Proceso de fabricación del guante con caja en el antebrazo
- Soldador
- Alambre de estaño
- Succionador de estaño
- Herramienta para pelar cables
- Una prensa u otra herramienta para sostener los componentes que vamos a soldar
- Impresora 3D y plástico PLA
- Tornillos M3 y destornillador de cruz
- Tiras de velcro
- Tiras de termocontraíble el más fino posible, preferible antes que la cinta aislante que también se puede usar
- Multímetro
Conviene tener
- Una pinza
- Una máquina de coser tal vez
- Destronilladores de precisión
- Placa de desarrollo con el esp32, como el Esp32 devkit v1
- 5 sensores MPU6050
- Step up Mt3608
- Porta pilas AA
- Batería LiIon 3,7V AA
- 25 cables dupont de 30 cm
- 5 cables con una terminación macho (de uno de los lados, por ende pueden ser macho - hembra o macho - macho, la otra terminación la vamos a sacar)
- 20 cables sin terminación específica (pueden ser macho - macho, macho - hembra o hembra - hembra)
- 5 cables de menor tamaño con terminación hembra en uno de los extremos
- 2 remanentes de cables de unos 3cm de longitud
Ir imprimiendo la caja a partir del siguiente modelo: https://www.tinkercad.com/things/1FYqHGZh9bM-copy-of-wide-wrist-prototype/edit?sharecode=cW02jiwd44lIh8Mvp1XR8H3wInovRhg64IR6EUahRkM Mientras se imprime vamos a ir preparando los componentes electrónicos.
A menos que hayamos comprado una placa de desarrollo sin los pines soldados, vamos a extraer los pines ya que no vamos a usar los terminales de los cables dupont para los que estos pines están previstos, para de este modo reducir el tamaño del guante. Entonces
- Extraer las tiras de plástico que sostienen los pines con la ayuda de una pinza
- Colocar la placa de desarrllo (esp32) en una prensa o sujetarla con alguna otra herramienta de forma tal de que con el soldador en una mano derritamos de un lado el estaño y con una pinza en la otra mano extraigamos el pin que estamos trabajando, repitiendo este proceso para todos los pines.
- Una vez extraídos todos los pines podemos eliminar el estaño que haya quedado en los agujeros con el succionador de estaño, calentando al estaño primero con el soldador.
Estos sensores vienen sin los pines soldados, no obstante, en caso de que los hayamos soldado, efectuar lo mismo que se hizo con el esp32.
El step up viene con un potenciómetro que tenemos que regular para que al estar conectado a la batería de 3,7V la tensión de salida sea de 5V.
- Soldar los cables del portapilas a los terminales de entrada del step up.
- Colocar la batería en el portapilas
- Con el multímetro medir la tensión de salida del step up y al mismo tiempo regular el potenciómetro: girar en sentido horario para incrementar la tensión hasta alcanzar los 5V que veremos en el multímetro.
De los sensores vamos a utilizar 5 pines que deben estar conectados al esp32:
- Pin de tensión
- Pin de ground
- Pin de SDA
- Pin de SCL
- Pin AD0
En el esp32 vamos a tener un único pin de tensión, de ground, de sda y de scl, por lo que han de ser compartidos por los 5 sensores (no así el pin de AD0, donde cada sensor va a tener uno asignado). Por este motivo es que vamos a tener que realizar una bifurcación en el cableado para poder derivar una terminación a cada uno de los sensores para los 4 pines mencionados.
Antes de proceder con esto, tenemos que seleccionar los cables que vamos a utilizar. Vamos a seleccionar los cables dupont de 30cm. Conviene elegir un color de cable para cada uno de los pines para evitar confusiones y accidentalmente arruinar algún componente, por ejemplo
- Pin de tensión --> cable rojo o naranja*
- Pin de ground --> cable negro o gris*
- Pin de SCL --> cable azul o amarillo*
- Pin de SDA --> cable verde o blanco*
- Pin de AD0 --> cable marrón o morado*
*en caso de no tener suficientes cables del primer color
Una vez seleccionados los cables para los pines de tensión, ground, sda y scl, vamos a preparar las bifurcaciones.
- Extraer los terminales de los cables dupont ya que no los vamos a usar
- Pelar la punta del cable en uno de los extremos en los cinco cables y soldarlos en ese extremo
- Agarrar un fragmento de cable de unos 3 o 4cm que nos va a servir para conectar estos cables que hemos preparado al pin correspondiente del esp32. Pelarlo en sus extremos y soldar una terminación adonde soldamos los demás cables. En definitiva tenemos que tener para este entonces un nodo del cual emanen los 5 cables dupont de 30 cm y el cable menor que se va a conectar al esp32.
- Cortar un fragmento de termocontraible y cubrir la soldadura aplicándole calor para de este modo sellar la soldadura y evitar que sucedan cortocircuitos, además de reforzar la conexión dándole cierta rigidez estructural.
Repetir estos pasos hasta tener los cuatro cables bifurcados para los pines mencionados.
Colocar los sensores en una prensa o algún elemento para sostenerlos.
Tenemos que pelar las puntas de los cables para soldarlos a los terminales de los sensores. Resulta de mucha ayuda pelar las puntas de los cables unos 3mm y además pincelar los cables expuestos con estaño, de esta forma le damos rigidez a esa punta y se inserta y sostiene más fácil en los terminales de los sensores mientras se sueldan.
Entonces, hay que:
- Colocar los sensores en una prensa
- Pelar los extremos de los cables unos 3mm
- Pincelarlos con estaño
- Introducir cada punta a soldar en el terminal correspondiente
- Soldar añadiendo estaño
Repetir este proceso para todos los cables para todos los sensores.
Para el pin de AD0 cabe mencionar antes que a éste se conecta un cable independiente (en contraposición a los cables bifurcados) cuyo otro extremo tiene que ser macho.
Antes de empezar, cabe mencionar que los cables deben ir por debajo del Esp32 y no por arriba.
Tenemos muchos cables que soldar. Podemos empezar soldando los cables que se van a conectar a los terminales del AD0 en el Esp32. Estos cables tienen que tener un terminal hembra para poder conectarlos al terminal macho del cable dupont de 30cm conectado al pin de AD0 de los sensores. Por ende, tenemos que agarrar un cable con terminal hembra, cortarlo con una longitud de unos 3 o 4 cm, pelar la punta del cable sin el terminal, pincelarlo con estaño y soldarlo al terminal del Esp32 adecuado. La convención seguida es:
| Dedo | Pin |
|---|---|
| Middle | 26 |
| Ring | 27 |
| Pinky | 33 |
| Thumb | 17 |
| Index | 32 |
Son los cables bifurcados (salvo el cable de ground, que veremos a continuación). El cable de alimentación va conectado al pin de 3,3V.
Los cables de SDA y SCL siguen la siguiente convención de pines:
| Terminal | Pin |
|---|---|
| SDA | 21 |
| SCL | 22 |
Nuevamente, pelar el extremo a conectar, pincelarlo de estaño, insertarlo en el terminal adecuado y soldar, siempre tratando que no queden expuestos los cables de cobre al aire, es decir, intentando que el recubrimiento de plástico del cable quede pegado a la placa.
En el Esp32 Devkit V1 hay un único pin de Ground. Necesitamos conectar dos cables a tierra:
- el cable de tierra bifurcado que va a los sensores
- el cable de tierra del terminal de salida del step up.
En vez de conectar todo al mismo terminal del esp32, es mucho más sencillo hacer lo siguiente:
- Conectar el cable bifurcado al terminal de tierra de salida del step up, ya que hay mucha más superficie ahí para tener dos cables conectados.
- Conectar un cable entre el terminal de tierra de salida del step up y el pin de ground del esp32.
La única conexión que falta realizar es la del pin de 5V que se conecta al terminal de salida positivo del step up. Una vez realizada esa conexión ya tenemos casi todo listo (habría que conectar los pines macho de los ad0 con los pines hembra conectados al esp32). Podemos insertar la batería al portapilas y todos los leds tanto del esp32 como de los sensores deberían encenderse.