04 Montagem: imprimir, montar e ligar

Usuários de unidades prontas podem pular esta página: a fábrica já imprimiu, montou, fez a fiação e inspecionou a unidade (veja a seção de estado de fábrica no índice). Siga esta página apenas ao montar a partir das peças ou substituir componentes.

4.1 Impressão e inspeção

1. Imprima a placa inferior, o suporte do servo do ombro, o suporte do servo do cotovelo e a travessa superior (1 de cada);
2. Confira o contorno da base (~88 × 82 mm) e a altura total (~68 mm) com um paquímetro;
3. Faça um teste de encaixe dos horns 25T dos servos nos seus alojamentos; fixe com parafusos somente quando não houver emperramento;
4. Pese cada peça impressa e registre-a em hardware/v1/meshes/print_mass_model.json.

4.2 Preparação dos servos (zero do firmware e instalação do horn)

1. Faça a fiação e grave primeiro: ligue os dois servos, a IMU, a alimentação dos servos e o terra comum conforme a tabela em 4.4 (peças mecânicas ainda não montadas; o firmware principal precisa da IMU para inicializar) e depois grave o firmware principal conforme a página 03, seção 3.1;
2. Energize até o zero do firmware: abra a porta serial a 115200 (as ferramentas seriais / o download do UartAssist estão na página 03, seção 3.3) e ligue; após a inicialização o firmware leva os dois servos a q=0 (pulsos centrais 1681 / 1456 µs). Quando o log mostrar servo start q: 0.00 0.00 rad e ready; send g to run (ou autorun on: ...), os servos estão no zero;
3. Desligue: corte a alimentação dos servos (o USB pode permanecer conectado) e confirme que os dois servos estão sem carga;
4. Instale os horns: monte o horn do ombro de modo que o braço superior fique vertical, e o horn do cotovelo de modo que o antebraço fique alinhado com ele; aperte e verifique o curso completo manualmente;
5. Convenção de direção (igual à do simulador): shoulder +q move o braço grande na direção −Y, elbow +q move o antebraço na direção +X; os padrões do firmware são SERVO_SHOULDER_SIGN=-1, SERVO_ELBOW_SIGN=-1.

Os centros de 1681 / 1456 µs do firmware já incluem a reindexação do horn feita na calibração de fábrica — não conte os dentes: monte os horns no zero do firmware com o braço na vertical. Como alternativa (equivalente e opcional), digite e na caixa de envio serial e pressione Enter para colocar os dois servos no centro elétrico de 1520 µs e monte ali (veja a tabela de comandos na página 03); de qualquer forma, o comando z da página 05 faz o zero preciso final.

Montar no zero do firmware é apenas uma centralização grosseira (a estria do horn é discreta). O zero preciso deve ser definido após a montagem completa e a gravação do firmware principal (página 03) com a ferramenta de zero da página 05: declare a pose visualmente vertical como q=0 (z não usa a IMU e funciona em qualquer pose), depois grave os pulsos impressos no config.h e regrave o firmware. Mesmo que o horn não tenha sido montado perfeitamente, esta zeragem corrige isso; só quando um dos lados fica sem curso (o pulso satura em 500/2500 µs) você precisa remover o horn e reindexar. O índice do horn define como o curso se divide entre os dois lados; os limites manuais do firmware (Q_SHOULDER_MIN/MAX) devem corresponder ao curso real — não os amplie. Após a zeragem, desloque todos os waypoints das sequências conforme descrito na página 05, caso contrário as poses físicas de endireitamento derivam.

4.3 Montagem da base e do braço

1. Fixe a placa inferior e o suporte do servo do ombro juntos com parafusos M3 para formar a base (~68 mm de altura);
2. Instale o servo do ombro no suporte do ombro, com o horn voltado para cima;
3. Prenda o suporte do servo do cotovelo ao horn do ombro e aperte (ele forma o braço superior); instale o servo do cotovelo no suporte do cotovelo;
4. Conecte a travessa superior (antebraço) ao horn do cotovelo;
5. Mova o braço manualmente até a vertical (q≈0) e confirme que coincide com o centro do servo.

4.4 Fiação

Dispositivo	Pino do ESP32-S3	Adaptador	Observações
Adaptador 3V3	3V3	Pino de sinal S1	outra ponta no VCC da IMU (3.3 V)
Sinal do ombro	GPIO4	S4	PWM de 50 Hz
Sinal do cotovelo	GPIO5	S5	PWM de 50 Hz
SDA da IMU	GPIO6	Pino de sinal S6	outra ponta no SDA da IMU; I²C 0x23, 100 kHz
SCL da IMU	GPIO7	Pino de sinal S7	outra ponta no SCL da IMU; I²C 0x23, 100 kHz
GND da IMU	GND	— (direto)	terra comum
LED (opcional)	GPIO2	—	LED de status
Entrada de alimentação 5 V	5V / GND	—	cabo 1-para-2: um ramo para o ESP32, outro para o V+/GND do adaptador para os servos
Alimentação dos servos	—	Terminal V+/GND	5 V / ≥5 A; tensões mais altas devem usar apenas este terminal, nunca o 5V do ESP32
S2 / S3	—	—	não conectados

Notas:

• O adaptador é uma passagem passiva: S1/S6/S7 carregam 3V3 / SDA / SCL nos seus pinos de sinal, S4/S5 carregam os sinais dos servos; confirme a ordem V+/GND/sinal de cada conector — polaridade invertida destrói servos ou a placa;
• Mantenha os fios I²C curtos e longe dos fios dos servos; os pull-ups do módulo são de 3.3 V;
• Com uma fonte de 5 V, você pode alimentar o 5V/GND do ESP32 e derivar a mesma fonte para o V+/GND do adaptador para os servos; tensões mais altas (6 V / 7.4 V) devem alimentar apenas o V+/GND do adaptador, e o ESP32 deve ser alimentado pelo USB;
• Com uma bateria de 5 V alimentando o ESP32, você pode manter o Type-C conectado: no esquemático oficial do DevKitC-1, cada VBUS do USB chega à rede 5V através de um diodo Schottky, então não há realimentação e o USB funciona como dados (mais alimentação auxiliar). Em uma placa clone que omite o diodo, ou se você não puder confirmá-lo, desconecte o ramo de 5 V para o ESP32 durante a gravação e alimente-o pelo USB (opção 2);
• Alimentação durante depuração / gravação (ambas são normais; escolha uma):
  1. a fonte de 5 V alimenta o ESP32 e os servos pelo divisor, e o USB transporta apenas dados;
  2. mais fácil de entender: desconecte o ramo de 5 V para o ESP32, alimente o ESP32 somente pelo USB e deixe a fonte de 5 V alimentar apenas os servos. Use a opção 2 para gravação, monitoramento serial e calibração c; a opção 1 para operação autônoma;
• Na primeira energização, deixe os servos desconectados, verifique a polaridade e a tensão de V+ com um multímetro, depois teste um servo e em seguida os dois;
• Ordem de fiação: terra e sinais → fonte de 5 V (ESP32 e servos juntos) → USB para a porta serial quando necessário. Inverta a ordem ao desligar.

4.5 Orientação de montagem da IMU

A IMU é fixada à base com parafusos (sua orientação não é ajustável), então o firmware habilita IMU_YAW90 e converte o vetor "para cima" do referencial da IMU para as coordenadas do corpo:

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

Verificação mecânica da orientação (possível após montar os servos, antes de energizar): usando os eixos impressos no módulo IMU ou documentados para ele,

• o eixo de saída do servo do ombro (o eixo no qual o horn é montado; também chamado de eixo do horn ou eixo da engrenagem) aponta para o −Y da IMU;
• o eixo de saída do servo do cotovelo aponta para o +X da IMU.

De baixo para cima, os dois servos são ombro (inferior) → cotovelo (superior); não os troque ao montar os horns ou fazer a fiação.

Essas duas direções são os eixos de ombro e cotovelo do corpo; se não corresponderem ao hardware, a IMU ou um suporte de servo está instalado ao contrário — corrija antes de energizar.

Após a energização, verifique novamente na página 06: em pé fornece up≈(0, 0, 1); as quatro poses deitadas estão na tabela em 6.5.

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