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Introdução ao Atom-S

Introdução​

O Atom-S é um kit de robô humanóide bípedo open source com 10 DOF (Graus de Liberdade), projetado para desenvolvedores, makers e instituições de ensino. O robô é acionado por dez servos de barramento Fashionstar RA8-U25H-M, possui uma estrutura totalmente impressa em 3D e é equipado com um controlador principal Seeed Studio XIAO ESP32-S3 e uma placa de expansão Grove. Ele vem com firmware de controle completo pré-instalado de fábrica. Seu principal destaque é o editor visual de movimentos baseado na web, dispensando instalação — você pode depurar servos em tempo real, gravar movimentos por ensino e exportar JSON diretamente pelo navegador, facilitando a replicação em plataformas como Arduino, STM32 e Raspberry Pi. A placa adaptadora RUC-01 incluída fornece alimentação regulada de 5 V / 3,3 V e uma interface UART, suportando controle remoto via Bluetooth e web. Pronto para uso imediato, é uma plataforma ideal para desenvolvimento de robótica de mesa e verificação de algoritmos.

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1. Introdução ao produto​

  • Layout de DOF: O robô possui 10 graus de liberdade cobrindo braços, tronco e pernas.
  • Estrutura e Aparência: Estrutura totalmente impressa em 3D com arquivos de modelo STP / STL oficialmente open source, facilitando a substituição de peças, o reforço estrutural e o redesign estético.
  • Atuadores das Juntas: Dez servos de barramento Fashionstar RA8-U25H-M com comunicação em barramento para uma fiação limpa e simplificada.
  • Editor de Movimentos via Web: Um painel de controle baseado em navegador que suporta depuração de servos em tempo real e programação em modo de ensino. Grupos de movimento concluídos podem ser exportados como arquivos .json padrão para fácil análise em plataformas Arduino, STM32 e Raspberry Pi.
  • Pronto para Uso: Enviado com o Seeed Studio XIAO ESP32-S3 como controlador principal padrão, com programas de demonstração pré-gravados de fábrica.
  • Expansão Multi-Módulo: Em conjunto com a placa de expansão Seeed Studio XIAO, a interface Grove onboard permite a conexão de sensores e controladores Seeed Grove.
  • Compatibilidade Multiplataforma: A placa adaptadora RUC-01 fornece saída de energia de 5 V / 3,3 V e uma interface UART; qualquer controlador com capacidade de porta serial pode se comunicar com ela.
  • Extensibilidade do Ecossistema: Aproveitando as interfaces Grove na placa de expansão Seeed Studio XIAO, sensores de visão, de ambiente e outros sensores e módulos de controle do ecossistema Grove podem ser integrados rapidamente.
  • Compatibilidade Multiplataforma: A placa adaptadora padrão RUC-01 fornece saída regulada de 5 V / 3,3 V e uma interface de comunicação UART universal, facilitando a conexão a plataformas externas como Raspberry Pi, STM32, Arduino, ESP32 ou PC.

2. Especificações​

ParâmetroValor
Graus de Liberdade (DOF)10
ChassiImpresso em 3D
ServosServo de Barramento RA8-U25H-M
Placa de Alimentação / Interface dos ServosRUC-01, fornecendo 4 portas de servo de barramento, alimentação de 5 V / 3,3 V para o controlador e serial (Grove)
Controlador PrincipalSeeed Studio XIAO ESP32-S3 + Placa de Expansão Seeed Studio XIAO
ComunicaçãoComunicação Serial Assíncrona (UART)
Dimensões154 × 105 × 283 mm

3. Lista de Materiais​

ItemQtde
Robô 10-DOF (Montado)1
Parafuso KM M2 × 7 mm10
Parafuso KB M2 × 7 mm10
Parafuso PM M3 × 6 mm2
Cabo de Servo 200 mm 3 pinos2
dica

Conteúdo da Montagem do Robô 10-DOF

  • RA8-U25H-M × 10
  • Peças Estruturais (Kit) × 1
  • Placa Adaptadora RUC-01 × 1
  • Seeed XIAO ESP32-S3 × 1
  • Placa de Expansão Seeed XIAO × 1

4. Dimensões Externas​

5. Arquitetura de Hardware​

Acionamento e Alimentação (Placa de Interface RUC-01)​

Servindo como o hub de alimentação e comunicação de todo o robô, ela lida com o gerenciamento do barramento e a distribuição de energia:

  • Barramento dos Servos: Quatro portas de servo de barramento onboard com suporte a expansão em cadeia (daisy-chain), transportando sinal e alimentação.
  • Interface de Configuração via PC: USB Type-C, permitindo conexão direta a um host PC para configuração.
  • Alimentação do Sistema: Faz a conversão de tensão para fornecer energia estável à placa controladora principal.
  • Interface de Comunicação: Porta serial UART padrão para receber comandos do controlador principal de nível superior.

Controlador Lógico e Expansão (MCU + Placa de Expansão Grove)​

O "cérebro" do robô, responsável por executar algoritmos de controle e processamento de dados de sensores:

  • MCU Central: Placa de desenvolvimento da série Seeed Studio XIAO, compacta porém poderosa.
  • Expansão de Ecossistema: A placa de expansão Grove disponibiliza um conjunto rico de interfaces de E/S.
  • Funções Principais: Executa programas de cinemática do robô e conecta sensores (ultrassônico, visão, voz etc.) via interfaces Grove para realizar capacidades interativas.

Fluxo de Dados​

Modo de Depuração / Edição

PC --(USB)--> RUC-01 --(Bus)--> Servos

Descrição: Os ângulos dos servos são ajustados e os grupos de movimento são salvos diretamente via software de PC, sem passar pelo controlador principal XIAO.

Modo de Execução Autônoma

Sensor / Remote --(Signal)--> XIAO --(UART Command)--> RUC-01 --(Bus)--> Servos

Descrição: O XIAO controla o robô de forma autônoma com base no feedback dos sensores ou em código pré-armazenado.

Referência de Interface de Comunicação Universal (Leitura Obrigatória para Desenvolvimento Multiplataforma)​

Embora o kit use o XIAO ESP32S3 como controlador principal padrão, a placa de interface RUC-01 é aberta a qualquer controlador externo. Apenas quatro fios são necessários entre o controlador principal e a RUC-01 para comunicação básica:

  • 5 V / 3,3 V: A RUC-01 pode fornecer de volta alimentação estável ao controlador principal.
  • GND: Terra comum.
  • RX / TX: Comunicação serial assíncrona padrão (UART) para envio/recebimento de comandos de controle e leitura do feedback dos servos.
NºDescrição da InterfaceNºDescrição da Interface
①Interruptor Principal de Alimentação⑤UART de Comunicação da Placa Adaptadora / Interface Grove (conecta ao Controlador Principal ⑧)
②Porta de Entrada de Alimentação⑥Porta de Dados Type-C do Controlador Principal ESP32S3 (download de firmware)
③Porta de Servo × 4⑦Placa Controladora Principal Seeed XIAO ESP32S3
④Porta de Dados Type-C (depuração dos servos, conecta ao PC)⑧UART de Comunicação do Controlador Principal / Interface Grove (conecta à Placa de Interface RUC-01 ⑤)
atenção

A chave seletora próxima à porta Type-C ④ na placa de interface RUC-01, bem como as duas portas Type-C mostradas no lado esquerdo do diagrama, são reservadas para outros fins e não são usadas neste projeto. Evite operá-las por engano.

6. Estrutura Mecânica​

  • Visão Geral da Estrutura e IDs Padrão dos Servos
  • Posição de Zero Grau de Todos os Servos

7. Desenhos e Download de Modelos​

Para obter todos os dados de impressão 3D, visite: MakerWorld - Atom S

dica

Forneceremos gradualmente vídeos de montagem mais completos e instruções ilustradas; fique atento às atualizações desta página.

8. Executando Sua Primeira Demo​

Guia Rápido Fora da Caixa​

dica

O Atom S sai de fábrica com o programa básico de controle gravado e a montagem inicial concluída. Basta preparar uma fonte de alimentação e um smartphone para experimentar rapidamente os movimentos do robô e os recursos de controle remoto.

Preparação de Alimentação de Hardware​

Devido a restrições de envio, o kit não inclui uma bateria por padrão. Antes de começar, prepare uma bateria compatível e conecte-a à porta de alimentação na parte de trás do robô:

  • Especificação da Bateria: Bateria Li-Po (polímero de lítio) 3S 12,6 V
  • Tipo de Conector da Bateria: T-Plug
  • Verificação de Energização: Após conectar a alimentação, o LED indicador na placa controladora principal (XIAO ESP32S3) acenderá, indicando que o sistema foi iniciado.

Conexão ao Controle Remoto via Web​

Ative o Bluetooth no seu smartphone ou PC com Bluetooth e escolha um navegador compatível com base no seu sistema operacional. Como o controle remoto web depende da API Web Bluetooth subjacente, a compatibilidade do navegador é crítica:

  • PC (Windows / macOS): Use Google Chrome ou Microsoft Edge.
  • Android: Use Google Chrome; não use o navegador padrão do sistema nem abra via leitura de QR no WeChat.
  • iOS: Safari, Chrome e Edge não suportam Web Bluetooth. Baixe um navegador de terceiros que suporte o protocolo WebBLE na App Store, como o Bluefy.

URL de Acesso: Remote Controller

  • Desconectado:
  • Toque no botão SYSTEM LINK na parte superior da interface para procurar e conectar ao dispositivo:
  • Na lista de dispositivos Bluetooth que aparecer, selecione o dispositivo chamado ESP32_Pro_Remote e toque em Pair.
  • Conectado: Depois de conectado, o robô executará automaticamente um movimento de "reverência" e retornará à pose padrão em pé, indicando que o sistema está pronto.

Inicie sua primeira sequência de ensino de movimento contínuo​

Usando o gamepad virtual na web, você pode ensinar rapidamente ao robô uma sequência de movimentos contínuos sem escrever nenhum código:

  • Preparação: Toque no botão HOME no canto superior esquerdo para garantir que o robô esteja na pose inicial padrão em pé.
  • Desbloquear juntas: Toque no botão RELAX no canto superior esquerdo para colocar o robô em modo de amortecimento. Neste ponto, todos os servos ficam desenergizados, permitindo que você mova manualmente cada junta.
  • Registrar o primeiro quadro: Posicione manualmente o robô e, em seguida, toque na tecla direcional Esquerda ◀ para registrar a pose atual.
  • Registrar quadros subsequentes: Continue alterando a pose do robô e toque em Esquerda ◀ novamente. Repita esse processo para registrar uma sequência de quadros de movimento; até 100 quadros são suportados por padrão.
  • Reproduzir a sequência de movimento: Depois que todas as poses forem registradas, toque na tecla direcional Direita ▶, e o robô reproduzirá suavemente todos os movimentos gravados.
  • Ajustar a velocidade de reprodução: Se a reprodução estiver muito rápida ou muito lenta, toque em Cima ▲ (acelerar) ou Baixo ▼ (desacelerar) para ajustar a velocidade do movimento.
  • Demonstração com um toque: Toque no botão Quadrado □ à direita para reproduzir diretamente o movimento de demonstração padrão de fábrica.
dica

Se você concluiu a experiência rápida e deseja exportar o JSON de movimento, modificar a lógica do controlador principal ou conectar outros controladores, continue lendo as seções a seguir.

9. Fluxo de trabalho principal para desenvolvimento de movimentos personalizados​

Design de poses e exportação de dados (Editor de Movimento Web)​

  • Conectar e ler: Conecte-se à placa de interface RUC-01 por meio de um navegador de PC para ler em tempo real os estados dos servos do robô.

    Motion Editor

  • Desbloquear e ensinar: Desenergize os servos para o modo de amortecimento com um clique, mova o robô manualmente e registre a pose de cada quadro.

  • Organizar e ajustar: Ajuste o tempo de execução e o intervalo entre quadros-chave e reproduza em tempo real no software para otimizar a fluidez do movimento.

  • Exportar JSON: Depois de confirmar que o movimento está correto, exporte todo o grupo de movimentos como um arquivo .json padrão.

Integração de dados e gravação de firmware (Controlador principal ESP32)​

  • Código aberto: Abra o código-fonte do projeto do controlador principal ESP32 incluído na Arduino IDE.
  • Substituir código: Copie integralmente os dados .json exportados e substitua o conteúdo da variável jsonData existente no arquivo Robot.ino.
  • Compilar e gravar: Recompile o projeto e grave o firmware atualizado na placa controladora principal ESP32S3.

Controle remoto sem fio e execução acionada (Terminal remoto Web)​

  • Conexão sem fio: Abra o controle remoto da web no telefone em Remote Controller e faça o pareamento com o robô.
  • Acionamento com um toque: Toque no botão Quadrado □ na interface (comando 0x10), e o robô executará de forma autônoma e contínua a sequência de movimentos recém-projetada, sem o cabo de dados.

Guia do Editor de Movimento​

Layout do editor​

Três módulos principais:

  1. Conexão/desconexão da porta serial e status de mensagens
  2. Consulta e controle de status/ângulo dos servos
  3. Otimização de grupo de movimentos e importação/exportação

Referência de controle​

Conectar / desconectar porta serial

Página de pose em tempo real

  • Layout: Arraste cada controle de servo na tela para organizar as partes do robô; os IDs correspondem um a um; clique para bloquear o layout.
  • Scan: Escaneie novamente todos os servos online.
  • Check: Proteção contra sobretensão/subtensão, travamento e outros estados anormais.
  • Read Once: Leia o ângulo atual uma vez.
  • Status Color: Verde = controle de ângulo; Vermelho = liberado / amortecimento.

Controle de ângulo por arraste:

  • Leitura em tempo real: Leia continuamente os ângulos dos servos.
  • Velocidade: Limite a velocidade durante o arraste para evitar movimentos excessivos.
  • Modo de desbloqueio: Libere os servos para ensino (liberação com desligamento / liberação em amortecimento).

Página de grupo de movimentos

A seguir é apresentada a explicação de cada botão:

Do editor ao movimento offline (XIAO ESP32S3 Sense)​

  • 1. Clique em "Connect" para abrir a porta serial.
  • 2. Selecione a porta serial de destino.
  • 3. Escaneie todos os servos do robô.
  • 4. Clique em "Release All" para desenergizar todos os servos para posicionamento manual ou desbloqueie apenas os servos de que você precisa.
  • 5. Defina "Time" e "Interval".
  • 6. Após cada edição, clique em "Add Current" para adicioná-la ao grupo.
  • 7. Reproduza para verificar.
info

Nota

Cada quadro de movimento pode ser editado individualmente (ângulo, tempo, intervalo) e verificado.

  • 8. Clique em "Export (JSON)" para exportar o grupo de movimentos.
  • 9. Abra o JSON exportado e copie o conteúdo de frames (incluindo os [] externos).
  • 10. Substitua o jsonData no programa pelo conteúdo copiado; após compilar e gravar, o robô pode ser controlado via gamepad Bluetooth (consulte "Parâmetros de controle do robô" para detalhes).

Parâmetros de controle do robô (ajuste conforme necessário)​

Valores padrão​

  • BAUDRATE: Taxa de transmissão UART.
  • SERVO_NUM: Número de servos.
#define BAUDRATE               115200     /* Baud rate */
#define SERVO_NUM              10         /* Total number of servos */

Bluetooth (se usado)​

  • BLE_NAME: Nome do gamepad.
  • BLE_UUID: UUID do gamepad.
/* Bluetooth settings -- modify according to actual conditions */
#define BLE_NAME               "LOOKBON"  /* Bluetooth name */
#define BLE_UUID               "AE02"     /* ID for Bluetooth data reception */

Controle remoto Web (se usado)​

  • SERVICE_UUID: ID do serviço.
  • CHARACTERSTIC_UUID: ID da característica.
/* ESP32 Service UUID and Characteristic UUID */
#define SERVICE_UUID           "4fafc201-1fb5-459e-8fcc-c5c9c331914b"
#define CHARACTERISTIC_UUID    "beb5483e-36e1-4688-b7f5-ea07361b26a8"

Modo de ensino​

  • MAX_ACTIONNUM: Número máximo de quadros de movimento permitidos no modo de ensino.
  • Default_RobotRunSpeed_Demonstration: Velocidade padrão de execução.
  • MIN_RobotRunSpeed_Demonstration: Velocidade mínima de execução.
  • MAX_RobotRunSpeed_Demonstration: Velocidade máxima de execução.
  • Adjust_RobotRunSpeed_Step: Valor do passo de ajuste de velocidade no modo de ensino (±200 por passo).
#define MAX_ACTIONNUM                         100   /* Maximum number of teaching motion frames */
#define Default_RobotRunSpeed_Demonstration   1000  /* "Default" teaching run speed */
#define MIN_RobotRunSpeed_Demonstration       5000  /* "Slowest" teaching run speed */
#define MAX_RobotRunSpeed_Demonstration       500   /* "Fastest" teaching run speed */
#define Adjust_RobotRunSpeed_Step             200   /* Step value for adjusting teaching run speed */

Campos de dados (personalize conforme necessário)​

  • RemoteControl_DefaultDemoAction: Movimento de demonstração padrão (exportado do editor).
  • RemoteControl_Exe: Comando de execução do modo de ensino.
  • RemoteControl_Record: Comando de gravação do modo de ensino.
  • RemoteControl_Damping: Comando de modo de amortecimento.
  • RemoteControl_Reset: Comando de reset.
  • RemoteControl_ReduceRunSpeed: Diminuir a velocidade de execução no modo de ensino.
  • RemoteControl_AddRunSpeed: Aumentar a velocidade de execução no modo de ensino.

Observação sobre Bluetooth: Os dados reais do controlador dependem do seu dispositivo; defina os botões no código conforme necessário.

/* Bluetooth remote control commands -- modify functions according to different commands -- adjust based on actual conditions */
#define RemoteControl_DefaultDemoAction       0xA1   /* Default demonstration motion */
#define RemoteControl_Exe                     0xA2   /* Teaching mode execution command */
#define RemoteControl_Record                  0xA3   /* Record motion command */
#define RemoteControl_Damping                 0xA4   /* Damping mode command */
#define RemoteControl_Reset                   0xA5   /* Robot reset command */
#define RemoteControl_ReduceRunSpeed          0xA6   /* Decrease teaching run speed */
#define RemoteControl_AddRunSpeed             0xA7   /* Increase teaching run speed */

Observação sobre o controle remoto via Web: da mesma forma, confirme os dados e o mapeamento dos botões antes da integração.

/* Web remote control commands -- modify functions according to different commands -- adjust based on actual conditions */
#define RemoteControl_DefaultDemoAction       0x10   /* Default demonstration motion */
#define RemoteControl_Exe                     0x08   /* Teaching mode execution command */
#define RemoteControl_Record                  0x04   /* Record motion command */
#define RemoteControl_ReduceRunSpeed          0x02   /* Decrease teaching run speed */
#define RemoteControl_AddRunSpeed             0x01   /* Increase teaching run speed */

#define RemoteControl_Damping                 0x04   /* Damping mode command */
#define RemoteControl_Reset                   0x08   /* Robot reset command */

Resetar Ângulos​

  • ROBOT_RESET_POSITION_0 ~ ROBOT_RESET_POSITION_9: Posições zero para os IDs de servo 0–9 (pose de reset do robô).

Observação: modifique estes valores de acordo com a pose de reset do seu robô.

/* Robot reset angle settings -- modify according to actual conditions */
constexpr float ROBOT_RESET_POSITION_0 = 0;
constexpr float ROBOT_RESET_POSITION_1 = 0;
constexpr float ROBOT_RESET_POSITION_2 = 0;
constexpr float ROBOT_RESET_POSITION_3 = 0;
constexpr float ROBOT_RESET_POSITION_4 = 0;
constexpr float ROBOT_RESET_POSITION_5 = 0;
constexpr float ROBOT_RESET_POSITION_6 = 0;
constexpr float ROBOT_RESET_POSITION_7 = 0;
constexpr float ROBOT_RESET_POSITION_8 = 0;
constexpr float ROBOT_RESET_POSITION_9 = 0;

Referência de Controle Remoto​

Gamepad Bluetooth​

  1. Pressione e segure o botão de energia do gamepad para ligá-lo e pareá-lo com o MCU (XIAO_ESP32S3).
  2. Após o pareamento bem-sucedido, o robô fará uma reverência e resetará.

Funções de movimento:

  • "Run Motion": Executa o movimento integrado.
  • "Reset Robot": Retorna à pose de reset.
  • "Damping Mode": Entra no estado de ensino, no qual as juntas podem ser movidas livremente.
  • "Record Teaching Motion": Grava o movimento atual.
  • "Execute Teaching Motion": Executa o movimento gravado (não é limpo por padrão).
  • "Decrease Teaching Speed": Diminui a velocidade de execução (o servo do braço direito ID 6 oscila para indicar a velocidade).
  • "Increase Teaching Speed": Aumenta a velocidade de execução (o servo do braço direito ID 6 oscila para indicar a velocidade).

10. Guia de Gravação do Firmware do Controlador Principal Padrão (Baseado no Seeed Studio XIAO ESP32S3)​

dica

Esta seção se aplica apenas ao ambiente padrão do controlador principal XIAO ESP32S3. Se o seu projeto usar STM32 ou Raspberry Pi, consulte diretamente o SDK de Controle de Servo Fashionstar multiplataforma no apêndice.

Configuração do Ambiente de Desenvolvimento (Arduino IDE)​

Baixe e instale a versão mais recente do Arduino IDE no site oficial do Arduino; recomenda-se o Arduino IDE 2.x.

Importando o Pacote de Suporte de Hardware ESP32​

Primeiro, abra as Preferências do Arduino IDE:

  • Windows: File > Preferences
  • macOS: Arduino IDE > Settings... ou Preferences...

Insira a seguinte URL em "Additional Boards Manager URLs":

https://raw.githubusercontent.com/espressif/arduino-esp32/gh-pages/package_esp32_index.json

Implantando o Ambiente de Build do ESP32 (Requisito Rigoroso de Versão)​

  • Abra Tools > Board > Boards Manager
  • Pesquise por esp32
  • Localize o pacote fornecido por Espressif Systems
  • Selecione manualmente e instale a versão 3.3.5
atenção

Não instale diretamente a versão mais recente. A combinação atual de Bluetooth e driver de barramento do projeto requer a versão 3.3.5; caso contrário, o Bluetooth ou a comunicação de barramento pode falhar na compilação ou funcionar de forma anormal.

Instalando as Bibliotecas Necessárias (ArduinoJson e ArduinoBLE)​

O sistema depende das seguintes bibliotecas de terceiros para análise JSON e serviços Bluetooth:

  • ArduinoJson
  • ArduinoBLE

Método de instalação:

  • Abra Sketch > Include Library > Manage Libraries...
  • Pesquise e instale ArduinoJson
  • Pesquise e instale ArduinoBLE

Implantando o SDK do Driver Central de Servo Fashion Star​

Para garantir a chamada correta do driver de baixo nível, o SDK oficial deve ser instalado manualmente:

  • Localize fashionstar-uart-servo-arduino-sdk-V2.rar no pacote de materiais incluído
  • Extraia o arquivo compactado
  • Copie toda a pasta do SDK para o diretório padrão de bibliotecas do Arduino

Caminho Padrão das Bibliotecas:

  • Windows: C:\Users\Username\Documents\Arduino\libraries
  • macOS: ~/Documents/Arduino/libraries

Após copiar, feche completamente e reabra o Arduino IDE para que ele recarregue as bibliotecas locais.

Selecionando a Placa e Compilando / Gravando​

  • Conecte o XIAO ESP32S3 ao computador com um cabo de dados Type-C
  • Abra Tools > Board > esp32 e selecione XIAO_ESP32S3
  • Abra Tools > Port e selecione a porta correspondente à placa controladora principal

Os nomes das portas normalmente aparecem como:

  • Windows: COM3, COM5, etc.
  • macOS: /dev/cu.usbmodem... ou /dev/cu.usbserial...

Por fim, abra o código-fonte do projeto (.ino) no Arduino IDE, clique no botão Upload no canto superior esquerdo e aguarde o console exibir "Upload successful".

11. Especificação de Configuração de Parâmetros de Controle de Baixo Nível (Baseada no Controlador Principal Padrão Seeed Studio XIAO ESP32S3)​

Após abrir o código-fonte do projeto no Arduino IDE, as seguintes definições de macro e constantes podem ser modificadas de acordo com os requisitos reais do projeto. Confirme o arquivo em que cada parâmetro está localizado para evitar alterações acidentais.

Parâmetros Básicos de Hardware​

Localizado em Control.h

  • BAUDRATE: Taxa de baud serial para comunicação entre o controlador principal e o RUC-01
  • SERVO_NUM: Número total de servos do robô
/* User-modifiable robot data area */
/* define */
#define BAUDRATE 115200 /* Baud rate */
#define SERVO_NUM 10    /* Total number of servos */

Remapeamento de Pinos Físicos UART​

Localizado em Robot.ino

  • TX_PIN / RX_PIN: Pinos seriais usados para comunicação entre o ESP32S3 e a placa adaptadora RUC-01
/* Serial1 -- GPIO D6 = GPIO43 D7 = GPIO44 */
#define TX_PIN 43
#define RX_PIN 44

Parâmetros de Comunicação Bluetooth do Controle Remoto Web​

Localizado em Robot.ino e Control.h

  • BLE_NAME: Nome de broadcast Bluetooth
  • SERVICE_UUID / CHARACTERISTIC_UUID: UUID de serviço e UUID de característica dos quais o controle remoto web e o controlador principal dependem para estabelecer comunicação
/* Set Bluetooth name */
BLE.setLocalName("ESP32_Pro_Remote");
/* ESP32 Service UUID and Characteristic UUID */
#define SERVICE_UUID        "4fafc201-1fb5-459e-8fcc-c5c9c331914b"
#define CHARACTERISTIC_UUID "beb5483e-36e1-4688-b7f5-ea07361b26a8"

Referência de Parâmetros do Modo de Ensino​

Localizado em Control.h

  • MAX_ACTIONNUM: Número máximo de quadros de movimento graváveis no modo de ensino
  • Default_RobotRunSpeed_Demonstration: Velocidade de execução padrão
  • MIN / MAX_RobotRunSpeed_Demonstration: Limites superior e inferior para ajuste de velocidade
  • Adjust_RobotRunSpeed_Step: Valor de passo para cada aumento ou diminuição de velocidade
#define MAX_ACTIONNUM 100                        /* Maximum number of teaching motion frames */
#define Default_RobotRunSpeed_Demonstration 1000 /* "Default" teaching run speed */
#define MIN_RobotRunSpeed_Demonstration 5000     /* "Slowest" teaching run speed */
#define MAX_RobotRunSpeed_Demonstration 500      /* "Fastest" teaching run speed */
#define Adjust_RobotRunSpeed_Step 200            /* Step value for adjusting teaching run speed */

Definições de Macros de Dados de Botões e Comandos​

Localizado em Control.h

Na comunicação remota sem fio, o controle remoto web empacota os estados dos botões em duas variáveis independentes:

  • btn_Main: Botões da área principal de operação
  • btn_border: Botões da área de controle do sistema

Portanto, alguns comandos hexadecimais podem aparecer em ambas as áreas, mas correspondem a variáveis diferentes e não entrarão em conflito.

/* Bluetooth remote control commands -- modify functions according to different commands -- adjust based on actual conditions */
/* The following commands correspond to btn_Main (red hexadecimal labels in the mapping diagram) */
#define RemoteControl_DefaultDemoAction 0x10 /* Default demonstration motion command (Square button) */
#define RemoteControl_Exe               0x08 /* Teaching mode execution command (D-pad Right) */
#define RemoteControl_Record            0x04 /* Record motion frame command (D-pad Left) */
#define RemoteControl_ReduceRunSpeed    0x02 /* Decrease teaching run speed (D-pad Down) */
#define RemoteControl_AddRunSpeed       0x01 /* Increase teaching run speed (D-pad Up) */

/* The following commands correspond to btn_border (yellow hexadecimal labels in the mapping diagram) */
#define RemoteControl_Damping           0x04 /* Damping / release mode command (RELAX button) */
#define RemoteControl_Reset             0x08 /* Robot reset command (HOME button) */

Área de Montagem de Dados de Grupo de Movimentos​

Localizado em Robot.ino

Copie os dados .json exportados do editor de movimentos para a variável jsonData, mantendo o R( e );`:

/* Default demonstration motion */
const char* jsonData = R"(
[
  // Paste the JSON data exported from the motion editor here, completely replacing this section
  {"angles":[{"id":0,"angle":0},{"id":1,"angle":0} ... ],"time":2000,"delay":500}
]
)";

Tamanho da Alocação do Buffer JSON​

Localizado em Control.cpp

Se a sequência de movimento for muito longa, isso pode causar memória de execução insuficiente ou falha na análise do JSON. Nesse caso, a capacidade de DynamicJsonDocument pode ser aumentada adequadamente:

/* Create a JSON document object with sufficient space allocated */
DynamicJsonDocument doc(4096);

Aumente para 8192 ou mais, conforme necessário, dependendo da complexidade do movimento.

Parâmetros de Ângulo de Reset do Robô e Compensação de Ponto Zero​

Localizado em Control.h

ROBOT_RESET_POSITION_0 ~ 9: Correspondem aos ângulos iniciais de zero dos Servos com IDs de 0 a 9, respectivamente

dica

Devido às tolerâncias de montagem mecânica, a posição zero absoluta de cada robô pode variar ligeiramente. Recomenda-se ajustar e compensar finamente esses parâmetros após verificar a postura em pé do robô.

/* Robot reset angle settings -- modify according to actual conditions */
constexpr float ROBOT_RESET_POSITION_0 = 0;
constexpr float ROBOT_RESET_POSITION_1 = 0;
constexpr float ROBOT_RESET_POSITION_2 = 0;
constexpr float ROBOT_RESET_POSITION_3 = 0;
constexpr float ROBOT_RESET_POSITION_4 = 0;
constexpr float ROBOT_RESET_POSITION_5 = 0;
constexpr float ROBOT_RESET_POSITION_6 = 90;
constexpr float ROBOT_RESET_POSITION_7 = 0;
constexpr float ROBOT_RESET_POSITION_8 = -90;
constexpr float ROBOT_RESET_POSITION_9 = 0;

12. Dicionário de Funções do Terminal Web Remoto e Mapeamento de Baixo Nível​

dica

Para compatibilidade de navegador e etapas básicas de pareamento Bluetooth, consulte primeiro o Capítulo 2 deste documento. Este capítulo explica principalmente o layout dos botões na interface de controle e as relações de mapeamento em hexadecimal de baixo nível, para facilitar o desenvolvimento secundário posterior.

Área de Controle do Sistema​

Variável de código correspondente: btn_border

Esta área está localizada principalmente na parte superior e nas bordas da interface, sendo usada para controlar o estado global do robô:

  • HOME (0x08): Interrompe o movimento atual, restaura o robô para a postura em pé padrão calibrada e limpa os dados de ensino atualmente na memória
  • RELAX (0x04): Entra no modo de amortecimento / liberação, liberando o torque de sustentação de todos os servos para facilitar o ensino manual
  • Outros botões com rótulo amarelo: Como L1, L2, R1, R2, L3, R3, etc. Estes não têm nenhum movimento atribuído no demo de fábrica atual e podem ser estendidos pelos desenvolvedores conforme necessário

Área Principal de Operação​

Variável de código correspondente: btn_Main

A área principal de operação contém as teclas direcionais e as teclas de função do lado direito, sendo principalmente responsável pela coreografia e execução de movimentos:

  • D-pad Esquerda ◀ (0x04): Registra o quadro de movimento atual
  • D-pad Direita ▶ (0x08): Reproduz a sequência de movimento atualmente gravada
  • D-pad Cima ▲ (0x01): Aumenta a velocidade de execução
  • D-pad Baixo ▼ (0x02): Diminui a velocidade de execução
  • Quadrado □ (0x10): Executa o movimento jsonData padrão pré-armazenado na Flash do controlador principal
  • Outros botões com rótulo vermelho: Como △, ○, ×, etc. Estes estão indefinidos no firmware atual e podem ser mapeados no código de baixo nível conforme necessário

FAQ​

A página do site de origem está em construção; o conteúdo será adicionado quando estiver disponível.

Perguntas Frequentes​

P1: Que bateria deve ser usada para o Atom-S?

R: Recomenda-se uma bateria Li-Po (polímero de lítio) padrão 2S ou 3S com conector XT60.

P2: Outro controlador principal pode substituir o XIAO ESP32-S3?

R: Este projeto é otimizado para o XIAO ESP32-S3, mas qualquer placa de desenvolvimento ESP32 com GPIO suficiente pode ser usada com apenas pequenas modificações.

P3: Como atualizo o firmware?

R: Conecte o XIAO ESP32-S3 ao seu computador via USB, abra o Arduino IDE ou PlatformIO e envie o novo programa.

P4: Onde está o editor de movimentos?

R: O editor de movimentos web pode ser acessado por meio de um navegador. Para operação detalhada, consulte o Capítulo 7.1.

Solução de Problemas Comuns​

Gravação de Firmware Sem Resposta / Estado Travado​

  • Sintoma: O Arduino IDE informa A fatal error occurred: Failed to connect, ou o processo de upload fica travado
  • Correção:
    • Mantenha o cabo USB conectado
    • Pressione e segure o botão BOOT na placa de desenvolvimento
    • Clique no botão Upload no IDE
    • Solte o botão BOOT quando o console mostrar Connecting... ou começar a exibir o progresso da transferência

Terminal Web Não Consegue Enumerar Dispositivos Bluetooth​

  • Sintoma: Após clicar em "Find Device", a lista de dispositivos Bluetooth fica vazia
  • Solução de problemas:
    • Verifique se você está usando um navegador que suporta a Web Bluetooth API
    • Usuários de Windows: confirme se a versão do SO é pelo menos Win10 (1703+)
    • Usuários de macOS: verifiquem as configurações de "Privacidade e Segurança" do sistema para garantir que a permissão de Bluetooth do navegador esteja concedida

Articulações Fracas / Incapazes de Manter a Posição​

  • Sintoma: O firmware é executado normalmente e a comunicação é estabelecida, mas o robô não consegue suportar uma carga de forma eficaz
  • Solução de problemas:
    • Verifique se a capacidade de carga e descarga da bateria 3S é suficiente
    • Verifique se a fiação do barramento está solta ou invertida
    • Se os servos tiverem sido substituídos, confirme se todos os 10 IDs de servo (0–9) correspondem às definições do projeto para evitar conflitos de ID
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