04 Assemblaggio: stampa, montaggio, cablaggio

Gli utenti di un'unità finita possono saltare questa pagina: la fabbrica ha già stampato, assemblato, cablato e ispezionato l'unità (vedi la sezione sullo stato di fabbrica nell'indice). Segui questa pagina solo se costruisci dai componenti o sostituisci componenti.

4.1 Stampa e ispezione

1. Stampa la piastra inferiore, il supporto del servomotore di spalla, il supporto del servomotore di gomito e il montante superiore (1 ciascuno);
2. controlla con un calibro il profilo della base (~88 × 82 mm) e l'altezza totale (~68 mm);
3. prova in sede le squadrette 25T dei servomotori nei loro alloggiamenti; fissale con le viti solo se non ci sono impuntamenti;
4. pesa ogni parte stampata e registrala rispetto a hardware/v1/meshes/print_mass_model.json.

4.2 Preparazione dei servomotori (zero del firmware e installazione delle squadrette)

1. Collega e scrivi prima il firmware: collega entrambi i servomotori, l'IMU, l'alimentazione dei servomotori e la massa comune secondo la tabella in 4.4 (parti meccaniche non ancora montate; il firmware principale richiede l'IMU per avviarsi), poi scrivi in flash il firmware principale secondo la pagina 03, sezione 3.1;
2. Accendi fino allo zero del firmware: apri la porta seriale a 115200 (strumenti seriali / il download di UartAssist per Windows sono alla pagina 03, sezione 3.3) e accendi; dopo l'avvio il firmware porta entrambi i servomotori a q=0 (impulsi di centratura 1681 / 1456 µs). Quando il log mostra servo start q: 0.00 0.00 rad e ready; send g to run (o autorun on: ...), i servomotori sono allo zero;
3. Spegni: togli l'alimentazione ai servomotori (l'USB può restare collegato) e conferma che entrambi i servomotori siano scarichi;
4. Installa le squadrette: monta la squadretta della spalla in modo che il braccio superiore sia verticale, e quella del gomito in modo che l'avambraccio sia in linea con esso; serra e verifica la corsa completa a mano;
5. convenzione di direzione (coerente con il simulatore): shoulder +q muove il braccio grande verso −Y, elbow +q muove l'avambraccio verso +X; i valori predefiniti del firmware sono SERVO_SHOULDER_SIGN=-1, SERVO_ELBOW_SIGN=-1.

Gli impulsi di centratura 1681 / 1456 µs del firmware includono già la re-indicizzazione delle squadrette della calibrazione di fabbrica - non contare i denti: monta le squadrette allo zero del firmware con il braccio verticale. In alternativa (equivalente, opzionale) digita e nella casella di invio seriale e premi Invio per portare entrambi i servomotori al centro elettrico di 1520 µs e montare lì (vedi la tabella dei comandi alla pagina 03); in ogni caso il comando z della pagina 05 esegue lo zero preciso finale.

Il montaggio allo zero del firmware è solo una centratura grossolana (la dentatura della squadretta è discreta). Lo zero preciso va impostato dopo l'assemblaggio completo e il flash del firmware principale (pagina 03) con lo strumento di azzeramento della pagina 05: dichiara la posa visivamente verticale come q=0 (z non usa l'IMU e funziona in qualsiasi posa), poi incorpora gli impulsi stampati in config.h e riscrivi il firmware. Anche se la squadretta non è stata montata perfettamente, questo azzeramento lo corregge; solo se un lato è a corto di corsa (l'impulso si blocca a 500/2500 µs) devi estrarre la squadretta e re-indicizzarla. L'indicizzazione della squadretta determina come la corsa si divide tra i due lati; i limiti manuali del firmware (Q_SHOULDER_MIN/MAX) devono corrispondere alla corsa reale - non allargarli. Dopo l'azzeramento, sposta tutti i waypoint delle sequenze come descritto alla pagina 05, altrimenti le pose di rialzata fisiche derivano.

4.3 Assemblaggio di base e braccio

1. Fissa la piastra inferiore e il supporto del servomotore di spalla insieme con viti M3 per formare la base (~68 mm di altezza);
2. installa il servomotore di spalla nel supporto della spalla, con la squadretta verso l'alto;
3. fissa il supporto del servomotore di gomito alla squadretta della spalla e serra (forma il braccio superiore); installa il servomotore di gomito nel supporto del gomito;
4. collega il montante superiore (avambraccio) alla squadretta del gomito;
5. porta il braccio in verticale a mano (q≈0) e conferma che coincida con il centro del servomotore.

4.4 Cablaggio

Dispositivo	Pin ESP32-S3	Adattatore	Note
Adattatore 3V3	3V3	Pin di segnale S1	altro capo a VCC dell'IMU (3.3 V)
Segnale spalla	GPIO4	S4	PWM a 50 Hz
Segnale gomito	GPIO5	S5	PWM a 50 Hz
SDA IMU	GPIO6	Pin di segnale S6	altro capo a SDA dell'IMU; I²C 0x23, 100 kHz
SCL IMU	GPIO7	Pin di segnale S7	altro capo a SCL dell'IMU; I²C 0x23, 100 kHz
GND IMU	GND	— (diretto)	massa comune
LED (opzionale)	GPIO2	—	LED di stato
Ingresso alimentazione 5 V	5V / GND	—	cavo a 1→2: un ramo all'ESP32, uno a V+/GND dell'adattatore per i servomotori
Alimentazione servomotori	—	Morsetto V+/GND	5 V / ≥5 A; le tensioni più alte devono usare solo questo morsetto, mai il 5V dell'ESP32
S2 / S3	—	—	non collegati

Note:

• L'adattatore è un pass-through passivo: S1/S6/S7 portano 3V3 / SDA / SCL sui rispettivi pin di segnale, S4/S5 portano i segnali dei servomotori; conferma l'ordine V+/GND/segnale di ogni connettore - una polarità invertita distrugge i servomotori o la scheda;
• tieni i fili I²C corti e lontani dai fili dei servomotori; i pull-up del modulo sono a 3.3 V;
• con un'alimentazione a 5 V puoi alimentare i pin 5V/GND dell'ESP32 e derivare la stessa alimentazione al V+/GND dell'adattatore per i servomotori; le tensioni più alte (6 V / 7.4 V) devono alimentare solo il V+/GND dell'adattatore e l'ESP32 deve essere alimentato da USB;
• con una batteria a 5 V che alimenta l'ESP32 puoi lasciare il Type-C collegato: nello schema ufficiale della DevKitC-1 ogni VBUS USB raggiunge la rete 5V attraverso un diodo Schottky, quindi non c'è controalimentazione e l'USB funziona come dati (più alimentazione ausiliaria). Su una scheda clone che omette il diodo, o se non puoi verificarlo, scollega il ramo 5 V verso l'ESP32 durante il flash e alimentalo da USB (opzione 2);
• alimentazione durante il debug / flash (entrambe sono normali; scegline una):
  1. l'alimentatore 5 V alimenta l'ESP32 e i servomotori tramite il ripartitore, l'USB porta solo i dati;
  2. più semplice da ragionare: scollega il ramo 5 V verso l'ESP32, alimenta l'ESP32 solo da USB e lascia che l'alimentatore 5 V alimenti solo i servomotori. Usa l'opzione 2 per il flash, il monitoraggio seriale e la calibrazione c; l'opzione 1 per il funzionamento autonomo;
• alla prima accensione lascia i servomotori scollegati, verifica con un multimetro la polarità e la tensione di V+, poi prova un servomotore, poi entrambi;
• ordine di cablaggio: massa e segnali → alimentazione 5 V (ESP32 e servomotori insieme) → USB per la porta seriale quando serve. In ordine inverso allo spegnimento.

4.5 Orientamento di montaggio dell'IMU

L'IMU è fissata alla base con viti (il suo orientamento non è regolabile), quindi il firmware abilita IMU_YAW90 e converte il vettore up dal sistema di riferimento dell'IMU alle coordinate del corpo:

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

Verifica dell'orientamento meccanico (possibile una volta montati i servomotori, prima dell'accensione): usando gli assi stampati su / documentati per il modulo IMU,

• l'albero di uscita del servomotore di spalla (l'albero su cui si monta la squadretta; detto anche albero della squadretta o albero degli ingranaggi) punta verso −Y dell'IMU;
• l'albero di uscita del servomotore di gomito punta verso +X dell'IMU.

Dal basso verso l'alto i due servomotori sono spalla (inferiore) → gomito (superiore); non scambiarli quando monti le squadrette o fai il cablaggio.

Queste due direzioni sono gli assi di spalla e gomito del corpo; se non corrispondono all'hardware, l'IMU o un supporto del servomotore è installato al rovescio - correggi prima di accendere.

Dopo l'accensione, riverifica alla pagina 06: in posizione eretta si ha up≈(0, 0, 1); le quattro pose sdraiate sono elencate nella tabella del 6.5.

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