Construye un robot de cuatro patas con rodillas

Prueba la alimentación sin nada conectado

Carga la LiPo. Conecta batería → interruptor → UBEC y mide la salida con el multímetro. Debe dar entre 5 y 6 V. Conecta cualquier servo solo después.

Shield en el Uno, jumper SEL retirado

Conecta el Sensor Shield. Retira el jumper SEL. Con todo apagado y sin batería, pon el multímetro en continuidad (el modo que pita) y toca un pin V de cualquier puerto de servo con una punta y el pin 5V del Uno (o el pin 5V del shield) con la otra: no debe pitar. Si pita, el jumper todavía conecta ambos puntos (hay diferencias entre clones). Conecta el UBEC a la bornera de los servos. El Uno recibe la alimentación lógica de la LiPo por el jack DC (el conector redondo junto al USB), con un enchufe P4 de 5,5 × 2,1 mm: centro positivo, cable rojo en el pin del medio. Comprueba la polaridad con el multímetro antes de conectarlo.

El regulador del Uno necesita unos 7 V en el jack. Ajusta la alarma de la LiPo a 3,5 V por celda (7,0 V en total): suena antes de que el Uno empiece a reiniciarse.

Servos sueltos a 90°

Conecta los 8 servos a los pines D2 a D9 (marrón en G, rojo en V, naranja en S), sin los brazos (horns, la pieza plástica que encaja en el eje). Con el interruptor de los servos apagado, carga el sketch de montaje por USB (el Uno puede tener un programa antiguo que mueve los pines D2 a D9). Luego enciende el interruptor: los servos irán a 90° uno por uno y quedarán fijos. No gires el eje con la mano mientras estén encendidos.

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

Monta las patas con los servos quietos

Corta las piezas según el dibujo con medidas. Atornilla los servos de la cadera en las aberturas de las paredes laterales, con el eje hacia afuera, y fija el horn en la parte superior de cada muslo: el muslo debe quedar vertical, apuntando al suelo. La ubicación de los 2 orificios para los tornillos del horn varía según el fabricante: apoya el horn sobre la pieza, centrado en el orificio del eje, y marca los orificios con él (orificio central de 3 mm para el tornillo del eje, orificios de 1,5 mm para los tornillos del horn). Encaja el servo de la rodilla en la abertura del muslo, con el eje hacia afuera (del mismo lado que la cadera) y el cuerpo subiendo por el muslo, orientado hacia el interior del robot. La tibia va en el horn de la rodilla, por fuera del muslo, apuntando hacia el FRENTE del robot en ángulo recto (en las 4 patas). Si apunta hacia atrás, la rodilla se dobla en el sentido incorrecto y el robot no se mantiene de pie; cambiar el sentido en el código no lo corrige. Si el horn no encaja en un ángulo recto exacto, usa el diente más cercano: puedes corregir el resto en el paso 7. Opcional: para reducir el juego, un tornillo M3 con tuerca autofrenante (tuerca con un anillo de nailon que no se afloja) en el lado opuesto al eje, pasando por una segunda placa, sirve como cojinete.

Cierra el cuerpo

Coloca el Uno + shield arriba con separadores M3 de 25 mm (así la placa pasa por encima de los servos de la cadera); fija la batería y el UBEC abajo con velcro. Sujeta los cables con bridas y deja holgura en la rodilla; si no, el cable tira cuando la pata se dobla.

Carga el firmware

El firmware incluye la cinemática, los modos de marcha y la calibración. Deja el robot suspendido (sobre un recipiente, con las patas en el aire) la primera vez. Si no hay una calibración guardada, se inicia en modo de montaje, con todo a 90°, y solo se pone de pie cuando se lo indiques.

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).

Calibra cada articulación

Escribe m para poner todo a 90°. Corrige la articulación torcida con el comando o <perna> <junta> <graus>, escrito de una sola vez y con Enter (arduino-cli monitor no muestra lo que escribes; en Arduino IDE, selecciona «Nueva línea» en el Monitor Serial). El valor reemplaza el ajuste anterior de esa articulación; no se suma: pata 0 a 3 (FE, FD, TE, TD), articulación 0 = cadera, 1 = rodilla, grados de −30 a 30. Guarda con g en la EEPROM (la memoria del Uno que no se borra al apagarlo).

m          # todo a 90°
o 0 1 -6   # rodilla delantera izquierda: −6° (si empeora, usa 6)
p          # muestra los ajustes
g          # guarda en la EEPROM (se conserva al apagar)

Ponte de pie

Escribe x. Las patas irán poco a poco a la posición de pie (cada servo se mueve como máximo 5° cada 20 ms; esto también reduce la carga de la fuente). Las cuatro deben doblarse igual. Si alguna se dobla hacia el lado incorrecto, cambia su sentido en SENTIDO[][] en el código, compila y vuelve a cargarlo.

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

Primeros pasos: marcha lenta

Con el robot suspendido, escribe c (marcha lenta, en inglés creep) y comprueba el orden: trasera izquierda, delantera izquierda, trasera derecha, delantera derecha. El cuerpo se balancea hacia adelante y hacia atrás: es intencional, para que el peso quede sobre las tres patas apoyadas en el suelo. Después, ponlo en el suelo.

BALANCO solo mueve el cuerpo hacia adelante y hacia atrás. Si se cae hacia adelante o hacia atrás, aumenta BALANCO (12 → 18) o reduce PASSO. Si se cae hacia un lado, baja la altura con - o separa las patas (base más ancha que 80 mm).

Trote y comandos

Cuando la marcha lenta sea estable, cambia al trote.

w adelante   s atrás   a gira izq.   d gira der.
c marcha lenta   x parar   z acostarse   + / - altura