CAPTULO 12O Rob De Batalha

Voc j deve ter ouvido (ou assistido) a varias Batalhas de Robs pela televiso, nos quais dois ou mais robs entram em um ring (na verdade, uma gaiola a prova de bala) e s saem de l quando o nico rob se movendo como um Ultimate Fighting para Robs. Neste captulo trataremos da constrio de um desses robs lutadores, ou para entrar em uma competio ou para agir como Guarda-costas. Ao se construir um Rob de batalha (figura 12-1), a ideia e desarmar e destruir seus oponentes, ento deixe seu sangue ferver e tenha algumas ideias ms!Nesse captulo, voc construir um rob com quatro rodas e um invlucro de ao pesado, placas de ao em cada lado, e dois tipos de armas anexadas. O mtodo de controle primrio um controle 2.4 GHz R/C, no qual permite controlar o Arduino para ambos os motores e armas. Ao invs de usar um motor com engrenagens DC para mover esse rob (como em outros projetos maiores desse livro), usaremos um motor sem engrenagem DC de Scooter e reduziremos a velocidade usando uma corrente e um pinho, e mesmo com reduo de engrenagem, esse rob anda bem! Eu adicionei dois tipos de armas no meu rob de batalha: Duas pontas de lanas duplas de ao presas na frente e na traseira e um martelo motorizado preso a um brao mecnico de 90 cm; ambos para acabar com os oponentes.

Ateno: Esse Projeto no indicado para crianas. Esse tipo de rob s deve ser usado em uma arena protegida e s deve ser testado quando desarmado.

Esse rob tem apenas o que necessrio para batalha e foca em velocidade e agilidade. As quatro rodas so compostas de quatro motores DC independentes usando uma corrente separada para casa roda. Desta forma, se uma das rodas se danifica, o rob ainda pode se mover. Diferentemente do captulo anterior, onde as baterias SLA eram utilizadas pela reduo de custo, eu decidi usar uma bateria de Ltio-Polmero nesse rob para reduzir seu peso.

Esse livro foi comprador por ileao@puvr.uff.br

Figura 12-1. O rob de batalha quase completo, com lanas e o martelo com brao mecnico.

O rob de batalha desse captulo tem algumas caractersticas nicas que no foram includas em outros robs, as quais podem ajudar a ganhar a batalha:

4x4 Cada roda tem seu prprio motor, sua prpria corrente e seu prprio controle.Construo toda em ao No h acrlico e nem materiais de fcil quebraBaterias de ltio-Polmero Usada para reduzir o peso e maximizar a autonomia.Diversas Armas Ao usar dois tipos de armas (ativa e passiva), o rob pode sempre se defender.Desenho simtrico Pode atacar em ambos os lados com o martelo bidirecional e as lanas nos dois lados.

Os robs desse livro at agora foram uma prova de conceito, iniciando a construo de robs para realizar as mais prticas funes humanas sem nos levar a falncia. O foco primrio nos captulos iniciais era construir um rob usando simples experincias passadas. Agora, o que fazer quando voc percebe que voc j pode construir um rob que segue seus comandos ou que pode ser programado? Voc comea a colocar armas nele e ento o coloca no campo de batalha. O que mais voc pensa em fazer?

O COMBATE DE ROB COMEA

Pelo fato de eu ser uma pessoa de paz, no querendo lutar contra ningum ou machucar algum, o combate de robs muito divertido de assistir. Voc sabe que algum est ferido pelo simples motivo de um grande trabalho ao reparar seu querido rob, mas nenhum ser humano sai de l machucado. Segurana a preocupao nmero um em qualquer batalha de robs. Outras preocupaes so a segurana das armas, o desligamento de emergncia e sensores que impedem que o rob machuque algum ser humano.Mas quando o rob est competindo, ele est normalmente sujeito a perigos da prpria arena que so colocados para distrair e danificar os robs durante a batalha. Se o seu oponente maior e mais assustador que o seu rob, voc ainda tem como contar com as lanas nas laterais das arenas, serras saindo do cho, um martelo pronto para esmagar o que estiver na frente e um brao pneumtico saindo do cho se voc passar por cima Esses so apenas alguns dos perigos da arena. Eu no tenho certeza de quando a primeira batalha de robs aconteceu, mas segundo o site http://www.robotcombat.com/history.html (site do conhecido do Team Nightmare e do Robot Marketplace), os combates robticos comearam no mnimo em 1994, quando um homem chamado Marc Thrope decidiu organizar um evento especfico para batalha de robs, chamando-o de Guerra de Robs. Eu no irei citar os nomes que vieram depois, mas seguro dizer que enquanto as pessoas continuarem a construir robs, mais elas iro querer coloca-los em um combate.

Um rob de batalha no pode ser simples; ele deve ser construdo para aguentar as mais extremas condies que a gente pode imaginar. Em uma batalha, no se tem tempo de consertar um cabo solto, ou pedir para que o outro cara evite lhe bater no lado esquerdo porque ali onde o motor est montado. Voc deve planejar j pensando no pior e torcer para que o seu rob seja melhor que o do adversrio. Qualquer fraqueza escondida que seu rob tenha se tornar obvia quando ele for danificado pelo oponente.

REGRAS DA BATALHA DE ROBS E REGULAMENTOS

Assim como em qualquer esporte tem que existir uma quantidade de regras e guias para cada participante seguir, para deixar o jogo mais interessante mantendo tudo justo. Certos mtodos de ataque e alguns tipos de armas no so permitidos para serem usados porque requerem um pouco mais de conhecimento e parece um pouco injusto com os outros times. Por segurana, suas armas no podem soltar gua, leo ou outros fluidos ou qumicos nos seus oponentes ou no cho da arena; Mesmo que isso possa desativar o rob deles, no exatamente a excitao que os robs de batalha esperam.A regra mais importante para muitos dos construtores de robs so as restries de peso que separa os participantes em classes. Existem diversas classes de pesos no combate de robs; a Wikipdia descreve essas classes com nomes. Essas classes abrangem de 454g 58Kg e no so para qualquer tipo de competio, mas normalmente para uma coleo de diferentes classes de peso para diversos eventos (veja a tabela 12-1).

Tabela 12-1. Lista de classes de pesos de batalhas de rob da WikipdiaPESOCLASSE

75 gFleaweight

150gFaiyweight

1 pound (454 g)Antweight

1 Kg (2,2 lbs.)Kilobot (Canada)

3 pounds (1,36 Kg)Beetleweight

6 pounds (2,72 Kg)Mantisweight

12 pounds (5,44 Kg)Hobbyweight

15 pounds (6,80 Kg)BotsIQ mini class

30 pound (13,6 kg) Featherweight

60 pound (27 kg) Lightweight

120 pound (54 kg) Middleweight/BotsIQ Large class

220 pound (100 kg)Heavyweight

340 pound (154 kg) Super Heavyweight

* Para mais informaes sobre batalha de robs, visite: http://en.wikipedia.org/wiki/Robot_Combat. (em ingls)

SEM LIMITE DE PREO

Embora existam restries de peso e de segurana, no h regras sobre quanto dinheiro voc pode gastar em sua batalha. Isso significa que voc pode esperar que alguns robs bem caros entrem no ringue. Os robs pesos-pesados (heavy-weight) que competem na televiso facilmente iro custar milhares de dlares para construir. Esquadrias de alumnio usinadas, armas e armaduras de titnio, peas desenhadas no CAD e engenharia de alto grau de complexidade o que veio desse fenmeno, junto a uma onda de inspirao do faa voc mesmo, cada inventor tem sua prpria verso do tecnocombatente definitivo .Embora este "esporte" novo no seja produtivo na sua natureza, extremamente competitivo, o que chamou a ateno de muitos que, normalmente, no tm interesse na construo de um rob. Eu posso honestamente dizer que nenhum esporte (na TV) j manteve minha ateno, mas quando a batalha de robs comea, muito difcil de desviar o olho at o jogo terminar.

Preo pode no ser um problema para alguns construtores, mas para mim (e provavelmente para voc, se voc est lendo este livro), por isso uma boa se planejar para fazer uma rob que esteja dentro de sua faixa de preo. Voc vai ter que substituir algumas peas, ento se certifique de no usar peas que sejam impossveis de serem substitudas.

VAI SAIR CARO?

O custo total do rob depende da fornecedora e de quanto tempo voc tem para receber as peas. Tem como voc ser mais econmico, usar algumas peas recicladas e ser paciente? Se sim, voc pode encontrar uma Scooter em boas condies com uma bateria sem funcionar no lixo (assim como eu), e usar peas no seu sistema de armas. Se voc no quer comprar a varejo, o eBay normalmente tem alguns itens excelentes para produtos descontinuados como rodas, pinhes, motores e outros itens bem difceis de achar. Eu encontrei peas de montagem de rodas usadas nesse projeto no eBay por US$ 12,99 cada, enquanto os mesmos itens em lojas online especializadas em Scooters no saiam por menos de US$ 40,00. Minha ideia : se voc no tem muito dinheiro, voc pode encontrar peas baratas, s precisa ser paciente.Eu tentei fazer com que os projetos desse livro ficassem os mais acessveis o possvel pelos valores limitados de projeto de US$ 500,00. Eu originalmente tentei usar controladores de motores menores (Sabertooth 2x12), mas o peso extra da arma fez com que o rob precisasse de controladores mais eficientes. Eu decidir usar um controlador de motor maior (Sabertooth 2x25) para esse projeto, elevando os custos para, aproximadamente US$ 650,00 como testado.Mesmo que isso parea ser uma quantia elevada de dinheiro, uma quantidade pequena se voc quiser competir na batalha de robs. Esse rob estar classificado como Lightweight ou Middleweight, dependendo das armas, armaduras e baterias usadas. Tambm, voc pode construir apenas a base dos robs e instalar qualquer tipo de arma que quiser, veja o que voc pode fazer com as prprias mos.

LISTA DE PARTES DO ROB

Essa lista de partes para esse projeto mais um guia do que uma lista exata de materiais. O nmero de partes de cada parte que eu usei est listado, mas existem diferentes opes que podem substituir as partes que eu usei. Se voc construiu o rob jardineiro do captulo 10, voc provavelmente tem algumas correntes e elos de correntes universais e alguns parafusos e sucata que pode vir a calhar.Eu sempre analiso meus fornecedores de peas em robs anteriores e pesquiso lojas barateiras antes de comprar qualquer pea para o rob. Voc deve se surpreender com quantas coisas podem ser recicladas e reutilizadas. D uma olhada na lista de peas para o rob de batalha na tabela 12-2.

Tabela 12-2. Lista de peas do rob de batalhaPARTEDESCROPREO

ELETRNICOS

2.4 GHz R/CPar transmissor e receptor

HobbyPartz.com (part# 79P-CT6B-R6B-RadioSystem): Eu usei esse par de radio causal de 2.4Ghz, 6 em diversos robs.

$32.00

2 controladores de motores duplos

Dimenso dos controladores 2x25: Esses so usados para os motores de movimentao.

$125.00 cada (x2)

1 OSMC controlador de motor

Usado na arma: qualquer H-bridge mais forte funciona, assumindo a taxa de voltagem de 24 vdc ou mais. Faa com um menor, clone do OSMC que custa cerca de $40.

$40.00

MOVIMENTAO

4 DC motores Allelectronics.com pea numero XYD-15B 24VDC, 135W, 10Amp: Currie Technologies Motores de Scooters eltricas$15.00 cada

Corrente N. 25 3mAllelectronics.com pea nmero CHN-25: 3 metros (10 ft) deve lhe dar uma margem se algum pedao quebrar. Geralmente vendido por $2.50/ft.$25.00

4 elos gerais de correntesAllelectronics.com pea nmero ML-25: Voc precisa de pelo menos 4, talvez 8 ou 10 para melhor resultado.$1.00 cada

4 kits Roda/pneu/pinhoPartsforScooters.com pea numero 119-49: Esse kit feito para a Scooter eltrica Razor. Eu comprei na loja do eBay do PartsforScooters (mesma roda, s que mais barato) ao invs do site.$15.00 cada

4 dentes de rodas

PartsforScooters.com pea numero 127-6: Esses dentes de rodas tm 8mm de furo e 11 dentes para a corrente N. 25. Pode ser necessrio usar colares de eixo para fixar.$6.00 cada

FORA

2 baterias LiPoly de 3 clulas 11.1v,3000mAHHobbyPartz.com pea numero 83P-3000mAh-3S1P-111-20C: voc precisa de pelo menos 2 dessas baterias para conseguir 22.2vdc, mas voc pode usar modelos em paralelos para obter 11.1v e 6000AH.$16.00 cada

ESTRUTURA

Ao de amplo ngulo (2 ou 5cm) 2 metros (6 ft)Lojas de peas: compe o permetro do quadrado, num total de sees de 18 polegadas.$17.00

Ao de amplo ngulo (3/4) - 1m (36)

Loja de Peas: cortei em duas partes iguais e usei como cintas transversais para o centro do quadro, tambm usado para montar o sistema eletrnico (Battle-box).$6.00

2 hastes rosqueadas de 5/16-inch (8mm) de dimetro 1 m (36) Setor de peas: Para os eixos dianteiro e traseiro$4.00 cada

2 tubos quadrados de ao 3/4-inch 1m (36)Loja de peas: Usado para ativar a estrutura das armas$8.00 cada

2 folhas de metal 1x1 m (36x36).

Loja de peas: Usadas em cima e em baixo para proteger o rob$12.00 cada

ARMAS

Motor de Scooter eltrica com 24v, 350w, 22 Amp Allelectronics.com pea nmero DCM-1352.$20.00

2 tubos quadrados de ao 3/4-inch

Use 2 de 1m (36) para fazer os braos$4.00 cada

2 hastes rolias de ao solido 5/8-inch

Usados como lana na frente e atrs.$7.00 cada

Sucata para o MarteloQualquer coisa que encontrar que sirva para fazer o martelo, como ao retorcido.$0.00

Roda dentada montada ao motorEu usei a estrutura da Scooter que eu encontrei perto do meu trabalho. Mas eu adicionei o numero do produto, caso voc no tenha tanta sorte.$0.00

Agora considerando disposies usando controles R/C na competio de robs e selecione um sistema de controle que possa ser usado em conformidade.

COMANDOS DE ENTRADA

Se voc usar um sistema casual R/C no seu rob de batalha aps o dia 1 de julho de 2009, ele deve operar na frequncia de 2,4 GHz porque as frequncias 27 MHz, 49 MHz, 75 Mhz e assim por diante, no esto mais disponveis para uso. Em uma discusso anterior, os transmissores de radio Spread-Spetrum de 2.4 GHz devem se ligar aos receptores, tornando-os quase impermeveis a sinais cruzados.Essa regra faz sentido porque os controladores que atuam na frequncia de 75 MHz so baseados em dois cristais de mesma frequncia (um no TX e outro no RX) para evitar interferncia. Se outro transmissor na mesma vizinhana (possivelmente um pobre perdedor) usar um cristal na mesma frequncia bem, isso vai custar a algum uma batalha e um rob caro. Talvez foi assim que a primeira batalha de robs comeou? Outros mtodos de controles sem fio so, s vezes, permitidos, seguindo um guia mais geral. Isso significa que voc pode usar um link Serial Xbee 2.4 GHz para controlar o rob usando um laptop, um controle feito em casa ou um joystick. Se voc tentar us-lo, voc dever ser bem inspecionado por oficiais por segurana, para ter certeza de que seu painel de controle tem todos os sensores a prova de falha como manda as regras de batalha. Eu acho isso importante para deixar o evento interessante.

FLY SKY CT-6: A ALTERNATIVA QUE CUSTA US$32, 5-CH*, 2,4GHZ

Quando eles apareceram no Mercado, pares transmissor/receptor 2.4GHz eram bem caros, raramente encontrados por menos de US$ 100. Mas em 2010, muitos sites vendem sistemas de sinal com 6 canais, atuando em 2,4GHz por aproximadamente US$ 35. Eu tenho usado o Fly Sky CT-6 do HobbyPartz.com em diversos projetos e eles tem sido timos. (veja a figura 12-2).A maioria dos transmissores R/C 2,4GHz pode ser pareado com diversos receptores R/C usando o processo de ligao descrito no manual de instruo do transmissor. Se voc j possui um sistema desses (como os usados nos captulos 8 e 10), voc talvez queira simplesmente comprar um receptor adicional de 2,4GHz e usar com o sei transmissor existente. Isso lhe ajuda a economizar dinheiro se voc planejar construir diversos modelos de robores controlados a distancia e simplesmente comprar receptores adicionais (HobbyPartz.com pea numero 79P-R6B-Receiver) por menos de US$ 10 cada!

Figura 12.2. Sistema Fly-sky 2.4GHz R/C

Receptores de avio comuns normalmente possuem funes a prova de falha para perda de sinal, o qual continua mandando as informaes anteriores a perda para cada canal. Mesmo isso sendo bom para aeromodelismo, ruim para robs. O FlySky CT-6 programado para ser usado para avies, helicpteros, ou no nosso caso, robs. O CT-6 acompanha um software para programao que permite mudar a configurao para cada canal.Aps a perda de sinal, o receptor desse sistema capaz de enviar um baixo sinal sem nenhum pulso prvio, ou outro sinal a prova de falha. Isso til quando voc l o sinal R/C com o Arduino, porque fcil de determinar quando o sinal se perde. O FlySky CT-6 (entre outras marcas usando o mesmo software) tem reversor programvel, misturados de canais para helicpteros outras caractersticas de programao todas acessveis pelo software chamado T6_config (figura 12-3), que pode ser baixado em http://www.mycoolheli.com/t6config.html.O transmissor tem 4 canais contendo 2 joysticks de dois eixos cada e outro canal utilizvel para robs como um boto on/off ou um potencimetro analgico. Eu opero esse sistema com os joysticks cima-baixo para o controle do motor, direita-esquerda para a arma; tornando possvel que apenas uma pessoa controle o rob e a arma ao mesmo tempo. Voc tambm pode misturar as direes com um joystick e controlar a arma com outro (ou com eixos) isso depende da forma que voc ache mais natural (eu prefiro controle independente para cada roda).

Figura 12-3. O T6_config tool usado para reprogramar o transmissor Fly-sky R/C.

A minha configurao do T6 est disponvel para download, o que lhes permite parear o rob usando todos os 4 canais de comando sem mistura e usar um potencimetro como o quinto canal. Simplesmente coloque o arquivo no programa e envie os dados para o transmissor por um cabo USB que dever ter acompanhado o seu sistema R/C. O nico fator que dificulta que no h um interruptor para reverter o servo no transmissor. Voc deve usar o T6 config tool para reverter a direo do servo que no foi um problema pra mim nesse projeto porque eu estava perto do computador para a maior parte da construo.Esse livro foi comprador por ileao@puvr.uff.br

Baixe o meu arquivo de configurao em https://sites.google.com/site/arduinorobotics/home/chapter12_files.Essa configurao ativa canais de 1 a 4 para um controle comum/proporcional sem mistura de canais. O canal 5 uma combinao de SWB, no qual um interruptor on/off, e VR(A), no qual um potencimetro VR(A) para variao de sinal. Se voc quiser usar um sinal on/off digital (como nesse captulo), coloque toda o campo VR(A) todo para a esquerda e ento voc ter uma sada on/off. Voc pode se divertir com as configuraes do T6 config tool porque voc pode sempre baixar meu arquivo e restaurar as configuraes. Eu brinquei bastante para chegar a essa configurao, e s consegui um uso estvel com ou o canal 5, ou o canal 6 - mas no ambos ao mesmo tempo. O que significa que eu consegui fazer com que o sistema seja de 5 canais, um a mais que eu normalmente fao.

ATENO HACKERS

O sexto canal nesse sistema s est disponvel para uso com a mistura de canais para um helicptero em 3D ou um avio. No entanto, 2 interruptores e dois potencimetros podem ser usados, e um micro controlador USB programvel ira informar a cada canal o que deve fazer (porque voc pode reprogramar o transmissor com um cabo USB). Espero que algum consiga fazer um melhor uso do sistema e possa programar para uso esse sexto canal para o rob. Algum?

Nota: Como dito, o T6_config s roda em Windows. Como sou um usurio de Ubuntu, tive que pegar meu laptop velho, empoeirado, que tinha Windows instalado para reprogramar o transmissor.

J com o CT-6 programado, vamos seguir para os eletrnicos

Os Eletrnicos

A maioria dos robs de competio utilizam mltiplos controladores de velocidade (ESC) como interface para o sistema R/C dos motores e das armas. Esses controladores so simples de se usar mas o que pode ser feito limitado. A nica raso de eu incluir rob de batalha como um projeto desse livro porque existem diversas coisas que pode ser feitas com um Arduino que voc no pode fazer com um ESC convencional ou outro micro controlador programvel. Seno voc poderia simplesmente enviar o sinal para o Arduino para adicionar um sistema de segurana em caso de perda de sinal. Isso permite voc trabalha com uma variedade de sinais de entrada, enquanto continua produzindo o tipo de resposta de segurana requerida pelo evento.Ao alimentar sistema R/C pelo Arduino, voc pode utilizar um comando de segurana para armas remotamente, um sistema interno de desligamento a prova de falhas para queda de sinal, um LED de fora para acompanhar as condies do rob durante a batalha e adicionar telemetria usando o Xbee, ou ento controlar o seu rob usando um link Serial sem fio (Xbee) ao invs do R/C. Usando um Arduino, voc pode controlar cada aspecto do seu rob usando uma central de micro controlador que voc pode modificar da forma que quiser. Sem ter que separar ESC para ler cada sinal de entrada do R/C.

O Arduino

Novamente eu usei um Arduino no convencional (para ligaes de confiana), similar ao que j foi usado nos captulos 8 e 10. Essa placa possui LEDs para D12 e D13 para agir como ambos indicadores neutros para os canais de direo, quanto para receber os sinais indicadores quando no se utiliza um R/C (Esses LEDs piscam sem parar at que o sinal se reestabelea).Tambm instalei um regulador de voltagem de 5V 1.5A, conectores servo de 3 pinos para cada controle analgico, e terminais de parafusos usados pata a conexo segura de cada pino I/O Lembre-se, esse cera usado em uma batalha! O Arduino usado nesse projeto pode ser programado usando um cabo de programao FTDI padro do site SparkFun.com, assim como o Arduino mostrado nesse livro. Veja a Figura 12-4 que mostra uma placa Eagle PC do Arduino desse projeto.

Figura 12-4. O layout do Arduino Battle-duino Eagle

Voce pode baixar o arquivo de design para construer o seu prprio Arduino e controlador de motor OSMC no site https://sites.google.com/site/arduinorobotics/home/chapter12_files.Para construir o seu Battle-duino, baize os arquivos e imprima usando as instrues de impresso do captulo 6. Se voc j sabe como desenhar um circuito PCB, voc sabe fazer isso.

Os Controladores de Motor

Os cinco diferentes motores desse projeto precisam de controles bidirecionais, Quatro deles so motores de direo, e cada um precisa de controles direcionais (direita esquerda) para cada um apenas de um sinal. O quinto motor controla a arma da sua escolha: Uma cerra, uma rampa que levante, um martelo reversvel, ou qualquer outra coisas que voc queira. O resultado ser essas trs entradas (esquerda direita, arma) e as cindo sadas (quatro motores de direo e um motor para a arma).Voce pode escolher entre diversos controladores de motor, mas eu prefiro aqueles que eu posso pagar e os que funcionam. O que eu posso pagar normalmente limita as minhas opes a um dos mais baratos, entre os disponveis. Como voc j deve ter pecebido, eu estou inclinado a usar dois controladores de motor especficos do que os meus prprios: o OSMC H-Bridge e o Dimension Engineering Sabertooth.Eu quase sempre recomendo usar o Sabertooth 2x25 para a maioria dos projetos. Eles so baratos, fceis de suar e possum limite de ultra corrente que o evita queimar. O Sabertooth indicado para aqueles que no querem conttruir seus prprios controladores mas tambm no querem se preocupar . Numa batalha, no h tempo para preocupao, ento deve-se confiar no controlador escolhido.

To prepare each Sabertooth to work for this project, set onboard DIP switches 2 and 5 to the onposition, while leaving the remaining switches turned off. This enables the Sabertooth controllers tooperate using lithium batteries (with low voltage cutoff), R/C pulse signal inputs, no timeout for use witha microcontroller (the Arduino), and independent mode (tank) steering. Or you can use the DIP SwitchWizard on the Sabertooth 2x25 product page to determine a different configuration:http://www.dimensionengineering.com/datasheets/Sabertoothdipwizard/start.htm.CHAPTER 12 THE BATTLE-BOT525The Open Source Motor controller has no internal current-limiting, but it offers extreme power forthose times when you just need to push your bot to the limit. And because the OSMC is an open-sourceproject, you can use the same tested schematic used for the original to design your own OSMC specificto your projects needs. The OSMC design used in this book is also suitable to use for the drive motors;although, you would need four more of them (one for each motor).I currently use a set of two Sabertooth 2x25 motor controllers for the drive motors and a home-madeOSMC motor controller for the weapon. If you plan on building a monster Battle-bot that weighs severalhundred pounds, you might consider upgrading to the Sabertooth 2x50HV (dual 50-amp controller).In Figure 12-5, you can see my single-sided PCB, through-hole component version of the OSMCmotor controller, easily capable of powering a drive motor or weapon. Remember that the OSMC isnothing more than a highly efficient H-bridge, so you must have one for each motor and amicrocontroller like the Arduino to send the drive signals to control it.Figure 12-5. These three pictures show the various stages of the mini-OSMC board used for the weapon:the Eagle board file (left), the etched and drilled board (center), and the finished mini-OSMC board (right).To build the mini-OSMC for your weapon motor, download the Eagle files fromhttps://sites.google.com/site/arduinorobotics/home/chapter12_files.With the Arduino and motor controllers selected and built, you need to build the frame.The FrameThe frame is the backbone of any robot and should be extremely sturdy while attempting to remain aslightweight as possible (depending on your intended weight class). I made an 18-inch square frameusing the 2-inch wide angle iron. I then mounted the motors to the inside of these pieces and the wheelaxles to the outer corners. By adding four more braces across the front, back, and middle of the bot, it isstrong enough to hold me jumping on top of it (155lbs) without flexing, which is a good start (see Figure12-6).CHAPTER 12 THE BATTLE-BOT526Figure 12-6. The basic frame with motors, wheels, and batteries test-fittedI cannot as of yet, inexpensively create my own aluminum parts for each robot, so I chose to buildmy frame from materials that are easy to obtain at the local hardware store: angle iron, nuts and bolts, adrill and drill bits, and a saw.Even if you plan to go in a different direction with your Battle-bot for weapons or attack methods,this frame is a solid base for you to start on. The frame without the wheels attached is slim, at only 3-inchthick. After you install the wheels to the frame, the height is increased to the diameter of the wheels used(in this case, 9 inches).For a fully concealed design, you might use smaller solid-core wheels (3-inch to 5-inch diameter)and place the wheels and drive motors completely inside of the frame; although you might need toincrease the frame dimensions to accommodate. Many of the popular Battle-bots used this design, as itleaves little in harm's way.To Buy or Build?If you are interested in building a Battle-bot but are not excited about building your own frame,RobotMarketplace.com sells Battle-kits made using machined aluminum pieces, a multilink chain drivesystem that utilizes two motors for complete four-wheel drive with speed reduction, and space for aspeed controller and batteries (see Figure 12-7). The base for this type of bot comes with no motor,motor controllers, or batteries, for a mere $699. Although these kits are well made, they might berelatively expensive for someone just getting into the sport, so you can attempt to make your own frame.CHAPTER 12 THE BATTLE-BOT527Figure 12-7. A prebuilt Battle-kit from RobotMarketplace.comIf you can afford the price tag, more power to you. If I ever have that much money laying around, Iwould love to have one of these frames! If not, you can follow my guide to building your own. I know thatmy design is basic, but it can get you moving in the right direction.Modifying the WheelsI found some surplus electric scooter wheels that included the wheel, tire, bearings, and 65-toothsprocket all for under $16 each including shipping. There is one caveat with this wheel assembly that Idid not realize until I received them; they have a free-wheeling hub assembly that enables them to spinfreely in one direction. Although that is great for a nonreversing scooter, it is not ideal for a bidirectionalBattle-bot. How can you get around this? I had to weld a few spots on each free-wheel mechanism sothat it would not freely spin in reverse (see Figure 12-16). This was annoying but well worth the money Isaved versus buying the proper wheel and sprockets separately.CHAPTER 12 THE BATTLE-BOT528The proper wheel and sprocket pair is pictured in Figure 12-8, with a flat-topped tire for moretraction and a direct bolt-on sprocket with no free-wheeling mechanism. You can also select how manyteeth you want for specific gearing of your bot when buying the sprocket separately. If you are willing topay the extra money, it can make your installation much easier and more reliable.Figure 12-8. A wheel-and-sprocket pair, perfect for the Battle-botWith the wheels modified and ready to mount, we must now start making the pieces needed for themain frame.Building the FrameTo build the frame, you need the metal pieces, nuts and bolts, motors, wheel-assemblies, sprockets,chain, a Dremel tool, and a drill with drill-bits. It also helps to have an angle grinder and a reciprocatingsaw with a metal blade to quickly cut the metal pieces and smooth any sharp edges. This frame can beeasy to measure, in that every metal piece (except the axles) should be exactly 18 inches.The following five steps guide you through the frame building process:Cut four main frame pieces. Start by cutting the 2-inch angle iron (6 foot)segment into four equal 18-inch pieces. Two of these pieces will be drilled andcut (in step 2) with a Dremel tool to accommodate the wheel axles, motormounting,and tension adjustments. The other two pieces simply bolt to thefront and rear of the frame, providing added support and a place to adjust thetension of each chain.Cut axle mounting grooves. Now you can cut the axle grooves at each end ofthe left and right frame pieces. They should be the width of the axle itself(5/16-inch), and the length should span about 2 inches to allow for adequateadjustment room. Start by measuring 1/2 inch away from the end of the angleiron from either side, and drill a 5/16-inch hole centered between the top andCHAPTER 12 THE BATTLE-BOT529bottom of the 2-inch angle iron. (One inch from either the top or bottom iscentered.) With the first pilot hole drilled, you can measure approximately 2inch from the first pilot hole and drill another centered pilot hole. You can nowcut out the space between the tops and bottoms of the two pilot holes with aDremel to reveal the needed axle-groove to adjust the chain tension. Thisprocedure is similar to what you did on the Lawn-bot in Chapter 10 to allowthe motor-mounts to slide forward or backward.Figure 12-9 provides a betteridea of how to cut the axle grooves and motor-mounting holes.Figure 12-9. The motor-mounting holes and axle grooves are cut into the left frame piece.In Figures 12-9 and 12-10, you can see the needed placement of each mounting hole and axlegroove. When cut, the two side pieces should look similar to Figure 12-10; they should also beinterchangeable, so you don't have to worry about labeling them. The motor output-shaft hole should beapproximately 5 inches from each end of the 2-inch angle iron. The motor-mounting holes should bemeasured (from your motors) and marked after fitting the output-shaft hole. (The mounting holes on mymotor are spaced 1 3/8inch apart.)Figure 12-10. The two finished left and right side frame piecesCut frame braces. Now cut the two 3/4-inch wide angle-iron center framesupports (also 18-inch)if you bought a 36-inch section for this piece, simplycut it in half. You should then drill two holes, one on each end of both pieces,CHAPTER 12 THE BATTLE-BOT530about 1/2 inch from each end. The hole should be the size of the bolts you useto mount each piece I used 3/8-inch diameter bolts, nuts, and washers toassemble my frame. At this point, you should have six metal pieces all 18inches; two of them are 3/4-inch angle-iron and the other four are 2-inchangle-iron. Each piece of angle iron used in the frame should have a holedrilled on each end to secure it to the adjacent piece with a bolt/nut. Your sideframe rails should also have the appropriate holes drilled for the motors andaxle grooves (see Figure 12-11).Figure 12-11. The side and center pieces of the sub frame with motors, ready for assemblyAssemble the pieces together. I first mounted the motors using the two lowerbolts to secure each motor to the frame and then lined up the two center framesupports as close to the inside of each motor as would fit. I then marked eachhole location with a permanent marker and drilled the mounting holesthrough the base of the side rails and ends of the center supports. After drillingthe mounting holes, you can install the center supports using two bolts oneach support (one on each end), as shown in Figure 12-12:CHAPTER 12 THE BATTLE-BOT531Figure 12-12. The assembled subframeWith the center supports bolted to the side frame rails, you can now mount thefront and rear frame rails, using two more bolts on each piece. If you haven'talready, drill a hole on each end of the front and rear frame rails, line them upon top of the left and right frame rails, and drill the remaining holes to bolt thefront and rear frame pieces to the left and right frame pieces, completing thesquare shape (see Figure 12-13).CHAPTER 12 THE BATTLE-BOT532Figure 12-13. A diagram of the pieces used to build the frameAfter you have all six frame pieces bolted together and the motors mounted, the main frameassembly should be completed. You are now ready to add the drive train and get this bot moving.The Drive TrainThe drive train for this bot has a different purpose than the previous bots in this book, focusing onreliability during battle. This bot will have four wheels, each wheel being driven by its own motor andH-bridge, such that if one wheel is disabled by the opponent, the bot can still move independently of thedisabled wheel. As you can imagine, this means that you need 4x of each of the following:Four DC motorsFour H-bridgesFour sprocketsFour wheelsFour chainsAs an inexpensive option, I decided to go with four ungeared electric scooter motors available fromAllelectronics.com for $15 each. The motors are Currie Technologies 135watt 24VDC, 10 Amps with arated speed of 3000RPM. These electric motors are about the size of a soda can with an 8mm diameteroutput shaft, flattened on one side. They are usually purchased with a 3mm COG pulley sprocketmounted to the output shaft, intended for use with a COG drive belt commonly found on such scooters.Because of the nature of this bot, I opted to use steel instead of rubber for the drive components.(Use whatever you want.) The COG pulleys can be removed from the motor output shafts, allowing youto replace them with chain-type sprockets.CHAPTER 12 THE BATTLE-BOT533Traduzido por Pedro Corra. Revisado por Suelen Virote