PCB QuiBot

Qui-Bot H₂O

Documentació oficial i codi del Projecte QuiBot (UPC).

🌐 Lloc web del projecte: [https://quibot.upc.edu]

Robot humanoide educatiu que introdueix la programació seqüencial i la química a infants de primària. Es mou per un tauler de joc amb línies negres, seguint seqüències d'ordres, i manipula líquids de colors amb dues xeringues.

Admet tres vies de control:

• Blocs de colors. S'hi introdueixen cubs de fusta i el robot en llegeix el color i executa l'acció corresponent. És la via original del projecte.
• Gestos. Un sensor davant la cara reconeix sis ordres de moviment, amb confirmació abans d'executar-les.
• Control remot per Wi-Fi. El robot serveix una pàgina web que s'obre des del navegador de qualsevol telèfon o ordinador de la mateixa xarxa, sense instal·lar res.

Contingut del repositori

La guia de muntatge, de trenta-set passos, és l'annex A de la memòria.

Maquinari

El control corre sobre una Raspberry Pi Zero W muntada sobre una placa dissenyada per al projecte. Els motors pas a pas es governen amb controladors A4988 i els polsos es generen per programari amb pigpio.

Els sensors són el TCS34725 per al color dels blocs, el PAJ7620U2 per als gestos, el VL53L0X per a la distància als recipients i dos TCRT5000 per al seguiment de línia, llegits a través d'un convertidor ADS1115. Els ulls són dues matrius de LED WS2811.

Posada en marxa

Cal Raspberry Pi OS Lite de 32 bits. El procediment complet és a l'annex D de la memòria; en resum:

1. Busos i pins. Afegiu a /boot/firmware/config.txt:

dtparam=i2c_arm=on
dtoverlay=i2c-gpio,bus=3,i2c_gpio_sda=0,i2c_gpio_scl=1
gpio=4,5,6=op,dh

La tercera línia imposa nivell alt als pins d'habilitació dels controladors des de l'arrencada i evita que els motors quedin energitzats i brunzint.

2. Mòdul d'accés als busos:

sudo modprobe i2c-dev
echo i2c-dev | sudo tee -a /etc/modules

Reinicieu. ls /dev/i2c-* ha de mostrar els dos busos.

3. Entorn de Python:

python3 -m venv ~/.venv
~/.venv/bin/pip install pigpio smbus2 flask rpi_ws281x \
    adafruit-circuitpython-ads1x15 \
    adafruit-circuitpython-tcs34725 \
    adafruit-circuitpython-vl53l0x \
    adafruit-extended-bus

4. Dimoni de control dels pins:

sudo systemctl enable --now pigpiod

5. Execució:

~/.venv/bin/python3 quibot.py

El programa escriu a la sortida l'adreça del control remot, que escolta al port 8000. Per arrencar-lo automàticament amb la màquina, l'annex D descriu el servei de systemd corresponent.

Els programes de src/tests/ permeten comprovar els motors i cada sensor per separat, cosa que convé fer amb la placa encara accessible.

Procedència i llicències

L'estructura mecànica i el disseny original del robot provenen del projecte Qui-Bot H₂O de La Codornella, d'on surten també les captures d'orientació d'impressió que es reprodueixen aquí. Dues peces s'han redissenyat i la placa de control és obra de l'equip del projecte. El control per gestos, el control remot i la documentació són feina d'aquest treball.

Totes tres són recíproques: permeten usar, modificar i redistribuir el material amb la condició que les obres derivades es publiquin en les mateixes condicions.

📢 Aviseu-nos si feu servir o adapteu aquest material!
Si teniu pensat replicar el projecte, utilitzar aquest material en la vostra recerca o desenvolupar una versió derivada, us agrairem molt que ens ho feu saber enviant un correu a quibot@upc.edu o obrint una Issue en aquest repositori. Això ens ajuda a fer el seguiment de l'impacte del projecte.

👥 Autors, Equip i Agraïments

• Investigadors Principals: Marta Tarrés i Toni Dorado — Grup de Recerca RISS, Universitat Politècnica de Catalunya (UPC).

• Desenvolupament i Integració (TFG/TFM): Pau Anguera Comas

• Finançament: Projecte finançat pel Departament d'Igualtat i Feminismes de la Generalitat de Catalunya (IFE038/24/000087).

• ⚠️ Avís Legal, Seguretat i Suport

• Exempció de responsabilitat: Aquest repositori i tots els seus materials es proporcionen "tal com són" (AS IS), amb fins exclusivament docents i de recerca. Els autors i la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) no assumeixen cap responsabilitat per danys directes, indirectes o derivats de la fabricació, muntatge, manipulació o ús dels dissenys, circuits o codis d'aquest projecte.

• Seguretat mecatrònica: El dispositiu conté components elèctrics i elements mecànics en moviment. Cal prendre les precaucions de seguretat adients durant la seva manipulació i alimentació elèctrica.

• Atenció i suport tècnic: Aquest projecte es manté exclusivament en el marc de les activitats de recerca del grup RISS. L'equip investigador no assumeix cap compromís d'oferir assistència tècnica, suport personalitzat o resolució de peticions a tercers usuaris.