Robot Otto-MKS: Dự án Robot hình người tùy chỉnh

Giới thiệu

Trong khuôn khổ dự án năm nhất tại MakerSpace của UniLaSalle Amiens, chúng mình đã cùng nhau lắp ráp, lập trình và cá nhân hóa robot hình người Otto-MKS. Dự án này là một phần của Ottolympiades, một giải đấu cuối năm dành cho các nhóm 2 người, nhằm thử thách khả năng của các chú robot thông qua nhiều bài thi đầy tính cạnh tranh.

Mục tiêu của dự án là giúp làm quen với những kiến thức cơ bản về robot, mô hình hóa 3D, đồng thời phát huy sự sáng tạo và đổi mới.

Thiết kế & Giới thiệu về Otto-MKS

Robot Otto gốc là một dự án mã nguồn mở, có tính mô-đun và lập trình được, được thiết kế chuyên biệt cho in 3D.

Dựa trên nền tảng của dự án toàn cầu này, MakerSpace của UniLaSalle Amiens đã phát triển một phiên bản tùy chỉnh: Otto-MKS. Phiên bản cải tiến này tích hợp khả năng kết nối không dây nâng cao (Bluetooth và WiFi), cho phép điều khiển robot trực tiếp từ điện thoại thông minh, từ đó mở ra những góc độ mới trong việc điều khiển và tương tác cho các bài thi.

Các bộ phận và linh kiện

Để hoàn thiện việc chế tạo Otto-MKS, bộ kit cơ bản sau đây đã được sử dụng:

• Bo mạch điện tử Otto-MKS: Được thiết kế riêng tại MakerSpace, tích hợp vi điều khiển ESP32, đèn LED, công tắc, cổng xuất cho động cơ servo, cùng đầu nối cho cảm biến siêu âm và các linh kiện bổ sung khác (con quay hồi chuyển, màn hình, v.v.).

• 4 × Động cơ Servo: Giúp điều khiển chuyển động của chân và bàn chân để robot đi lại.

• Cảm biến siêu âm (HC-SR04): Giúp robot nhận biết môi trường xung quanh (sự hiện diện, khoảng cách, vật cản).

• Pin 9V có thể sạc lại: Pin có thể sạc qua cổng USB-C với kích thước tương đương pin 9V tiêu chuẩn, giúp việc cung cấp điện trở nên đơn giản hơn.

• Các linh kiện in 3D: Cấu trúc cơ thể (Đầu, Thân, Chân, Bàn chân) được thiết kế và chỉnh sửa trên phần mềm OnShape.

Hướng dẫn chế tạo

1. Chuẩn bị và Kiểm kê: Tập hợp tất cả các linh kiện điện tử do MakerSpace cung cấp và kiểm tra xem các động cơ có hoạt động tốt không.

2. Mô hình hóa và In 3D: Sử dụng các file cơ bản của robot Otto trên OnShape. Thực hiện các chỉnh sửa về thẩm mỹ hoặc cơ học mong muốn (thêm tay, giá đỡ cảm biến, v.v.) trước khi tiến hành in 3D bằng nhựa PLA.

3. Lắp ráp cơ khí:

   • Gắn các động cơ servo vào khung dưới cho chân và bàn chân.
   • Lắp ráp các bộ phận đã in, đảm bảo các trục động cơ được căn chỉnh chính xác.

4. Lắp ráp điện tử: Đặt bo mạch Otto-MKS (ESP32) vào đầu robot, kết nối cảm biến siêu âm ở mặt trước và cắm 4 động cơ servo vào các cổng chuyên dụng.

5. Lập trình và Kết nối: Lập trình cho vi điều khiển thông qua Arduino IDE hoặc giao diện trực quan để thiết lập các chế độ đi lại, tránh vật cản và kết nối WiFi/Bluetooth.

Lập trình và Điều khiển Bluetooth

Để chú robot vận hành trơn tru trong các bài thi Ottolympiades, một mã nguồn tùy chỉnh đã được phát triển bằng Arduino IDE. Nó quản lý việc điều khiển không dây và hành vi của các động cơ.

Cấu hình điều khiển không dây (RemoteXY)

Chương trình dựa trên thư viện RemoteXY kết nối qua Bluetooth BLE của ESP32.

• Tên Bluetooth: lamano otto

• Bảo mật: Truy cập được bảo vệ bằng mật khẩu lylianolamano.

• Giao diện: Ứng dụng di động truyền tọa độ từ hai cần điều khiển ảo (joystick), được đọc liên tục bởi cấu trúc RemoteXY.

Cơ chế chuyển động và hành động

Vòng lặp chính (void loop()) phân tích vị trí của các cần điều khiển để thực hiện các lệnh tương ứng:

• Joystick 1 (Điều hướng): Kích hoạt lệnh đi tiến, lùi hoặc xoay bằng cách điều chỉnh biên độ của các động cơ servo chính.

Kết luận

Dự án kỹ thuật năm nhất tại MakerSpace của UniLaSalle Amiens này đã giúp hiện thực hóa việc lắp ráp, tùy chỉnh 3D trên OnShape và lập trình toàn diện cho robot hình người lamano otto. Nhờ tích hợp hệ thống điều khiển không dây, chú robot đã sẵn sàng để tranh tài một cách tối ưu tại các bài thi của giải Ottolympiades.

Để xem robot hoạt động và theo dõi phần giới thiệu dự án (hơi nghiệp dư một chút..), bạn có thể xem video của tụi mình bằng cách nhấn vào ĐÂY.