ANDY – El robot humanoide multipropósito

Cómo funciona el software

A continuación se presenta una visión general concisa del ciclo operativo de Andy, desde el arranque hasta el apagado. Todo el código es de código abierto y puede examinarse aquí. Un diagrama de flujo simplificado ilustra el proceso.

Paso uno: Arranque de Andy

Active Andy accionando el interruptor de encendido trasero. La energía fluye desde una batería Li‑Po de 11.1 V 1300 mAh a través de un UBEC a los drivers de motor L298N y la Raspberry Pi. Una vez que la Pi arranca, ejecuta automáticamente boot.sh, que lanza la aplicación principal. El script carga entonces dos archivos de configuración —comprobando si el servidor debe iniciarse, si se permiten logins de cliente y cualquier bandera de modo futuro. Finalmente, Andy calibra el micrófono a un umbral de silencio definido.

Paso dos: Obtener comando

Con el sistema en marcha, Andy opera como una máquina de estados. Escucha continuamente comandos desde el micrófono integrado y, si el servidor está activo, desde la red. El habla reconocida se transcribe a texto y se pasa al manejador de comandos.

Paso tres: Ejecutar comando

Se invoca la rutina apropiada en cmds.py. Una petición de apagado termina tanto el software como el hardware de forma segura; todos los demás comandos se ejecutan antes de volver al estado de escucha.

Conclusión

El software de Andy abarca más de 1.600 líneas, abarcando control de motores, reconocimiento de voz y redes. Para una mirada más profunda, vea el vídeo demo del Prototipo #1. El código permanece totalmente transparente, invitando contribuciones y revisión.

El cerebro

La Raspberry Pi actúa como procesador central de Andy, manejando todo desde drivers de motor hasta procesamiento de voz. Toda la lógica está encapsulada en el repositorio de código abierto vinculado arriba.

Energía

Andy funciona con una batería Li‑Po de 11.1 V 1300 mAh. Un UBEC reduce la tensión a 5 V para la Pi, asegurando operación estable.

Control de motores

Tres drivers L298N H‑bridge controlan un total de seis motores DC —dos por driver— permitiendo a Andy realizar patrones de locomoción complejos.

Expansión GPIO

Para superar los pines GPIO limitados de la Pi, un expansor I²C MCP23017 añade salidas adicionales. Actualmente alimenta un LED de estado pero puede ampliarse para periféricos futuros.

Futuras iteraciones – Versión 2

El próximo prototipo de Andy presentará un cuerpo totalmente articulado con diez grados de libertad (10 DOF) comparado con los seis originales. A continuación, un esquema de las mejoras de hardware planeadas.

Esquemático y nuevas características

• Monitorización de voltaje de batería con apagado automático por baja tensión para proteger tarjeta SD y vida de batería.
• LED de encendido indicando arranque de Raspberry Pi.
• Barra LED de 10 segmentos para estado de batería en tiempo real, nivel de decibelios ambiente y señalización de errores.
• Diez servos: cuatro para las piernas (4 DOF) y seis para los brazos (6 DOF).

Monitorización de batería

El circuito integrado verifica continuamente el voltaje de la batería. Si el nivel cae por debajo de un umbral seguro, Andy se apaga grácilmente, previniendo corrupción de datos y extendiendo la longevidad de la batería. La carga restante se visualiza en la barra LED.

Indicador de encendido

Un LED verde, alimentado por el rail de 3.3 V de la Pi, se ilumina inmediatamente al arranque, proporcionando una señal visual rápida de que Andy está en línea.

Salida LED de 5 segmentos

Aunque un display dedicado de 5 segmentos no está aún disponible, una barra LED personalizada mostrará voltaje de batería, ruido ambiente y parpadeará para señalar errores.

10 motores servo

Con 10 servos, Andy alcanza 4 DOF en cada pierna y 6 DOF en cada brazo, permitiendo caminatas más naturales y manipulación precisa.

Perspectivas del proyecto

Las piezas para las piernas bípedas se esperan para agosto, tras lo cual se filmará una demo de caminata. Características adicionales —incluyendo articulación completa de brazos— se irán implementando en otoño e invierno, pendiente de disponibilidad de componentes. Contribuciones y sugerencias de funciones son bienvenidas en la sección de comentarios.

Para una inmersión técnica completa, consulte la documentación completa del proyecto titulada «ANDY – A Multi‑Purpose Humanoid Robot».