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Historia

Hacer evolucionar el prototipo

Toca el siguiente prototipo: Blender, plato giratorio con imanes, PCB a medida y líos de hardware. Un rodeo por el modelado 3D antes de volver a algo más simple.

En mi artículo anterior te contaba cómo había fabricado mi primer prototipo. Hoy te presento su evolución.

Pasan unos meses. Voy desarrollando el software y una interfaz de control con un objetivo: que la experiencia sea más agradable. En paralelo, exploro pistas para el siguiente prototipo.

Subir de nivel

El primer prototipo funciona, mi hijo lo adora, mi hermana quiere uno para los suyos. Pero una caja de madera pegada a mano, con una Raspberry Pi metida dentro, no es precisamente lo más práctico.

Meterse en el modelado 3D

Hace años toqué un poco Blender. Es el momento de quitarle el polvo a esos conocimientos. En ese momento no tengo ni idea de en qué me estoy metiendo, ni una estrategia real, y es el principio de un ciclo que voy a vivir varias veces: aprender, probar, perderme, reenfocar.

Para este primer modelado, me voy lejos. Imagino soportes impresos en 3D para sujetar todos los sensores y componentes que quiero usar, con tablas de madera fijadas por encima formando la carcasa externa. Voluminoso.

Un montón de componentes: LEDs, sensores y un plato giratorio en la parte de arriba. La idea: hacer algo tipo tocadiscos, con discos de madera con un sticker NFC debajo e imanes incrustados para alinear el disco, y luego hacerlo girar con un motorcito cuando el lector NFC lo detecte. La ventaja es que puedes poner sencillamente una figurita (tengo algunas figuras Faba a mano), una tarjeta NFC tipo Yoto, o incluso unas tarjetas baratas compradas en Amazon.

El modelado 3D del prototipo en Blender con los engranajes para hacer girar el disco

Compro discos de madera por internet y los perforo después de imprimir una plantilla para distribuir los imanes. Los imanes mantienen el disco en su sitio y lo hacen girar mediante una plataforma rotativa interna, también imantada, accionada por un motor.

En el papel se ve bonito. El proyecto sigue siendo un pasatiempo y, siendo honesto, voy un poco en todas direcciones, al ritmo de mis ganas, sin un rumbo claro.

Blender es un software estupendo para animación y renders, pero para modelar objetos técnicos con cotas precisas y restricciones mecánicas es un dolor.

Ensamblar los componentes

En paralelo al modelado, me enfrento a otro reto: reunir todos los componentes electrónicos que quiero integrar en la Music Box. Lector NFC, amplificador de audio, altavoces, sensores... todo cableado sobre una breadboard para probar el conjunto.

Todos los componentes ensamblados en una breadboard: lector NFC, amplificador, sensores, motor, botones, batería...
Todos los componentes ensamblados en una breadboard: lector NFC, amplificador, sensores, motor, botones, batería...

Un buen lío de cables y latiguillos, pero sirve para validar que todos los componentes pueden trabajar juntos antes de pasar a algo más limpio.

Me lanzo entonces a la realización de una placa electrónica para sustituir la breadboard y conectar todos los componentes de forma más prolija. Para eso, diseño mi primera placa en EasyEDA.

Las primeras PCB a medida modeladas en EasyEDA para agrupar todos los componentes
Las primeras PCB a medida modeladas en EasyEDA para agrupar todos los componentes

Estoy bastante contento con el resultado. Incluso añado un anillo LED para hacer animaciones alrededor del disco.

El anillo LED en acción
El anillo LED en acción

Líos técnicos

Mientras tanto, la cosa se atasca por varios lados. El HAT de audio Adafruit no siempre tiene drivers compatibles con la versión de Raspberry Pi OS del momento. A cada actualización, toca revisarlo todo, juguetear, a veces volver a una versión anterior para que vuelva a funcionar.

El PN532 también me trae de cabeza. Su alcance varía según la antena, la distancia y las interferencias de los componentes que están justo al lado. Me paso noches ajustando la orientación del lector y la distancia entre la tarjeta NFC y la antena para conseguir lecturas fiables.

Lleva tiempo, pero me enseña a depurar problemas de hardware a muy bajo nivel.

Pararse a pensar

La PCB a medida funciona, más o menos. Pero en cierto punto me pregunto si no estoy yendo por mal camino. Toda esta complejidad en el modelado, los componentes que se acumulan, una carcasa que pinta a ser pesada y difícil de montar... Cambio de rumbo: la simplificación.

Acabo de descubrir Shapr3D, un software de modelado 3D mucho más adecuado para este tipo de trabajo. Decido empezar el modelado de cero: una estructura impresa en 3D, pensada como las aristas de un cubo, para acoger placas cortadas con láser.

El prototipo v2: estructura impresa en 3D con paneles de MDF cortados a láser
El prototipo v2: estructura impresa en 3D con paneles de MDF cortados a láser
El interior del prototipo v2: la Raspberry Pi, el HAT de audio y los flexes alojados en la estructura
El interior del prototipo v2: la Raspberry Pi, el HAT de audio y los flexes alojados en la estructura

Así llego a una carcasa funcional, con botones para navegar entre las canciones. El software también ha evolucionado un poco: ahora puedo gestionar una playlist por tag NFC y no solo una pista.

Lo que me llevo

El plato giratorio, la PCB a medida, los discos de madera: nada de eso acaba en este prototipo. Pero cada una de esas exploraciones me aporta algo. Blender me inicia al 3D. EasyEDA me hace descubrir el diseño de circuitos. Los imanes y el motor me confrontan con las restricciones del mundo físico.

Estos rodeos me permiten explorar distintos terrenos y entender mejor cada uno de ellos.

Ahora tengo un prototipo funcional, una mejor comprensión del modelado y la electrónica, y ganas de seguir. Es hora de hacer evolucionar el prototipo otra vez para corregir los problemas que han ido apareciendo.

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