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Walter Maker Labs
progetto

Robot con AI: i componenti e a che punto sono

· aggiornato il

Un robot bipede stampato in 3D con ESP32-S3, microfono, speaker e giroscopio. La distinta completa dei componenti e lo stato del progetto, episodio per episodio.

Le prime parti stampate in 3D del robot bipede: corpo centrale e piedi

🚧 Progetto in corso. Questo articolo viene aggiornato man mano che il robot avanza. Lo stato qui sotto è fermo all’ultimo episodio pubblicato.

Il progetto è un robot bipede stampato in 3D con l’intelligenza artificiale a bordo: cammina, sente, parla e vede chi ha davanti. La base meccanica è il modello open source Otto DIY, il resto è elettronica montata e programmata da zero.

Questa pagina raccoglie la distinta completa dei componenti — quella che mi viene chiesta più spesso nei commenti — e lo stato di avanzamento.

La distinta dei componenti

Componente A cosa serve
ESP32-S3-WROOM Il cervello. Wi-Fi e Bluetooth integrati, abbastanza potenza per l’elaborazione audio
PCA9685 Driver a 16 canali per i servo, comandati via I²C
Servo EMAX ES08AII I motori delle gambe
MPU6050 Giroscopio e accelerometro: dice al robot com’è orientato
Microfono I²S INMP441 L’orecchio, digitale
Amplificatore I²S MAX98357A Pilota l’altoparlante
Altoparlante 3 W 4 Ω La voce
HC-SR04 Sensore a ultrasuoni: distanza dagli ostacoli
Display OLED 0,96” Gli occhi, e le espressioni

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File STL: Otto DIY biped dancing robot · ESP32-S3-WROOM · PCA9685 · servo EMAX ES08AII · MPU6050 · microfono INMP441 · amplificatore MAX98357A · altoparlante 3 W · HC-SR04 · display OLED 0,96"

Perché proprio questi pezzi

L’ESP32-S3 invece di un Arduino classico. Serviva qualcosa che gestisse audio e connettività senza schede aggiuntive. L’S3 ha Wi-Fi e Bluetooth integrati e abbastanza potenza per elaborare il suono: con un microcontrollore a 8 bit questo progetto non sarebbe partito.

Il PCA9685 anche se l’ESP32 ha i suoi PWM. Si potrebbero pilotare i servo direttamente, ma il PWM software è soggetto a jitter: il servo trema e il passo diventa irregolare. Il PCA9685 genera i segnali via hardware su un bus I²C a due fili, quindi i movimenti sono puliti e si risparmiano pin.

Microfono e amplificatore entrambi I²S. È la scelta che semplifica tutto: l’audio resta digitale dal microfono fino all’amplificatore, senza passare da convertitori analogici. Meno rumore e meno componenti.

L’MPU6050 serve per camminare, non per decorazione. Un bipede è instabile per natura. Senza sapere la propria inclinazione, un robot a due gambe può solo ripetere sequenze preregistrate e cadere appena il terreno non è perfetto. Giroscopio e accelerometro sono il prerequisito per qualsiasi camminata che si corregga da sola.

Quanto costa la parte stampata

Il dato è preciso perché l’ho misurato sulle due stampe:

Episodio 1 Episodio 2
Materiale ABS eSUN bianco ABS AzureFilm arancione
Tempo 4 ore 3 ore
Filamento 46 g 37 g
Costo filamento 0,60 € 0,63 €
Costo energia 0,32 € 0,24 €
Totale 0,92 € 0,87 €

Stampante: Anycubic Kobra 3 Combo. Meno di due euro di plastica per tutta la struttura — in un progetto del genere il costo è tutto nell’elettronica.

A che punto è

La struttura è stampata, l’elettronica è cablata, il software gira con i sensori di base e il robot si muove. Audio in ingresso e in uscita funzionano, il display fa da occhi, l’MPU6050 è montato.

L’ultimo passo fatto è la progettazione del PCB: il cablaggio su basetta millefori funziona ma è fragile e ingombrante. Un circuito stampato rende tutto più compatto e toglie i fili volanti, che su un robot che cammina sono il primo punto di rottura.

Il bivio aperto: prima camminare o prima parlare?

A questo punto il progetto si divide in due direzioni, e sono due problemi di natura diversa:

Non c’è una risposta ovvia. La camminata è il problema più interessante da risolvere; il parlato è quello che rende il robot vivo agli occhi di chi lo guarda.


Gli episodi sono Short, quindi brevi: qui sotto in ordine cronologico. Il progetto continua sul canale, e questa pagina si aggiorna con lui.

Gli episodi, in ordine

  1. Ep. 1 — Prima stampa 3D

    Corpo centrale e piedi. 4 ore di stampa, 46 g di ABS, 0,92 € di costo totale.

  2. Ep. 2 — Ultima stampa 3D

    Le parti restanti in ABS arancione. 3 ore, 37 g, 0,87 €.

  3. Ep. 5 — Componenti pronti

    Tutta l'elettronica sul banco e il cablaggio su basetta millefori.

  4. Ep. 6 — Primo programma e primi sensori

    Prima versione del software, sensoristica di base e primi movimenti.

  5. Ep. 7 — Microfono, speaker e occhi

    Entrano l'audio in ingresso e in uscita, piu' il display che fa da occhi.

  6. Ep. 8 — MPU6050 montato

    Accelerometro e giroscopio pronti. E il bivio: prima camminare o prima parlare?

  7. Ep. 10 — Progettazione del PCB

    Sbroglio e circuito stampato, per eliminare i fili volanti e compattare tutto.