Monte um robô de quatro patas com joelhos

Teste a energia sem nada ligado

Carregue a LiPo. Ligue bateria → chave → UBEC e meça a saída com o multímetro. Tem que dar entre 5 e 6 V. Só depois ligue qualquer servo.

Shield no Uno, jumper SEL fora

Encaixe o Sensor Shield. Retire o jumper SEL. Com tudo desligado e sem bateria, ponha o multímetro em continuidade (o modo que apita) e encoste uma ponta num pino V de qualquer porta de servo e a outra no pino 5V do Uno (ou no pino 5V do shield): não pode apitar. Se apitar, o jumper ainda está ligando os dois (clones variam). Ligue o UBEC no borne dos servos. A lógica do Uno recebe a LiPo pelo jack DC (o conector redondo ao lado do USB), com um plugue P4 5,5 × 2,1 mm: centro positivo, fio vermelho no pino do meio. Confira a polaridade com o multímetro antes de encaixar.

O regulador do Uno precisa de uns 7 V no jack. Regule o alarme da LiPo para 3,5 V por célula (7,0 V no total): ele apita antes de o Uno começar a reiniciar.

Servos soltos em 90°

Plugue os 8 servos nos pinos D2 a D9 (marrom no G, vermelho no V, laranja no S) sem os braços (horns, a pecinha plástica que encaixa no eixo) presos. Com a chave dos servos desligada, carregue o sketch de montagem pelo USB (o Uno pode ter um programa antigo que mexe nos pinos D2 a D9). Depois ligue a chave: os servos vão para 90° um por vez e ficam travados. Não gire o eixo com a mão enquanto estiverem ligados.

arduino-cli compile --fqbn arduino:avr:uno firmware/montagem
arduino-cli upload -p /dev/ttyACM0 --fqbn arduino:avr:uno firmware/montagem

Monte as pernas com os servos parados

Corte as peças pelo desenho com medidas. Parafuse os servos do quadril nas janelas das paredes laterais, eixo para fora, e prenda o horn no topo de cada coxa: coxa na vertical, apontando para o chão. Os furos dos 2 parafusos do horn variam por fabricante: encoste o horn na peça, centrado no furo do eixo, e marque os furos com ele (furo central de 3 mm para o parafuso do eixo, furos de 1,5 mm para os parafusos do horn). Encaixe o servo do joelho na janela da coxa com o eixo para fora (o mesmo lado do quadril) e o corpo subindo pela coxa, voltado para dentro do robô. A canela vai no horn do joelho, do lado de fora da coxa, apontando para a FRENTE do robô em ângulo reto (vale para as 4 pernas). Se ela apontar para trás, o joelho dobra do jeito errado e o robô não fica em pé, e trocar o sinal no código não resolve. Se o horn não encaixar em ângulo reto exato, use o dente mais próximo: o resto se corrige no passo 7. Opcional: para menos folga, um parafuso M3 com porca travante (porca com anel de nylon que não solta) no lado oposto ao eixo, passando por uma segunda placa, faz de mancal.

Feche o corpo

Uno + shield em cima com espaçadores M3 de 25 mm (assim a placa passa por cima dos servos do quadril); bateria e UBEC embaixo com velcro. Prenda os cabos com abraçadeiras e deixe folga no joelho, senão o fio puxa quando a perna dobra.

Carregue o firmware

O firmware tem a cinemática, as marchas e a calibração. Deixe o robô suspenso (sobre um pote, pernas no ar) na primeira vez. Sem calibração gravada ele liga em modo montagem, com tudo em 90°, e só fica em pé quando você mandar.

arduino-cli compile --fqbn arduino:avr:uno firmware/robo4
arduino-cli upload -p /dev/ttyACM0 --fqbn arduino:avr:uno firmware/robo4
arduino-cli monitor -p /dev/ttyACM0 -c baudrate=9600  # robo4 pronto (sem calibracao: modo montagem, 90 graus).

Calibre cada junta

Digite m para pôr tudo em 90°. Corrija a junta torta com o comando o <perna> <junta> <graus>, digitado de uma vez e com Enter (o arduino-cli monitor não mostra o que você digita; na Arduino IDE deixe o Monitor Serial em "Nova linha"). O valor substitui o ajuste anterior daquela junta, não soma: perna 0 a 3 (FE, FD, TE, TD), junta 0 = quadril, 1 = joelho, graus de −30 a 30. Grave com g na EEPROM (a memória do Uno que não apaga ao desligar).

m          # todos em 90°
o 0 1 -6   # joelho da frente esquerda: −6° (se piorou, use 6)
p          # mostra os ajustes
g          # grava na EEPROM (fica salvo ao desligar)

Fique em pé

Digite x. As pernas vão aos poucos até a pose em pé (cada servo anda no máximo 5° a cada 20 ms, o que também poupa a fonte). As quatro devem dobrar igual. Se alguma dobrar para o lado errado, troque o sinal dela em SENTIDO[][] no código, compile e carregue de novo.

// firmware/robo4/robo4.ino
const int8_t SENTIDO[4][2] = {{1, -1}, {-1, 1}, {1, -1}, {-1, 1}};

Primeiros passos: marcha lenta

Com o robô suspenso, digite c (marcha lenta, em inglês creep) e confira a ordem: trás esquerda, frente esquerda, trás direita, frente direita. O corpo balança para a frente e para trás: é de propósito, para o peso ficar sobre as três pernas no chão. Depois ponha no chão.

BALANCO só leva o corpo para a frente e para trás. Se tombar para a frente ou para trás, aumente BALANCO (12 → 18) ou diminua PASSO. Se tombar para o lado, o que resolve é baixar a altura com - ou afastar as pernas (base mais larga que 80 mm).

Trote e comandos

Com a marcha lenta estável, passe para o trote.

w frente   s ré   a gira esq.   d gira dir.
c marcha lenta   x parar   z deitar   + / - altura