INTRODUCCIÓN:

Por inquietud de un amigo me propuse realizar un robot, ya que comencé a interesarme por el mundo de los microcontroladores de microchip, y viendo el gran rendimiento y versatilidad, vi posible este proyecto. Para comenzar adquirí un poco de material y comencé el diseño de la parte electrónica y posteriormente de la mecánica, la cual me llevó un par de días en decidir como funcionaria mejor y que elementos definitivos tendría que usar, al principio pensé en usar motores DC, para que así en vez de patas tenga ruedas (que en realidad hubiese sido mucho mas fácil) pero bueno, me complique la vida queriendo usar servomotores de los que se usan en aeromodelismo/automodelismo por lo cual tuve que investigar como funcionan. Al cabo de un tiempo encontré información muy útil que me dio muchas ideas no solo para este robot si no para otro tipo de aplicaciones. Cabe mencionar que como el estilo araña seria su forma final, tuve que nada menos que capturar una araña y grabar con una cámara su movimiento y así poder llevar ese movimiento a los 3 servomotores que utilice (cada servomotor mueve 2 patas, 6 patas en total).

POR QUE USAMOS SERVOMOTORES:

Una de las ventaja de los servomotores es su fuerza y que si se le esta entregando señal adecuada quedan en una posición fija, y si tratas de moverlo el servo hace fuerza contraria para mantener su posición en que se dejo (gran ventaja en comparación a los motores DC y Paso a Paso.) la única desventaja es que originalmente solo trabajan de 0° a 180° pero se pueden modificar fácilmente para que giren 360º y así se pueden utilizar como motores y se les puede controlar la velocidad y el sentido de giro.

LISTA DE COMPONENTES NECESARIOS:

  • 3 Reostatos de 1k.
  • 4 Resistencias de 10k.
  • 3 Resistencias de 1k.
  • 3 Resistencias de 220 ohmios.
  • 1 Regulador de voltaje 78m05.
  • 1 Cristal de 4mhz.
  • 1 PIC 16f84a (micro-controlador 84).
  • 1 Integrado lm324n.
  • 3 Leds.
  • 3 Foto-celdas.
  • 3 Servos FT-S148 (u otro de marca FUTABA con un torque de unos 3Kg).
  • 4 Pilas AA.
  • 1 Pila de 9V.
  • 2 Capacitadores Cerámicos 33pf (33 pico faradios).
  • 1 Capacitador Cerámico de 104f (104 faradios).

CONSTRUCCIÓN DEL CHASIS Y LAS PATAS:

Si alguien se anima puede mejorarlo, no solo construirlo igual a este. Para comenzar iré explicando por la parte mecánica para dar lugar más tarde a la parte electrónica analógica y digital. Lo primero de todo son las herramientas necesarias para la construcción del chasis y un instrumento para medir en el caso de la electrónica, algunos de ellos se muestran en la siguiente foto:

Para la base del robot utilice un tubo de PVC estirado, obviamente un terciado delgado serviría también u otro tipo de plástico no tan grueso, para así no añadir demasiado peso adicional. Corte un pedazo de PVC en forma de rectángulo de 15cm su lado mayor y el menor de 9cm y puse los servos de tal forma que sus ejes de movimiento estuvieran en linea recta y en la mitad del rectángulo como se muestra en la foto de más abajo, además de los orificios que se marcan y distribuyen cuando estos están listos para ser montados, el detalle de los orificios no esta detallado ya que tienen que posicionarlos de manera uniforme en el rectángulo para mantener un equilibrio y estabilidad a futuro (mas adelante verán como son posicionados dentro de este rectángulo).

Como se puede apreciar solo hay dos orificios para los servomotores, esto se debe a que uno de los servos tiene que ir en forma horizontal como lo veremos mas adelante. También hay unos cachos de plástico que soportaran el servo a una altura adecuada de la placa para que todos queden al mismo nivel cuando estén montados, estos son un rectángulo de 2cm por 1cm y como se ve en la figura son 4, además de 8 tornillos con dos tuercas por tornillo que nos fijaran dos de los servos, el tercero se fijara con un amarra cable ya que es mas practico por su posición en horizontal. Los tornillos son de 1.5mm por 1 pulgada. A continuación mostraremos el servo con su cabezal redondo y el alambre que nos servirá de patas para la primera parte, lo podéis ver en la siguiente foto:

Como podéis ver tenemos un trozo de alambre de unos 25 cm de largo por 1.5mm cuadrado de sección, por cada servo se necesitan 3 tiras de esa misma medida ya que por firmeza tuve que agregarle esa cantidad ya que por el peso de este cuando esta terminado no era capaz de mantener rígidas las patas. El cabezal del servo tiene tres orificios por cada 90° y cada alambre se inserta de la manera mostrada en la siguiente foto:

Como podéis ver en la foto ya esta ensamblado en uno de los 3 orificios falta que pase por el segundo y curvar el alambre para que tenga nuestra forma deseada:

Aunque no se ve muy bien debo mencionar que el alambre pasa por los dos orificios y sale por la parte delantera del cabezal. En la siguiente foto ya se ve terminado con sus tres alambres por cabezal y envueltos con hincha aisladora para darle rigidez.

En la siguiente foto ya esta montado en el eje con una de sus dos patas terminadas, así deben quedar dos de los 3 servomotores:

El 3° servo los alambres y posición de estos deben quedar como se muestra en la siguiente foto:

Si se fijan bien en la foto de arriba este es el servo que ira en la parte del medio y sus alambres están en otra dirección, este servo es el que se encarga de inclinar todo el cuerpo de la araña mientras los otros dos hacen que se desplace. Sin este servo no existe movimiento alguno ya que para poder avanzar hay que inclinar el peso hacia un lado para mantener el equilibrio y así poder alanzar con el otro pie, en este caso pasa algo similar, necesito inclinar el eje de equilibrio para que los dos servos restantes puedan hacer que la base completa se desplace. Como se ve en la siguiente foto ya tenemos los tres servos con sus respectivas cabezas y patas terminadas lista para ser montadas al final del proyecto cuando todo este en su sitio:

COMENZAMOS EL MONTAJE:

En la siguiente foto se puede ver el primer servo en su sitio con sus tornillos y soportes de plástico pequeños, fíjense que el eje de giro se encuentra en la mitad de la base marcado con una línea:

En la siguiente foto tenemos ya montado el segundo servo, que se monta de forma igual al anterior:

En la siguiente foto se ve la parte superior en donde esta anclado el servo con sus tuercas que mantendrán el servo en su posición:

:

En la siguiente foto se puede ver el 3º servo que va en forma horizontal con sus amarra cable como sujeción:

En la siguiente foto se observa con mas detalle el posicionamiento de los servos, observe que el servo que tiene el número 1 su cable de control ha sido pasado por el orificio que esta a un costado:

Aquí es importante que tengan cada servo enumerado como se puede ver en la foto de arriba, en una esquina el servo 0 en la otra el 2 y en el medio el 1 también se debe marcar el terminal de conexión del servo con el numero que corresponda, ya que esto nos servirá para entender su conexionado posterior y para el que entienda de programación sepa en el programa de movimiento que servo es el que se debe mover.

LA ALIMENTACIÓN ELÉCTRICA:

Para mover los servos usaremos 4 pilas AA de 1,5V. cada una y para la parte electrónica analógica y digital una pila de 9V. que limitaremos a 5V. con un regulador de voltaje.

Y no olvidéis comprar también un porta-pilas para 4 pilas AA y un conector para la pila de 9V, como veis en al foto superior, así podremos posicionar dichos elementos más fácilmente en nuestro robot, para sujetar la placa que contendrá el circuito yo usaré 2 gomas elásticas como podéis ver en la foto:

EL CIRCUITO:

Como podéis ver más abajo está el esquema electrónico que se encarga de verificar la fuente de luz, que en este caso usamos 3 sensores de luz para direcionar entre Izquierda, Centro y Derecha, y que son llevados al microcontrolador (16F84A) que se encargará de procesar y enviar las ordenes a los servomotores para poder hacer lo que se pretende, que es mover la araña en el sentido de la fuente de luz.

DIBUJO DEL CIRCUITO AQUÍ (Pulsa aquí para verlo)

En el dibujo de arriba esta detallada cada sección de todo el conjunto, la parte Analógica que se encarga de enviar la señal al microcontrolador (Control digital) su fuente de alimentación y regulación y finalmente la parte de potencia que son los servomotores. Voy a explicar cada una de ellas para que entiendan como funciona cada parte del circuito. Comenzando con la parte analógica vemos en el costado izquierdo superior que tenemos 3 LDR’s que nos darán la posición de la fuente de luz, y son puestos en un circuito integrado que esta configurado como comprobador de voltaje y que para un LDR entendemos que: Al aplicarle luz a la foto resistencia su valor disminuye ingresando por la entrada negativa del operacional un valor que se compara por el de la resistencia variable de 1k ohm cuando este valor es igual a la salida del operacional tenemos un alto (3,3V. aproximadamente) y cuando no existe luz este valor de voltaje es diferente por el cual la salida de ese operacional es de 0 Voltios. A la salida de cada operacional se conecta diodos LED que se encargan de avisarnos el estado de las entradas y así poder verificar y ajustar con las resistencias variables de 1k ohm el valor de luz o mejor dicho la sensibilidad a la luz que queremos que funcione nuestro robot, si se encuentra encendido algún led es por que esta llegando luz de alguna fuente del ambiente, para dejarlo apagado solo se tiene que ajustar la resistencia de 1k ohm hasta que se apague. Debo mencionar que estos indicadores deben estar apagados en un comienzo para así al aplicarles luz comience a funcionar el robot según la dirección del rayo de luz. Aquí podemos sacar en conclusión que para los 3 LDR’s tenemos 8 posibles combinaciones que nos darán los diferentes estados que serán procesados por el micro-controlador, esta tabla se muestra en la siguiente imagen:

Ya sabemos que el 0 corresponde a un 0 lógico y los 3,3V. a un 1 lógico por lo que tenemos una tabla con todas las posibles combinaciones y su respectivo movimiento que llevara a cabo finalmente. En la parte de control Digital se toman estos valores y según nuestra tabla, se le enviaran las señales al servo que corresponda para hacer un movimiento en particular, y para entender que tipo de señal se le debe enviar, detallare a continuación como funciona un servomotor:

Como se muestra en la figura y como mencioné anteriormente el servo tiene una movilidad de 180° y funciona con lo que se conoce como modulación por ancho de pulsos o PWM. Osea este servo que es de la marca FUTABA de Radio-Control, funciona a 50Hz, o sea en un segundo le son enviados 50 pulsos, y con un simple calculo se puede dividir 1/50 y nos dará 20miliseg el ancho de pulso se utilizara para el trabajo del movimiento de este: Osea trabajando en este pequeño intervalo, podemos poner en un ángulo a nuestro antojo el servomotor y que se quede allí hasta que cambiemos ese pulso por otro. Para 0° tenemos que tener un pulso de 0,2 mili segundos y el resto un pulso bajo hasta los 20 mili-segundos, esto repetidamente 50 veces nos da los 50 Hz y por consecuencia el servo en la posición 0° como se muestra en la figura. Para 90° tenemos que aplicar un pulso de 1,5 mili segundos y el resto en pulso bajo hasta los 20 mili-segundos, esto repetidamente por 50 Hz nos dará la posición 90°, también mostrado en la figura. Y para 180 ° tenemos que aplicar un pulso de 2,2 mili segundos y el resto en pulso bajo hasta los 20 mili-segundos, esto repetidamente por 50 Hz nos dará la posición 180°. Para este caso en particular se uso como centro 90° y se calcularon matemáticamente los pulsos para 66,5° y 112,5° que serán los 3 ángulos usados para que camine nuestra araña.

En el programa en ASM se detallan los tiempos de estos pulsos como asi las rutinas usadas para el movimiento podéis verlos en este documento de texto:

Programa Robot.txt

Debo mencionar que para aumentar la rapidez entre servo y servo en vez de repetir 50 veces el movimiento por servo lo disminuí a 8 y para centrarlo a 13 veces. No pretendo explicar el programa ya que seria muy largo, pero bien resumido el programa analiza los niveles lógicos de los sensores LDR que son 8 para así ejecutar una rutina de movimiento X y así poder llevar los 3 servos en una dirección X, este movimiento esta comprobado y posteriormente será puesto un vídeo con su desempeño.

Aquí mostramos el ensamble de la parte analógica en un protoboard y que usa el circuito integrado para llevar la información de los LDR a niveles lógicos que el micro-controlador procesara a futuro, también están las LDR los Diodos LED que indicaran cuando se este alumbrando cada LDR.

Aquí se encuentra ensamblado el circuito digital de proceso con su micro-controlador y sus accesorios como la pequeña regleta de conexionado donde irán los servos conectados, y la fuente regulada que se encarga de pasar los 9 volt a los 5 volt de trabajo del Micro-controlador y que también será usado para la parte analógica 🙂

Aquí ya esta ensamblado los dos protoboard y unidas las señales de control como las fuentes tal como salían en el esquema del circuito. solo queda ponerlo sobre la base y conectar los servos como se muestra en la siguiente Figura. Un de talle importante es que la parte que tiene los sensores (LDR), debe ir sobre el servo con la numeración 0.

Aquí ya esta ensamblado casi por completo el circuito.

Solo nos queda colocar en su posición cada pata de nuestra araña (Ver siguiente Figura.).

Y ya estamos listos 😀

Ya esta terminada nuestra araña solo queda programar el Micro-controlador con un programador para PIC y ver si responde a nuestro mandato de luz.

Espero la disfruten! Aquí tenéis un vídeo en el que se puede ver como reacciona a la luz:

Mostrando la parte analógica en funcionamiento.

ACTUALIZACIÓN:

Mejorando algunas rutinas, perfeccionando el movimiento y acelerando el tiempo de movilidad entre servo y servo, logre un mejor desempeño en cuanto a su movilidad. Con este nuevo programa mi robot quedo mas ágil y gira con mayor facilidad, aquí lo tenéis:

Programa Robot2.txt

Para hacer más fácil la tarea de subir el programa al PIC, aquí lo tenéis en formato HEX, así no tenéis ya que compilarlo:

DESCARGAR HEX (zip)

Son varios, cada uno hace que el robot se mueva a una velocidad,
usad el que más os guste!

Y aquí un vídeo de la araña con el nuevo programa:

El costo total de este “bicho” ha sido de unos 65 Euros ($70 Dólares Americanos).

Texto y Fotos por: Jorge O. Lezana S.

759 Replies to “  Como construir un robot araña.”

  1. Hola Amigo, Felicidades por tu proyecto esta genial
    me anime a construir uno yo mismo
    pero tengo una duda puedes decirme si es necesrio
    usar ese servo o puedo usar un Vigor VS-2A
    ahh también si me puedes decir algo mas especifico sobre como
    conectar los reostatos te agradecería bastante
    Saludos!!
    y de nuevo Felicidades
    mi mail:
    luisgerardo.beltranmediina@gmail.com

  2. hola amigo!
    te escribo porque he decidido hacer un robot araña pero quiero algo mas grande que sirva para el campo… que servos me recomiendas para que entre las 6 patas(cada pata tendra 3 servos) puedan cargar mas o menos 10 kg?? en su espalda :D…saludos

  3. Hola quisiera saber que se estudia para haces este tipo de cosas y mas ??

    Responder a la brevedad por favor ya que tengo que decidir que carrera tomar.

  4. Hola hombre esta como intereZante tu proyecto Perp
    Te falto lo mas importante y es el programa del pic

  5. hola amigo, soy novato en electronica.
    me gustaria saver si me podrias facilitar el programa entero del robot araña, porque lo descargo y no me funciona el .hex
    gracias

  6. hola
    quiero aser un robot tipo humano no pero chiquito
    que responda al comando de bos dime como aser eso porfa

  7. oye gracias a este video y tambien las instrucciones ya hice mi propio robot araña gracias nose como agradecerte

  8. SI ALGUIEN TIENE UN PROGRAMA K AGA FUNIONAR LA ARAÑA COMO SE VE EN EL VIDEO K ME LO PASE UN PARO ES K LO SIMULO PERO NO ARRANCAN LOS SERVOMOTORES Y LO OCUPO MACHIN ES PA UN PROYECTO PASENLO A ESTE CORREO: manny_gagl@hotmail.com

  9. hola… te felicito esta muy bueno el proyecto, pues aun no lo e montado pero en simulador me anda muy bien…

  10. oye me podrias decir con que programa programaste el pic ya tengo todo listo solo falta eso es para un concurso de robotica y es en unos cuantos dias me urge porfa

  11. holita es que me urge el tema de la electronica y pero lo que pasa es que yo no se casi naita de ello y estaba viendo esta informacion del el robot araña y me preguntaba?
    agamos de cuenta que ya tengo todos los materiales los (servos,protoboard… etc. ) los acomodo segun la imagen despues como ago para saber donde va conectado el sistema de alimentacion de robot araña me puedes decir? y otra cosita si ya tengo conectado todos los circuitos tal cual la imagenes : el robot ya queda funcionando o hay que configurarlo? si es asi te quiero pedir el favor de explicar como se hace la configuracion. si no me quieren ayudar me disculpo por meterme en lo que no es lo mio, esta si diganme para configurar el (PCI) se tiene que conectar al pc si mediante que un bcable en especialo con que ? please diganme como se hace lo del PCI?
    porfa enviar respuesta a este correo elias_eguizabal@hotmail.com

  12. mas fino pero no entiendo wilis o como te llames mandame los materiales por correo. vivo vila de cura en saramia mendes en la casa numero 20. sabes en el callejon sin SALIDA.

  13. me interesa el proyecto si pudieras darme el precio de cada uno de los materiales te lo agradeceria

  14. Hola, de nuevo yo de grande quiero ser constructor de robots y si, tengo muchas cosas planeadas aber si luego se las digo, pero por otro lado voy a construir este robot con mis ahorros aver si me alcansa voy a investigar.Bueno como siempre tengo solo 9 años de edad.Cuando lo aga les mando otro comentorio.
    Sean felises.

  15. que tal no se mi puedas ayudar con el nombre del programa que se usa para la programacion del micro. por favor es de urgencia

  16. David necesitas bajarte un programa para grabar el codigo en el PIC ojo, tambien necesitas un programador pic o grabador.. esos si estan un poco caros.. pero antes de hacer el proyecto asegurate con encontrar los servos que oscilan en $18 a $20 dolares

  17. todo esto mui xido y porsupuesto que me gustaria acerlo pero como se hace la comfiguracion de todo esto me podrian ayudar jejejeje!!!! <3

  18. Si alguien tiene mas fotos de como armar el circuito y el tipo de protoboard que estan utilizando.. porque el protoboard de 1 al 25 ya no lo venden solo hay de 1 al 60… pueden enviarme las fotos al siguiente email… zixfrix@hotmail.com muchas gracias.. 🙂

  19. lo arme igualito. solo que los servos son de otra marca (POWER HD) y el archivo .HEX que adjuntaste no los mueve. me comentaron que como son de otra marca trabajan a diferente frecuencia. de antemano gracias me gustaria que me ayudaras

  20. buen dia, está muy interesante el proyecto, quisiera saber si lo puedo montar con otros servomotores por que la verdad estos están un poco dificil de conseguir…. te agradeceria si me respondes lo mas pronto posible gracias

  21. holadisculpa lospicstienen q ser esos q presentas en la lista sera q puedo utilizar el 16f628A

  22. oigan disculpen mencionan que no funciona el HEX alguien que me diga si funciona o si hizo alguna modificacion al programa me lo pueda proporcionar, lo estoy armando el circuito operacional ya me funciono solo que los servos no, queria saber si es el hex o algun error mio 😀 GRACIAS 😀 f_rancisco_28agustu@hotmail.com

  23. buenisimo lo arme para un proyecto escolar de mi hija y todo salio perfecto fue uno de los proyectos mas admirados de la competencia gracias

  24. si alguien le interesa el HEX yo tengo el archivo que funciona, mi equipo y yo lo modificamos anteriormente mencionaba si alguien lo tenia pero investigamos y pudimos modificarlo para que funcionara. corrreo: f_rancisco_28agustu@hotmail.com

  25. muchas gracias lo use para la feria de ciencias camino un poco pero los servos se quemaron

  26. hermano para mi es un hobby tratar de hacer inventos cientificos y ahora es un reto armar esta araña llevo unos meses queriendo armarla pero veo que hay detalles con varias cosas por lo que comentan los visitantes me gustaria que me dieras asesoria ya que tengo 16 años pero llevo conocimientos avanzados de cmd de electronica y varios otros creo que soy capaz de constrirlo pero no encuentro el pic que tu pides que ocurre si pongo otro?? se que varia en sus capacidades funciones almacenamientos y la cosa pero me gustaria que me asesoraras solo al comprar los componentes o cualquiera que lea este mensaje mi correo es pecasmh@hotmail.com mi facebook http://www.facebook.com/pekaztaman les agradeceria de todo corazon quien me ayude con este proyecto mas que nada al comprar los componentes muchas gracias y muy pero muy exelente blog hermano te la rifaste de verdad gracias……..

  27. bro tu proyecto me interesa bastante hasta la fecha le has hecho alguna modificacion o algo por el estilo me gustaria estar en contacto por cualquier cosa

  28. A todos los que piden la lista de componentes… en serio no la veis en el tutorial? aparece al principio escrita!

    LISTA DE COMPONENTES NECESARIOS:

    3 Reostatos de 1k.
    4 Resistencias de 10k.
    3 Resistencias de 1k.
    3 Resistencias de 220 ohmios.
    1 Regulador de voltaje 78m05.
    1 Cristal de 4mhz.
    1 PIC 16f84a (micro-controlador 84).
    1 Integrado lm324n.
    3 Leds.
    3 Foto-celdas.
    3 Servos FT-S148 (u otro de marca FUTABA con un torque de unos 3Kg).
    4 Pilas AA.
    1 Pila de 9V.
    2 Capacitadores Cerámicos 33pf (33 pico faradios).
    1 Capacitador Cerámico de 104f (104 faradios).

  29. disculpa necesito ayuda con la parte de los circuitos no tienes un video que explique la programacion y el ensamble de la tarjeta gracias 🙂

  30. Seria tan amable y me podría decir como se ensambla el protobol y según vemos faltan materiales, vivimos en Costa Rica y es par el proyecto de feria científica de mi hija que esta en primer año del colegio, si me lo puede enviar lo más pronto posible gracias

  31. Hola!!!
    disculpa ya esta todo listo pero con un problema….
    la parte analogica funciona correctamente!!!
    talves sea porque no utilize los servos que pide????
    utlize los servos Hitec HS-311????
    porya me ayudan este es mi mail
    jeff.linkero@hotmail.com

  32. Soy de Costa Rica y acabo de fabricarlo, Funciona perfecto. Unicamente se debe tener cuidado a la hora de programar el PIC ya que se debe configurar correctamente la frecuencia de trabajo. El archivo que trabaja bien es el ROBOT5. HEX, los otros no sirven.

  33. hola quisiera implementarle al robot una cámara web para visión artificial, me puede alguien ayudar, ojala algo como reconocer colores o algún camino

  34. hola, estoy muy interesada por tu proyecto y quiero intentar realizarlo, pero se me ha dificultado porque en la pagina no se encuentra el plano del proyecto ROBOT ARAÑA, seria tan amable de regalarmelo en un correo por favor :3 gracias

  35. NECESITO AYUDA CON EL PROGRAMAM PAR AE L PIC LAFERIA DE ICENCIAS ES PARA MAÑANA Y TODAVIA NO ESTA LISTO

  36. En horabuena, he pasado leyendo este lugar en internet. Es fenomenal. Ojala y suban mas acerca del mismo dato ya que resulta que es realmente diferente. QUIERO agradecerles por tener seleccionado entre sus paginas este tema y mencionarlo, muchas veces es imposible encontrar este lenguaje en la world wide web. Pero, me gustara escribir acerca de la importancia de los aparatos contra incendio, los accidentes suelen suceder cuando menos uno lo espera y en las companias es menester no tener todos los reglamentos. Me despido desde Los estados unidos mexicanos. Mil GRACIAS por su amistad.

  37. Hola,
    Alguien que por favor lo tenga terminado y si me puede enviar una foto en alta para ver las conexiones, es que no doy con el plano de construccion se me hace dificil encontrar protoboard de 5 ahora solo hay de 10… mi correo zixfrix@hotmail.com

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