Todas ellas se podrán utilizar con la misma base para poder imprimirte la que más te gusta o intercambiarlas según la ocasión.

Como siempre dejo el enlace para descarcar los Archivos .STL.


Actualización: 23 de Febrero de 2017.

Como lo prometido es deuda, aquí esta la Serie de lámparas Yeah!! completita para descargar y utilizar según la ocasión. Anímate a imprimirlas!!

Árbol de Navidad luminoso

Publicado: 19 de Diciembre de 2016.

Hace ya unas semanas que ha llegado la navidad a las tiendas, centros comerciales y a la gran mayoría de nuestras casas. Y como siempre, son los grandes centros comerciales, los que dan el pistoletazo de salida  a las luces navideñas a principios de Diciembre.

Mi aporte navideño a la comunidad 3D se ha retrasado un poco, pero es que para mí la navidad empieza algo más tarde que para los grandes centros comerciales.

Éste es un pequeño árbol de navidad animado con luces led controladas con un Arduino Nano v3.0. 

La inspiración de todo esto, a parte de las fechas en las que estamos, fue un vídeo que vi sobre la impresión en varios colores con un único extrusor (ver el vídeo) y me puse a investigar.

Bueno, antes de explicar como he hecho todo esto, os presento el árbol en cuestión. Se pueden ver los tres colores que he utilizado, blanco, verde y azul y en el lateral se aprecian las distintas capas.

¿Cómo imprimir varios colores con un solo extrusor?

1. Tras haber diseñado la figura se guarda en .STL y se abre con Cura u otro programa de laminado, guardando el archivo .gcode en nuestro ordenador.

2. Abrir el archivo .gcode con el editor de texto. Nota: Con algunos programas de laminado, podemos modificar el código directamente como en el caso de Repetier.

3. Buscamos la capa de transición entre colores en el programa de laminado. Si vamos a hacer una impresión verde-blanco, deberemos encontrar la última capa que queramos que sea verde.

En este caso, la primera capa que será blanca es la 19, por tanto la última capa verde es la 18.

4. Modificar el archivo gcode. Abrimos el archivo con el editor de texto de Windows o cualquier otro y buscamos la capa, en este caso como hemos comentado es la 18.

Y escribimos justo debajo de la línea ;LAYER:18 el comando M600 (más información).

5. Haremos esto en cada una de las transiciones que queramos que tenga nuestro diseño. En esta prueba hago el cambio en la capa 18 y 20 ya que el grosor de blanco será de 0.4mm (con altura de capa de 0.2mm). Guardamos el archivo y lo importamos a nuestra impresora.

6. Cuando la impresora llega a esta línea de código, se pausa y va al home con z superior a la capa actual. En este momento en la pantalla LCD nos aparecerá los pasos a seguir para hacer el cambio de filamento. En el vídeo podéis ver el paso a paso.

En el caso de el árbol de navidad, he hecho 22 cambios de filamento.

¿Cómo he hecho la iluminación?

Aprovechando que el color blanco es más translucido y que su capa es de 0.4 mm, podemos ver la luz atravesar esas circunferencias a modo de bolas navideñas.

Yo he utilizado nueve leds de una tira de leds que se puede comprar en cualquier tienda a muy bajo coste. El circuito tiene cuatro canales para combinar las luces. En el siguiente esquema no he añadido las resistencias ya que en la tira ya vienen.

Con un poco de paciencia vamos pegando las partes de la tira de leds con su adhesivo en la tapa trasera del árbol y vamos soldando. El resultado es el siguiente:

Como siempre incluyo los enlaces de descarga de los archivos de impresión y del sketch de arduino. Incluyo el archivo en .gcode ya modificado.

Download:
Archivos impresión.
Sketch arduino.

BichoBot, el BeetleBot impreso en 3D

Publicado: 9 de Diciembre de 2016.

Hace ya algunos años, hice un pequeño robot con un poco de alambre, cola caliente y algo de paciencia. De aquel pequeño robot ya no queda nada, por eso me apetecía hacer una versión de aquel BeetleBot de robomaniac, impreso en 3D a la cual he llamado BichoBot.

Este puede ser tanto un proyecto de fin de semana para iniciarse en los juguetes electrónicos DIY, o un proyecto para los más avanzados que quieran tener el suyo propio. Os aseguro que los niños o las mascotas pasarán un buen rato jugando con él.

Los materiales son fáciles de encontrar en cualquier tienda de electrónica o por Internet y son muy económicos.

Hacen falta:
2x Motores de corriente continua DC de 1,5V.
2x Finales de carrera.
2x Pilas AAA.
1x Porta pilas AAA.
1X interruptor.
10x tornillos de 2x10mm
Un poco de cable y estaño.

El funcionamiento es muy sencillo, como se puede ver en la conexión eléctrica de la imagen anterior, al apretar el final de carrera correspondiente, se consigue cambiar el sentido de giro de cada motor. De este modo cuando, por ejemplo, si BichoBot choca con la antena izquierda (lado derecho), el motor izquierdo gira hacia atrás y el derecho sigue girando hacia delante, consiguiendo que el robot gire sobre sí mismo y cambie de trayectoria.

En la siguiente imagen se ve el acabado de la conexión eléctrica:

Para la impresión en 3d del soporte inferior, las antenas, los "pies" y la sujeción de los motores, no es necesario imprimir con calidad, ni activar soportes ni poner balsa. En cambio para la carcasa, yo recomiendo definir soportes en Zigzag a 5% como mínimo y una balsa de 6mm para asegurarnos una buena impresión.

Aquí podéis verlo en acción:

Como acabados finales, para mejorar el deslizamiento de BichoBot, yo recomiendo poner termorretráctil al rededor de los "pies" y un trozo de fieltro en la parte trasera tal y como se ve en la imagen:

Para mayor diversión, se pueden imprimir varios diámetros de "pies" e ir probando, con diámetros mayores se consigue una mayor velocidad y si los intercambiáis entre pies, podéis conseguir trayectorias circulares.

Solo queda bajarte los archivos STL, imprimirlo y a jugar!!