04 Montaje: imprimir, construir, cablear

Los usuarios de unidad acabada pueden omitir esta página: la fábrica ya ha impreso, montado, cableado e inspeccionado la unidad (véase la sección de estado de fábrica en el índice). Sigue esta página solo si construyes desde piezas o sustituyes componentes.

4.1 Impresión e inspección

1. Imprime la placa inferior, el soporte del servo de hombro, el soporte del servo de codo y el puntal superior (1 de cada);
2. Comprueba con calibre el contorno de la base (~88 × 82 mm) y la altura total (~68 mm);
3. Prueba el encaje de los brazos de servo de 25T en sus ranuras; fíjalos con tornillos solo cuando no haya agarrotamiento;
4. Pesa cada pieza impresa y anótala frente a hardware/v1/meshes/print_mass_model.json.

4.2 Preparación de los servos (cero del firmware e instalación de los brazos)

1. Cablea y flashea primero: cablea ambos servos, la IMU, la alimentación de los servos y la masa común según la tabla de 4.4 (las piezas mecánicas aún sin montar; el firmware principal necesita la IMU para arrancar) y luego flashea el firmware principal según la página 03, sección 3.1;
2. Enciende hasta el cero del firmware: abre el puerto serie a 115200 (las herramientas serie / la descarga de UartAssist están en la página 03, sección 3.3) y enciende; tras el arranque el firmware lleva ambos servos a q=0 (pulsos centrales 1681 / 1456 µs). Cuando el registro muestre servo start q: 0.00 0.00 rad y ready; send g to run (o autorun on: ...), los servos están en el cero;
3. Apaga: corta la alimentación de los servos (el USB puede seguir conectado) y confirma que ambos servos están descargados;
4. Instala los brazos: monta el brazo del hombro de modo que el brazo superior quede vertical, y el brazo del codo de modo que el antebrazo quede alineado con él; aprieta y comprueba el recorrido completo a mano;
5. Convención de direcciones (coincide con el simulador): shoulder +q mueve el brazo grande hacia −Y, elbow +q mueve el antebrazo hacia +X; los valores por defecto del firmware son SERVO_SHOULDER_SIGN=-1, SERVO_ELBOW_SIGN=-1.

Los centros del firmware 1681 / 1456 µs ya incluyen el reindexado del brazo de la calibración de fábrica: no cuentes los dientes; monta los brazos en el cero del firmware con el brazo vertical. Alternativamente (equivalente, opcional), escribe e en el cuadro de envío serie y pulsa Intro para llevar ambos servos al centro eléctrico de 1520 µs y montar ahí (véase la tabla de comandos de la página 03); en cualquier caso, el comando z de la página 05 realiza el punto cero preciso final.

Montar en el cero del firmware es solo un centrado grueso (el estriado del brazo es discreto). El punto cero preciso debe fijarse tras el montaje completo y el flasheo del firmware principal (página 03) con la herramienta de punto cero de la página 05: declara la postura visualmente vertical como q=0 (z no usa la IMU y funciona en cualquier postura), luego graba los pulsos impresos en config.h y vuelve a flashear. Aunque el brazo no se haya montado perfectamente, esta puesta a cero lo corrige; solo cuando un lado se queda sin recorrido (el pulso se recorta en 500/2500 µs) hay que sacar el brazo y reindexarlo. El índice del brazo determina cómo se reparte el recorrido entre los dos lados; los límites manuales del firmware (Q_SHOULDER_MIN/MAX) deben coincidir con el recorrido real: no los amplíes. Tras la puesta a cero, desplaza todos los puntos de paso de las secuencias como se describe en la página 05, o las posturas físicas de incorporación se desviarán.

4.3 Montaje de la base y el brazo

1. Fija la placa inferior y el soporte del servo de hombro entre sí con tornillos M3 para formar la base (~68 mm de alto);
2. Instala el servo del hombro en el soporte del hombro, con el brazo hacia arriba;
3. Fija el soporte del servo de codo al brazo del hombro y aprieta (forma el brazo superior); instala el servo del codo en el soporte del codo;
4. Conecta el puntal superior (antebrazo) al brazo del codo;
5. Mueve el brazo a la vertical a mano (q≈0) y confirma que coincide con el centro del servo.

4.4 Cableado

Dispositivo	Pin del ESP32-S3	Adaptador	Notas
Adaptador 3V3	3V3	Pin de señal S1	el otro extremo a VCC de la IMU (3.3 V)
Señal del hombro	GPIO4	S4	PWM de 50 Hz
Señal del codo	GPIO5	S5	PWM de 50 Hz
SDA de la IMU	GPIO6	Pin de señal S6	el otro extremo a SDA de la IMU; I²C 0x23, 100 kHz
SCL de la IMU	GPIO7	Pin de señal S7	el otro extremo a SCL de la IMU; I²C 0x23, 100 kHz
GND de la IMU	GND	— (directo)	masa común
LED (opcional)	GPIO2	—	LED de estado
Entrada de alimentación de 5 V	5V / GND	—	cable 1 a 2: una rama al ESP32, otra a V+/GND del adaptador para los servos
Alimentación de los servos	—	Bornera V+/GND	5 V / ≥5 A; las tensiones superiores deben usar solo esta bornera, nunca el 5V del ESP32
S2 / S3	—	—	no conectados

Notas:

• El adaptador es un paso pasivo: S1/S6/S7 llevan 3V3 / SDA / SCL en sus pines de señal, S4/S5 llevan las señales de los servos; confirma el orden V+/GND/señal de cada conector: una polaridad invertida destruye los servos o la placa;
• Mantén los cables I²C cortos y lejos de los cables de los servos; las resistencias de pull-up del módulo son de 3.3 V;
• Con una fuente de 5 V puedes alimentar el 5V/GND del ESP32 y derivar la misma fuente a V+/GND del adaptador para los servos; las tensiones superiores (6 V / 7.4 V) deben alimentar solo V+/GND del adaptador y el ESP32 debe alimentarse por USB;
• Con una batería de 5 V alimentando el ESP32 puedes mantener el Type-C conectado: en el esquema oficial del DevKitC-1 cada VBUS del USB llega a la red de 5V a través de un diodo Schottky, así que no hay retorno de corriente y el USB funciona como datos (más alimentación auxiliar). En una placa clónica que omita el diodo, o si no puedes confirmarlo, desconecta la rama de 5 V al ESP32 mientras flasheas y aliméntalo por USB (opción 2);
• Alimentación durante la depuración / el flasheo (ambas son normales; elige una):
  1. la fuente de 5 V alimenta el ESP32 y los servos mediante el divisor, el USB solo lleva datos;
  2. más fácil de razonar: desconecta la rama de 5 V al ESP32, alimenta el ESP32 solo por USB y deja que la fuente de 5 V alimente únicamente los servos. Usa la opción 2 para flashear, monitorizar el puerto serie y la calibración c; la opción 1 para el funcionamiento autónomo;
• En el primer encendido deja los servos desconectados, verifica la polaridad y la tensión de V+ con un multímetro, luego prueba un servo y después ambos;
• Orden de cableado: masa y señales → alimentación de 5 V (ESP32 y servos juntos) → USB para el puerto serie cuando haga falta. El orden inverso al apagar.

4.5 Orientación de montaje de la IMU

La IMU va fijada a la base con tornillos (su orientación no es ajustable), así que el firmware habilita IMU_YAW90 y convierte el vector «arriba» del marco de la IMU a coordenadas del cuerpo:

up_body = (up_imu.y, -up_imu.x, up_imu.z)

Comprobación de la orientación mecánica (posible una vez montados los servos, antes de encender): usando los ejes impresos en el módulo IMU / documentados para él,

• el eje de salida del servo del hombro (el eje sobre el que se monta el brazo; también llamado eje del brazo o eje del engranaje) apunta hacia −Y de la IMU;
• el eje de salida del servo del codo apunta hacia +X de la IMU.

De abajo arriba, los dos servos son hombro (inferior) → codo (superior); no los intercambies al montar los brazos ni al cablear.

Estas dos direcciones son los ejes de hombro y codo del cuerpo; si no coinciden con el hardware, la IMU o un soporte de servo está instalado al revés: corrígelo antes de encender.

Tras el encendido, vuelve a comprobarlo en la página 06: en posición vertical da up≈(0, 0, 1); las cuatro posturas tumbadas están en la tabla de 6.5.

---

← Volver al índice del tutorial