KITtyBot: Robot Cuadrúpedo DIY con Arduino Pro Mini, 12 Servos, Control IR y Cinemática Inversa

Componentes y Suministros

Herramientas

• Impresora 3D (piezas chassis)
• Soldador (opcional si usas protoboard)

Software

• Arduino IDE
• Librería IRLib2 (protocolo NEC)

Sobre el Proyecto

Introducción

Quería un robot cuadrúpedo estilo **mamífero** (no araña/insecto), inspirado en Boston Dynamics. El reto: centro de gravedad alto y patas bajo el cuerpo (no en esquinas) → inestabilidad. Objetivo: **barato** (Arduino Pro Mini + microservos). Limitaciones aceptadas, pero logra caminar estable.

Cinemática Inversa (IK) y Marchas

• Ecuaciones IK calculan ángulos articulaciones desde posición deseada pie.
• Funciones reutilizables: movimiento cuerpo (mueve 4 patas opuesto), paso completo (levanta, mueve, baja).
• Marchas estáticamente estables: **solo una pata en el aire**, centro de gravedad dentro del trípodo de apoyo. 4 marchas: adelante, atrás, izquierda, derecha.
• Movimientos síncronos: varios servos se mueven coordinados en tiempo fijo para suavidad.

Gestión LiPo Segura

Construcción Mecánica

1. Imprime piezas (ver archivos CAD).
2. Articulación cadera: Cinta doble cara fuerte (permite reparar). Une servo soporte (eje alineado) + servo perpendicular. Esquinas delantera-derecha/trasera-izquierda espejo de delantera-izquierda/trasera-derecha.
3. Centra servos ANTES de montar: Conecta todos, sube código → Arduino centra a 90° al iniciar. Ajusta fino luego.
4. Muslo (thigh): Pega horns servo en huecos (pegamento compatible PLA + nylon). Une a cadera ~60° (busca posición más cercana con servo centrado). Tornillo horn.
5. Pierna inferior: Atornilla servo a pieza (tornillos largos servo).
6. Montaje cuerpo: "Paragolpes" delantero/trasero con horns pegados. Desliza soportes muslo en cuerpo, fija con paragolpes. Patas ~12° hacia fuera (toe-out 20mm).
7. Pies: Ángulo opuesto a muslo, punta bajo cadera.
8. Organiza cables con bridas (estética y evita tropiezos).

Electrónica: Dos Opciones

Protoboard (media)

Pro Mini, conectores servos, IR, divisor tensión en una protoboard. Cables cortos para 5V/GND servos (picos 600mA/servo → mal contacto = comportamiento errático). Conectores servos = headers macho largos cortados de 3 en 3.

• Batería + UBEC: suelda conector batería → riel inferior protoboard (RAW/GND Pro Mini).
• Divisor tensión: 2.2kΩ (BAT+) y 1kΩ (GND) a A0 (reduce 8.4V máx a <5V).
• UBEC 5V → riel superior protoboard (centrado para distribución equilibrada).
• IR receptor → A1 + 5V.
• Protoboard pegada al cuerpo (esquina D3-D5 = delantera-izquierda, centrada).

PCB Personalizada (Recomendada)

Fritzing incluido para fabricación. Conectores para 12 servos, IR, tensión, pines libres para expansión. Pads en cuerpo para esquinas PCB. Cinta doble cara para fijar.

Calibrado Final

1. Edita array servodeg0[12] (orden: α,β,γ × patas FL,RL,FR,RR). Valores iniciales 90.
2. Array servodir[12] define sentido giro (mis servos: 0-180° antihorario).
3. Enciende, mide ángulos/distancias, ajusta servodeg0 hasta que robot descanse recto en 4 patas. Iteraciones necesarias. Ejemplo real: {80,95,100,100,110,90,100,115,100,80,80,100}.
4. Recalibra ocasionalmente (centro deriva con tiempo).
5. Si vuelca: mueve batería (velcro) para ajustar centro de gravedad.

Mejoras Futuras

• Botones mando sin usar → baile, secuencias.
• Control analógico (joystick) + autónomo (ultrasonidos evitación obstáculos).
• Integración smartphone (Blynk, ESP8266, comunicación serie).
• Giro mientras camina + corrección giroscopio/brújula.

Código completo en sección Code (demasiado extenso para incluir aquí). Dimensiones y constantes en esquemático CAD para adaptar a otros tamaños.