Kicad project

DragonBot2

Robot siguelíneas tipo Robotracer de alto rendimiento para competir en la All Japan Robotracer 2027. Basado en un STM32F405 @168 MHz, con 24 sensores de línea multiplexados, tracción tetra con 4 motores coreless, encoders magnéticos de alta resolución, succión y un EKF de odometría de 6 estados, todo con registro de datos a bordo y herramientas de análisis offline.

🎯 Objetivo

Desarrollar un robotracer competitivo para la All Japan Robotracer 2027. El firmware contempla tres modos de competición:

• Linefollower
• Robotracer
• Drag race

🏆 Palmarés

Todavía en desarrollo — sin resultados de competición por el momento.

Resultados por Evento

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⚙️ Hardware

• Microcontrolador: STM32F405RGT6 @168 MHz (LQFP-64)
• Driver de motores: 2× MP6615 (puente H con sensado de corriente bidireccional integrado)
• IMU: LSM6DSR (giroscopio, 1000/2000/4000 dps)
• Encoders: 2× AS5145B-HSST magnéticos de 12 bits (leídos en cuadratura ×4 por hardware → 4096 cuentas/vuelta)
• Sensores de línea: 24× ITR8307 (reflectivos) leídos a través de 3× multiplexores CD4051B
• Sensores de marca: 4× ITR8307 (laterales, para landmarks del robotracer)
• Sensor de presión: BMP280
• Memoria externa: SRAM SPI 23AA04M-I/ST de 512 KB + EEPROM en la flash interna del MCU
• Receptor infrarrojo: TSSP77038TR (38 kHz, mando RC5)
• Regulador: DC-DC conmutado CN3903 + LDO
• Mosfet de succión: BUK9Q20-40H
• LEDs: 1× LED RGB 5050, 10 LEDs de información, 1 LED de estado
• Batería: LiPo 3S (11,1–12,6 V), fabricada a partir de 3 celdas 1S de 300 mAh; conector JST-XH de 4 pines
• Conectores de motores: Hirose DF13 a 1,25 mm
• Interfaz: USB-C (ST-Link + USART3)

Tracción

• Tracción tetra: 2 ruedas por lado, con 4 motores coreless de 7.4v (2 por lado)
• Reducción: piñón de 8 dientes → engranaje de 40 dientes (5:1)
• Ruedas: Ø≈23 mm, con llanta impresa en PLA, una capa de espuma gruesa y una lámina de silicona exterior de gran adherencia
• Succión: doble ventilador centrífugo para aumentar el agarre a alta velocidad, usando 2 motores coreless de 7.4v

PCBs

El repositorio incluye dos placas diseñadas en KiCad (proyecto, gerbers y BOM):

• Main: MCU, drivers, sensores, encoders, memoria y regulación.
• Chasis: placa de chasis con pads de interconexión y switch de alimentación.

Pinout (resumen)

💻 Software

• Programado en VSCode + PlatformIO con libopencm3. Flasheo y depuración por ST-Link.
• Scheduler con SysTick a 8 kHz repartido en 8 slots → cada tarea corre a 1 kHz.
• Todas las señales analógicas se leen por DMA (ADC1 y ADC2).
• Los sensores de línea se leen a través de los 3 multiplexores; la posición sobre la línea (rango ±1000) se calcula por media ponderada, con filtro de ventana Bigger Filtro y detección automática del color de la línea (blanca/negra).
• Los encoders se leen en cuadratura por hardware (TIM3/TIM4), con resolución de overflow por máxima verosimilitud.
• La IMU se lee por SPI con data-ready; el LSM6DSR se configura a ODR 833 Hz sin filtro hardware (medida cruda para el estimador).
• Odometría con EKF de 6 estados [x, y, θ, v, ω, bias_gyro], con dt real medido por DWT, ZUPT y detección de derrape.
• Lazo de control a 1 kHz con PID de velocidad lineal y PID de posición de línea (angular) que reparte la tensión entre las ruedas, con compensación de la tensión de batería.
• Estrategias de velocidad: SPEED_TEST, SPEED_NORMAL, SPEED_MEDIUM, SPEED_FAST, SPEED_SUPER y SPEED_HAKI (2000–4000 mm/s), con ganancias escaladas ∝ 1/v.
• Menú de configuración y de run por LEDs, manejable con botones y con mando RC5; los parámetros se persisten en EEPROM.
• Calibraciones: offset del giroscopio, sensores, separación de ruedas (girando 2π con el gyro), escala de rueda (distancia patrón) y escalón de rotación (test T1).
• Registro a bordo: log en la SRAM SPI de 512 KB (ring en RAM + volcado diferido en los slots del SysTick), volcado por serie para análisis offline.

Herramientas de análisis (source_code/tools/)

• line_control_tuner.py — métricas y predicción de ganancias del lazo de línea.
• linear_speed_analyzer.py — análisis del lazo de velocidad lineal y feedforward.
• parse_odometry_log.py — parseo y gráficas del log de odometría.

Documentación técnica interna (.features/)

• odometry/ROADMAP.md — odometría y EKF.
• pid_tuning/ROADMAP.md — tuning del control de velocidad y de línea.
• linear_speed/linear_speed_analysis_and_plan.md — análisis del lazo lineal.

🎥 Vídeos

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📄 Licencia

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