Algunhas notas sobre o proceso de desenvolvemento de Luci. Non é algo riguroso ou sistemático, soamente unha especie de bitácora.
O desenvolvemento de Luci comezou a finais do 2021: fartas do problema das pilas decidimos intentar -en serio(™)- facer unha versión baseada nun powerbank-DIY, reutilizando celas 18650 Li-ion recicladas de baterías de portátiles vellos ou estropeados.
O obxectivo era facelo accesible, simple e o mais seguro posible:
- Compoñentes económicos e fáciles de atopar
- Montaxe simple, apto para calqueira nivel
- Seguro, empregando kits prefabricados con mecanismos de protección
- Principio das múltiples R (Reducir, Reutilizar, Reciclar, Recuperar, Reparar ...)
- Principio de deseño KISS
Empezamos collendo os compoñentes físicos e posicionandoos, probando distintas configuracións para tratar de ver que funcionaba e que sensacións tiñamos, discutindo sobre que podería funcionar ou que problemas poderiamos ter.
A última acción do 2021 e primeira do 2022 foi publicar o repositorio git do proxecto en github: tratábase dunha proba de concepto onde, nun modelo 3D en FreeCAD, posicionamos todos os compoñentes de Luci (motores+drivers, mini-breadboard+arduino, teclado, rodas, bola-tola e powerbank) tal e como decidiramos na discusión previa.
Foi o nacemento oficial e formal público do proxecto.
Despois de case un ano sen ningunha actividade, retomouse o deseño 3D en FreeCAD para tratar de crear un chasis funcional. Partindo do traballo previo, fixéronse ata tres versións distintas con múltiples iteracións para axustar pequenas cousas, ata chegar ao primeiro esqueleto que permitía montar todos os compoñentes.
O mais salientable é que a peza do chasis, a pesar desa ponte de 25mm, pódese imprimir perfectamente sen soportes (nunha impresora básica calqueira como pode ser a Ender-3).
Probando o primeiro prototipo apareceron algúns problemas, as veces menores e outros non tanto:
- Equilibrio: Luci balacéase con facilidade, xa que a cela 18650 non pesa tanto como as pilas e o centro de gravidade esta moi próximo aos eixos de rotación no punto central. Cun pequeno refinamento mellorou, pero seguirá sendo a mais equilibrista (o que pode acabar convertíndose no seu selo de identidade 😅💃🏽)
- Cables: arboran con facilidade e os conectores dupont deron moita guerra co espacio que ocupan. Cunhas pequenas guías para os cables e algúns axustes de posición, acabaron encaixando.
- Autoapagado: a maioría dos powerbank teñen unha función de autoapagado e se desconectan se non detectan suficiente consumo de enerxía. O consumo de Luci en reposo non é suficiente para evitalo, e este problema... non é trivial.
Cando Luci está en movemento, o consumo (dos motores) é suficiente alto e non hai problema, pero o tempo de reposo máximo é pequeno (uns poucos segundos) e, ademáis, o comportamento varía dun powerbank a outro:
- HT4928S: estando Luci en reposo e, aproximadamente aos 12 seg., salta o autoapagado. Unha vez apagado, actívase o modo de detección de "nova conexión" e, como hai algo conectado, volve a acenderse. É dicir, temos un círculo vicioso de reinicios cada 12 seg.: non consume o suficiente para manterse acendido pero si consume o suficiente para reacenderse. 🤷🏽♂️
- TP4333: o consumo mínimo é maior, pero cando se apaga, realmente queda apagado (non se reinicia).
Ambos comportamentos teñen os seus PROs e CONTRAs, e barállanse varias opcións para "resolvelo":
- engadir unha carga paralela permanente (LEDs)? (maior consumo, mais complexidade...)
- incluir no firmware un sistema anti-reposo como, por exemplo, acender bobinas periódicamente en caso de inactividade (probablemente a opción menos mala...)
- en último caso... facer un powerbank dende cero? (non cumpre o principio KISS)
En calqueira caso, un firmware novo é unha tarefa longamente requerida (e postergada)...
Prototipo inicial rematado, con algunhas modificacións extra e un par de novas pezas: soporte do interruptor e a carauta.
Agora hai que deixalo "respirar" e probar a usalo no campo para descubrir que cousas hai que corrixir ou mellorar. Algún early-adopter léndonos?
PROBLEMAS: o conector USB queda escondido trala roda (hai que quitala para poder
conectar o cable).
PORFACER: programar un novo firmware con anti-reposo.
Luci non ía ser moi útil sen software, e os problemas, complexidade e sobre-enxeñería do firmware oficial, non convidaban a seguir meténdolle mais horas(™), así que creamos unha suite completamente nova, partindo dende cero e aproveitando a experiencia recollida, primeiro do firmware anterior (que ten moitas cousas boas) e, sobre todo, da nosa propia labor [docente] de campo, tras empregar o Escornabot en moitos e moi variados escenarios formativos e didácticos.
Esta nova suite está publicada a través da propia plataforma de Arduino, de maneira que aparece como unha bibliteca instalable directa e automaticamente a través do seu IDE. Componse de:
- unha biblioteca base que recolle todas as funcionalidades fundamentais
- un conxunto de exemplos onde se ilustra o seu emprego
- un novo firmware que está escrito a partires dela
Deste xeito, ademáis de simplificarse moito, abstráese o núcleo, o que resulta
moi convinte para outras áreas como a integración con ferramentas de terceiros
(por exemplo, a contorna de programación visual mBlock-3 → TODO).
O novo sistema está deseñado específicamente para Luci e, para poder alcanzar o que nos propusimos inicialmente, hai certos aspectos que son únicos e [inicialmente] incompatibles co anteriormente existente:
- novo esquema de conexionado optimizado para Luci (alimentación 5V)
- sistema de control de motores optimizado (empregando PORTx)
- resolución do problema do autoapagado dos powerBank
- control de inactividade
- autoconfiguración do teclado
- incorporación dun NeoPixel (LED RGB)
- resolución de problemas de interfaz e UX (botón azul)
- e soporte correcto para RTTTL
Esta suite está xa dispoñible no seu propio repositorio Escornabot-lib.
Último millón de axustes e READMEs y mil pequenas cousas mais para a publicación final de Luci: xusto un ano despois.
Queda moito por facer, pero é unha boa base de partida, con moitos hitos importantes alcanzados:
- Prototipo hardware rematado e validado (pódese fabricar!)
- Suite de software completa, con todas as funcionalidades orixinais (pódese programar!)
- Documentación base rematada (está documentado!)