TRIPLES GANADORES DEL DESAFÍO STEM DE TELEFÓNICA.

TRIPLE STEM.

Nuestros tres proyectos resultaron vencedores en el concurso a nivel Nacional que proponía la fundación telefónica. 

FINAL STEM.

Mira en las siguientes entradas para ver nuestro trabajo.

Liberamos la documentación de Imibot.

Liberamos la documentación de Imibot. Brazo robot que imita el movimiento humano.

Publicamos de forma libre todo el trabajo realizado durante el curso 2015/2016 correspondiente al premio desafío STEM convocado por fundación telefónica y en el que quedamos triples ganadores.

En los blogs:

http://scolamusic.blogspot.com.es dejamos la documentación de Imibot, brazo robot que imita el movimiento.

http://scolahack.blogspot.com.es/ dejamos la documentación del Arpa Laser.

En este Blog dejamos lo correspondiente al monitor de latidos cardíacos y temperatura corporal:

DOCUMENTO CON LA MEMORIA COMPLETA.

ACCESO AL CÓDIGO FUENTE EN FORMATO ZIP.

Esperamos que os guste y quedamos a vuestra disposición para cualquier duda.

Momentos en el aula.

En el siguiente carrusel se irán mostrando los momentos que capturamos en el aula.

Cuando de añadan fotos al album se van actualizando automáticamente.

  

Un momento divertido.

En este desafío no sólo compartimos penas, también alegrías. Un buen Maker sabe trabajar pero hacer los momentos también relajados.

Aquí nos veis haciendo un poco el "ganso".

Esquema del montaje.

Desde el punto de vista técnico, el montaje es simple. Se trata de un juego de potenciómetros conectados en los pines analógicos de Arduino. Esto nos permitirá medir los ángulos que el brazo humano coloca a voluntad. 

Mapearemos y calibraremos los resultados para obtener un ángulo que pasaremos a los servos mediante la librería servo. 

Comprobando el brazo y primeros problemas.

Para comprobar el brazo montamos sobre "breadboard" 6 potenciómetros que son los que lleva el arm-stick. Usamos la librería servo y comenzamos a mandar señales a los distintos servo.

Y como no ... empiezan las primeras dificultades.

Para empezar, los servos funcionan entra 5v y 6v. Alcanzan la máxima fuerza a la tensión de alimentación de 6V. Pero es más, en los momentos de fuerza, demanda una cantidad importante de intensidad (en torno a 1A en los momentos duros). Cuando el brazo intentaba ponerse paralelo a la horizontal gravitatoria, veiamos que no podía y se venía abajo. Probamos con varias fuentes hasta que dimos con una que satisfacía los requisitos de los servos. No descartamos poner varias fuentes para alimentarlos de forma independiente (sin olvidar la tierras comunes, claro está).

El segundo problema...en el que aún estamos trabajando. El temido temblor de los servos.

Cuando los servos tiemblan, el fallo puede ser debido a muchos facatores:

-Interferencia en los cables de señal.

-Ruidos que se cuelan en la fuente.

-Servos defectuosos.

-Mala programación.

Aislar el problema suele ser cuestión de tiempo y muchas pruebas. Así que en ello estamos. Simultáneamente seguimos trabajando en el arm-stick.

El brazo robot 2.

Con el herraje y los servos por delante, comenzamos a ensamblarlo y colocarlo en la estructura. No hubo especial dificultad y tras unas horas de trabajo veamos algunos resultados.

Podeis ver un video aquí

Poco más que añadir...

El brazo robot.

Tal vez éste sea el montaje que más dinero hemos invertido. Hemos buscado un kit de herrajes en una tienda asiática. El kit de herrajes ha costado aproximadamente unos 40€. En futuras ocasiones desarrollaremos nuestro propio kit usando una impresora 3D o bien cortado en chapa de madera y posteriormente fresada al estilo "printbot".

Como no queríamos perder tiempo en el diseño, finalmente buscamos los herrajes. 

Los servomotores lo hemos buscado en tiendas Españolas. Hemos usado MG995 os pongo un enlace de un datasheet para que veais las especificaciones. Pincha aquí.

Por otro lado, nos hizo falta una estructura que realizamos en madera, para poder dejar el brazo anclado y que pudiera realizar las maniobras sin golpearse. Para ello decidimos crear una "espalda" artificial. Una simple cruz con dimensiones suficientes. Dado que el brazo completamente estirado medía aproximadamente 500mm (medio metro) le dimos un radio suficiente para poder maniobrar.

En la siguiente entrada, trataremos de colocar algunas fotografías del proceso de construcción.

Manos a la obra.

Con los materiales anteriormente descritos. Empezamos a realizar el montaje.

Encontramos dos dificultades importantes.

1.- Ajustar bien las articulaciones.

2.- La doble bisagra que tiene el hombro ya que tiene movimiento de flexión y rotación.

En cuanto a la muñeca, encontramos (antes de construir) una solución para la rotación y consistió en llevarse el eje de rotación al frente tal y como lo haríamos al darle volumen a un amplificador. Es por ello que el brazo tiene esa estructura extraña en la parte del guante. La idea era evitar que la rotación estuviese en la propia muñeca.

El brazo quedará sujeto a uno de los lados y en caso necesario colocaremos contrapesos en el otro lado. En las pruebas hechas no ha necesitado contrapeso.

Por otro lado, nos hizo falta una estructura que realizamos en madera, para poder dejar el brazo anclado y que pudiera realizar las maniobras sin golpearse. Para ello decidimos crear una "espalda" artificial. Una simple cruz con dimensiones suficientes. Dado que el brazo completamente estirado medía aproximadamente 500mm (medio metro) le dimos un radio suficiente para poder maniobrar.

Presentamos a continuación los planos a escala 1:20, aunque la perspectiva isométrica de la parte derecha está a una escala mayor. Nos da la idea de la construcción.

En la siguiente entrada, trataremos de colocar algunas fotografías del proceso de construcción.

BOCETO DEL JOY-ARM

El desarrollo de proyecto va por relativo buen camino, tenemos trabajo avanzado pero aún queda bastante por hacer, la documentación es lo que más retraso tiene, adí que intentaremos retomar el hilo de la documentación.

La prótesis acoplable al humano debe tener 6 puntos de control que mediremos con 6 potenciómetros en las articulaciones. Tomaremos los puntos más imporrtantes para tener un movimiento lo más natural posible.

Mostramos un boceto con la idea y posteriormente mostraremos imágenes con el estado de la construcción.

Materiales que hemos utilizado:

Hemos intentado minimizar el gasto, para eso es fundamental reutilizar y/o reciclar. Para ello hemos buscado restos en el aula de tecnología, taller de mantenimiento y objetos encontrados en la basura. Los materiales que no nos ha sido posible encontrar lo hemos comprado.

Material que hemos usado:

- Una canalización vieja que se usaba como canalón para recoger agua de los tejados. El material es PVC y lo usaremos como fijación al brazo.

-Varillas de hierro de 8mm que se usaban en un sistema de regadío. Lo usaremos como estructura para las articulaciones.

-Una chapa sobrante de forrar una puerta de hierro galvanizado para el peto.

-Cinta de cierre rápido ("Velcro") para sujetar las piezas al cuerpo que se encontraba en el taller de mantenimiento.

Hemos comprado:

- Un  metro tubo de latón de modelismo de 7mm interior y 8mm exterior para hacer los casquillos que alojarán los potenciómetros. Unos 3€.

-Arandelas elásticas de seguridad que se usan en el interior de los picaportes. Hemos comprado unas 20 y han costado unos 0,40€.

-Una caja RJ45 con conexiones atornilladas que ha costado 2€.

-6 potenciómetros 10kOhms lineales a 1€/unidad siendo un total de 6€.

El total de inversión de Arm-Stick en torno a los 11,40€.

El profesor sólo ha intervenido en algunos pasos peligrosos como mecanizar las puntas de las varillas, algunas soldaduras de metal con grupo y el corte de algunas piezas.

En las próximas entradas mostraremos un poco la evolución del trabajo.

Día 11

Hoy hemos empezado una hora tarde porque se estaban haciendo unas encuestas en el aula de informática y nos hemos tenido que quedar en otra sala y no había ordenadores. La segunda hora hemos retomado el trabajo empezando por el blog y nuestros compañeros están terminando de soldar y pelar los cables para conectarlos todos a uno mismo. Al final de la clase hemos terminado de poner todos los cables en uno solo.

Dia 10

Hoy día diez, hemos grabado todas las escenas que formarán parte del vídeo para completar la fase 2. Hemos tenido algunos problemas:

• No sabíamos donde grabar, hasta que pensamos y llegamos a la conclusión que en el patio al aire libre era una buena opción 
• Las consecuencias de grabar el vídeo al aire libre por así decirlo es el ruido de los pájaros, cosa que eliminamos en algunas escenas debido a que era insoportable
• También aprenderse el guión, las personas que participan en el vídeo supuso también una complicación pero bueno con esfuerzo lo terminamos 

Además de terminar de grabarlo, también lo editamos y lo dejamos finalizado.

Comienza la FASE II

Hoy en primer lugar, lo que hemos pensado en hacer es comenzar con la FASE II, puesto que el tiempo pasa y se nos viene encima. Fase 2, consiste en divulgar tu proyecto y para ello:

• Debemos realizar una descripción a cerca del objetivo del elemento tecnologico y a quien va dirigido
• Describir en que consiste (a nivel funcional)
• Identificar los problemas surgidos, tales como: dificultades para la grabación del vídeo, perdida de materiales, y construcción
• Características y descripciones a cerca del sistema operativo, dispositivos utilizados etc
• Se debe realizar un vídeo de 4 minutos exponiendo las ideas, con la finalidad concreta del objetivo

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• Debemos subir ambos documentos a la plataforma y difundir el vídeo en redes sociales para conseguir ser los más votados.El  documento descriptivo lo verá el jurado y el mentor, todos los entregables serán criterio evaluables del proyecto.

Día 8

El día ocho entramos en clase y vimos el brazo montado con un montón de cables colgados y decimos en pensar algunas ideas para que eso quedara algo más vistoso. Decidimos pedirle a nuestro profesor Segundo, plástico termorretráctil  para que quedaran las uniones mejor y mas bonitas ya que también estamos buscando las mejores ideas para que quede bien estéticamente. Nos dijo directamente que no hacía falta ni pedirlo ya que él tenía aquí.
Al decirnos eso cambiamos la programación del día y decidimos poner el cable en las uniones. Al final de la clase terminamos de ponerlas todas y ya parecía otra cosa debido a que estaba mucho mejor presentado. Con esto finalizamos el día.

Día 7

Bueno pues hoy tras entrar en el aula de informática, nos hemos llevado una fantástica sorpresa y es que este profesor no nos deja de impresionar. Pues nos tenía hecha una increíble estructura de soporte para el brazo y también traía los servos que habíamos pedido algunos días atrás. Esto nos dio ya la tranquilidad que necesitábamos porque íbamos un poco tarde y no sabíamos cuanto podían tardar los servos en venir. Pusimos de una vez todos los servos en el brazo y por fin empezamos a hacer pruebas de movimiento, aunque antes tuvimos que montar todos los cables para conectarlos a Arduino, respecto a la programación hay que decir que ya la sabíamos y no fue nada difícil, al ver que todos funcionaban a la perfección nos llevamos una gran alegría. De manera que ya teníamos todo lo que queríamos hacer hecho.

Día 6

El día seis dijimos que la tarea propuesta era la de realizar unas pruebas con los servos para ver si se movían correctamente. Cuando empezamos a probar los servos fue cuando nos dimos cuenta de que había al menos dos servos que no funcionaban correctamente y para ver que le pasaba tuvimos que abrirlo, a uno de ellos le encontramos el fallo y es que venía el eje doblado, así que ese no nos servía para nada. El otro directamente no le encontramos el fallo pero no iba, esto solo quería decir una cosa, y era que teníamos otro imprevisto más ya que teníamos que esperar que vinieran los servos que Segundo había pedido.

A parte ese día empezamos a hablar sobre donde íbamos a colocar el brazo robot, y como podía ser una futura estructura.

Servo desmontado.

Día 5 (Lunes por la tarde)

Hoy lunes por la tarde, hemos decidido venir puesto que hay bastante trabajo como:

• Hay que pelar los cables con la finalidad de conectarlos después con ayuda de una soldadura 
• Ver la programación y como sería desarrollarla
• Hacer un calendario para las fases del proyecto y en que tiempo debe de estar listo  
• Hablar con el profesor y describir la estructura que debemos de realizar como soporte del brazo
• Vídeos de la fase 1 y montaje 

Se ha de decir que hoy hemos venido todos y ha sido un día perfecto todo el mundo ha trabajado por la tarde correctamente, y no ha habido ningún problema, en poco tiempo tal y como está descrito al principio de este blog la fase I estará finiquitada. 

Día 4

El cuarto día tras tener todo montado con la ilusión que teníamos, llegaron los servos, una noticia que nos cambió sin duda alguna el día. Pero tuvimos un fallo, al ver montado el brazo entero no teníamos en cuenta que los servos debían de estar también por lo que tuvimos que desmontar el brazo, para montarlo de nuevo con los servos incluidos.
Esto sin duda nos llevó una perdida de tiempo estúpida pero claro las ganas se apoderaron de nosotros. Tras tener los servos lo montamos y vimos como quedaba el brazo, era mucho mas chico de lo que pensábamos y nos sorprendimos.

Día 3

El tercer día llego la estructura del brazo por fin, la recibimos con gran ilusión y cuando nos lo comunicó el profesor lo primero que hicimos fue reunirnos en una mesa grande todo el equipo para montarlo todos juntos,montar la estructura fue algo mas complicado de lo esperado y perdimos algo de tiempo, unas dos horas aproximadamente fue lo que nos llevó montar el brazo completo porque había algunos tornillos que se nos resistían, su acceso era realmente complicado y no se llegaba bien a ellos.

 Al final de la clase el brazo quedo totalmente montado, a falta de que vinieran los servos para colocarlos y también faltaba colocar la pinza del brazo robot bien ya que no teníamos mucha idea de como se tenía que colocar y las instrucciones venían en chino, respecto a los dibujos no lo sabíamos interpretar bien, así que nos quedo pendiente algunas cosillas.

Día 2

Hoy, segundo día de nuestro proyecto hemos comenzado a designar los trabajos para que el proyecto y el trabajo se haga mucho mas ameno.

En primer lugar han designado "líder" a nuestros compañero Álvaro González y Manuel Cañizares, posteriormente los trabajos han sido repartidos de la siguiente manera:

1. Javier González --- Diseño y trabajo de blog, además de grabar vídeos y colaborar en montaje del brazo
2. Juan Miguel Martínez --- Diseño y trabajo de blog, además de grabar vídeos y colaborar en montaje del brazo  
3. Clara Guerra --- Montaje del brazo, ayudar a montar el vídeo y colaboración con la programación
4. Manuel Cañizares --- Montaje del brazo, y programación completa
5. Álvaro González --- Montaje del brazo, montaje del vídeo y colaboración con la programación
6. Guillermo Martín --- Grabación del vídeo y montaje y vender camisetas
7. Carlos Vasili --- Programación completa e interfaz de ordenador 

Y bueno de momento con mucha ilusión y con una ansiada espera para obtener las piezas del trabajo y poder empezar con él, somos consientes de lo que es este trabajo y lo que nos supone, un reto importante y que para poder sacarlo adelante hay que trabajar en grupo. Por lo que debemos de estar muy unidos en todo momento y todo conflicto o pelea nos retrasaría por lo que la confianza y el respeto es lo primero

FASE 1

Buenas a todos, somos SCOLAMAKERS, un grupo de estudiantes de 1º y 2º de bachillerato del colegio Calasancio Hispalense que hemos cogido este nuevo desafío con muchas ganas de hacer las cosas bien y con mucha ilusión por hacer algo que nos gusta.

El proyecto que vamos a realizar lo hemos bautizado con el nombre de IMIBOT, es una brazo pequeño articulado con una estructura relativamente dura y consistente para agarrar y sostener objetos pequeños debido a que trae incorporado unas pinzas. A parte del brazo tenemos que comprar unos servos para que hagan el movimiento del brazo y se asemeje al de un humano, hay que decir que lo que queremos que haga este brazo, es copiar exactamente igual el movimiento de un humano con la ayuda de unos potenció-metros.



FASE 1
 
   Realizamos lo que nos pedían, que era lo siguiente:


 Vídeo de 4 minutos


  Difusión de redes


 Logotipo

No encontramos muchos problemas puesto que el logotipo lo conseguimos hacer bastante rápido porque ya teníamos una idea principal y solo tuvimos que darle unos retoques más para tenerlo listo, el vídeo lo editamos rápidamente, lo que hicimos fue escribir un guión, luego lo memorizamos y nos fuimos grabando uno a uno diciendo principalmente como nos llamábamos, nuestros años y porque queríamos participar en el desafío Stem. Luego, la difusión en redes sociales se hizo mucho más amena debido a que el colegio hizo una gran labor enviando a todas las familias un comunicado para que nos votaran en la plataforma, y esto fue cogido con gran entusiasmo por parte de la gran familia escolapia.

Dia 1:

Hoy ha comenzado el primer día del segundo trimestre, en la primera clase hemos hecho los grupos para los proyectos que se van a llevar a cabo y hemos llegado a un acuerdo referido a que proyecto queremos pertenecer. Por un lado había gente que pertenecía a grupos para el desafío Stem y por otro estaban los compañeros que lo que iban a hacer eran proyectos pero para clase.

El proyecto del que hemos querido formar parte se llama IMIBOT, es un brazo robot que imita el movimiento de una persona a través de unos potencio-metros colocados en una estructura de PVC que se coloca alrededor del brazo humano, nuestro grupo se llama Scolamakers, y está formado por:

1. Francisco Javier González Díaz.
2. Juan Miguel Martínez Loja.
3. Guillermo Martín de Oliva Carranza.
4. Clara Guerra Llona.
5. Carlos Vasili Del monte.
6. Manuel Cañizares Juan.
7. Álvaro González Villarreal.

Guiado por las instrucciones de  nuestro profesor Segundo Álvarez  en todo momento.