55
Όπως αναφέραμε και στο κεφάλαιο 2 η μονάδα PCA9685 χρειάζεται εξωτερική παροχή τάσης
στα 5V η οποία θα τροφοδοτεί τους σερβοκινητήρες. Καθώς η τάση της μπαταρίας είναι πολύ
μεγαλύτερη, από αυτή που μπορεί να αντέξει η μονάδα, πρέπει πρώτα να την μειώσουμε στα
5V. Για να το πετύχουμε αυτό χρησιμοποιήσαμε έναν DC/DC μετατροπέα τάσης. Επιλέξαμε
τον 12-24V/5V 15 A [26] μετατροπέα της εταιρείας TOBSUN. Σύμφωνα με τις προδιαγραφές
του μετατροπέα μπορούμε να εισάγουμε τάση από 12 έως 24V και να πάρουμε στην έξοδο
σταθερά 5V και έως 15Α. Η παροχή ρεύματος υπερκαλύπτει τις ανάγκες του ρομποτικού
βραχίονα μας, καθώς η μέγιστη κατανάλωση ρεύματος είναι 6.15Α, πολύ λιγότερο από όσο
μπορεί να παρέχει ο μετατροπέας μας.
Συνδέοντας την μπαταρία απευθείας με τον μετατροπέα και έπειτα την έξοδο του με την είσοδο
της μονάδας PCA9685 μπορούμε να παρέχουμε στους σερβοκινητήρες της ρομποτικής
δαγκάνας το απαιτούμενο ρεύμα με ασφάλεια. Στην περίπτωση που θέλουμε να
αποσυνδέσουμε την μπαταρία με το κύκλωμα ασφαλείας η τροφοδοσία από το T’REX robot
controller προς το ESP32 S3 διακόπτεται. Συνεπώς η παροχή της μονάδας PCA9685 κόβεται
μηδενίζοντας έτσι το ρεύμα που τραβάει ο ρομποτικός βραχίονας από τον μετατροπέα
κρατώντας το κύκλωμα ασφαλές.
Για τον σχεδιασμό του ρομποτικού βραχίονα κάναμε εκτενή έρευνα με στόχο να βρούμε
έναν ο οποίος παρέχει πλήρη ελευθερία κινήσεων στον χρήστη, είναι ελαφρύς και προσφέρει
ικανοποιητικό workspace (έκταση στην οποία φτάνει ο ρομποτικός βραχίονας). Η έρευνα μας
οδήγησε στην πλατφόρμα Cults3D και συγκεκριμένα στον ρομποτικό βραχίονα του
κατασκευαστή FABRI_CREATOR
ο οποίος σχεδίασε έναν βραχίονα με 6 βαθμούς
ελευθερίας, συνολικό μήκος πάνω από 50 εκατοστά (51.4 εκατοστά) και συμβατότητα με
Arduino. Έπειτα από αγορά των σχεδίων, στα 20€, ανακατασκευάσαμε την βάση του βραχίονα
ώστε να είναι συμβατή με το ESP32 S3 DevKit M1 και το PCA9685 καθώς σκοπεύουμε να τα
ενσωματώσουμε μέσα σε αυτή. Επίσης αλλάξαμε το σχήμα της βάσης του βραχίονα σε
τετραγωνικό με σκοπό να τον στερεώσουμε πάνω στο σασί του οχήματος. Ο βραχίονας
7
https://cults3d.com/en/3d-model/gadget/brazo-robotico-con-arduino-fusio360-file-robotic-arm-guardar-
reproducir-exp
Σχήμα 66: Ο μετατροπέας τάσης