Lego Pompeitor

agosto 18, 2011 · admin

Hace tiempo que tenia ganas de poder realizar un proyecto con los Lego Mindstorms. Tenia una caja con la versión RCX 1.5 guardada desde hace bastante tiempo y nunca había encontrado un hueco para poder hacer algo mas o menos elaborado.


Con la llegada de mis dos pequeños padawans, curiosamente he retornado ideas antiguas, entre ellas el gusto por las «creaciones» con Legos. Por otra parte, la manera gráfica de programación de los Lego es muy indicada para enseñar programación a mentes infantes. 
El proyecto que me plantee tenia que gustarles, por lo que me pareció indicado realizar un «hacedor de pompas de jabón». Nombre clave del tema: Lego Pompeitor.
 
Me pareció un proyecto sencillo de crear (craso error), diferente y que podría dar juego en su utilización.Obviamente ya hay cosas echas previamente en ese campo, tanto profesionales, incluso como con Lego. La idea de partida era realizar toda la maquina solucionando temas con piezas de Lego y utilizando las menores piezas posibles (las cajas de Lego Minstorms tienen recursos «limitados»).
 
Uno de los primeros problemas que me encontré es que con los motores de Lego no se puede conseguir una rotación de velocidad rápida, por lo que usar una hélice para soplar las pomas no era una opción. La idea para solucionar esto era crear un pequeño compresor de aire que abasteciera al mecanismo en el momento adecuado del «soplado». En base a esa idea se realizo la primera versión:1.0
 
Pompeitor 1.0
 
 
Pompeitor 1.0
 
Esta primera versión contaba básicamente con un deposito para el liquido, un compresor de aire y unas palas con los «hacedores de pompas». Quedo chulo pero no funcionaba. El compresor de aire con un motor de la versión de Lego RCX no daba la suficiente potencia para alcanzar una presión suficiente. 
 
Había que buscar otra solución…


Estaba claro que con los motores del Lego RCX la solucion de compresor no se podia realizar bien. Para poder realizar un compresor con esta versión hay que usar unos Pumps neumáticos pequeños con los que no consigues llegar a una presion de unos 10 PSI ni en 5 minutos (son los amarillos en la foto inferior).

La solución pasaba por usar una nueva versión de los Lego Mindstorms la NTX. Esta version tiene unos motores con encoders mucho mas potentes que la versión anterior, con lo cual se podía utilizar unos pumps mas grandes para comprimir el aire (los azules en la foto inferior).

 

Compresores: RCX (izquierda) y NXT (derecha)


Puestos a usar esta version, se cambiaron todos los conceptos del diseño del Lego Pompeitor. Ya no se controlaba mediante sensor la posicion de las palas: Se uso directamente el sistema de encoders de los motores NXT.

Asi surgio la version 2.0:

Lego Pompeitor 2.0 (Frontal)

Como se ve el diseño es totalmente nuevo. Toda la gestión es realizada con motores de NXT. Eso permite gestionar mas potencia en el compresor y realizar gestion de encoders tanto en las palas como en el switch de neumática.

Lego Pompeitor 2.0 (Vista lateral derecha)
Lego Pompeitor 2.0 (Vista lateral izquierda)
Lego Pompeitor 2.0 (Vista trasera)

Se redujo también el contenedor que tenia el liquido jabonoso, manteniendo la distancia de las palas. Esto reduce el tener que realizar mucha mezcla jabonosa para el funcionamiento del invento.

A la hora de funcionar otro problema que nos encontramos fue el consumo eléctrico del conjunto. Funcionando en un régimen normal, llegaba a consumir una media de 300 mA/h. Esto con las pilas por defecto de la versión NXT, hacia que la autonomía fuera reducida. La batería adicional que tiene Lego para los NXT es de 2200 mA/h, por lo que me decidí por otra solución: Realizar una salida estabilizada de alimentación para la CPU del NTX. Esto me permitía fácilmente colocar otro tipo de baterías  y/o una alimentación externa.


Modificacion CPU Lego NXT

Con esta solución y una batería de 5A/h el Lego Pompeitor puede trabajar durante varias horas a pleno rendimiento.

 
Ahora solo faltaba el ultimo paso: encontrar una formula química valida para la solución jabonosa que realiza las pompas, algo que aunque parezca mentira, tiene mas secretos que la formula de la Coca-Cola…
 

Resuelto el tema mecánico en un 90% quedaban realizar pruebas con el susodicho invento. Para ello una parte fundamental es conseguir una formula química para la mezcla jabonosa.  Como no se trata de inventar la rueda se consulto intensamente Internet para ver quien podía aportar luz sobre el tema.Existen cientos de pagina, vídeos, formulas con uno o otro producto, explicaciones detalladas de como realizar uno u otro tipo de pomas: Pequeñas, Medianas, Grandes, resistentes, de colores… Hay tanta información que casi es abrumador.

Por otra parte hay gente/empresas que se dedica profesionalmente al tema y guarda celosamente sus formulas. Uno de los mas curiosos es este producto: Zubbles . Esta gente a conseguido realizar una formula, para hacer pompas de colores que cuando explotan «no manchan». Para ello habido largos años de investigación en este enlace podéis leer la historia que a mi me resulto muy curiosa: Pompas de colores.

Como tampoco era para estar largos años de investigación sobre el tema realice un compendio de toda la información que encontré. Hay van algunas claves del tema:

  • Los elementos a utilizar deben ser los mas puros que se encuentren en el mercado. El agua debe contener el menor numero de impurezas, de echo se recomienda usar agua destilada. Esto es valido para el resto de los productos de la mezcla (por ejemplo: evitar jabones anti-bacterianos o con perfumes).
  • Aparte del Jabón y el Agua es necesario utilizar un elemento «espesante» que de «cuerpo» al tema: Aquí las soluciones son varias, siendo las mas citadas son: Glicerina, Azúcar Glass y Sirope de Maíz.
  • La mezcla debe realizarse lentamente, evitando que se formen burbujas en la parte superior. Tambien parece aconsejable dejar «reposar» la mezcla durante una noche. 


Yo he estado realizando experimentos con diversas proporciones y diferentes productos y tengo que decir que en ninguno de los casos he logrado la eficacia del liquido incluido en los pomperos comerciales (chinos). No se que le echaran al liquido pero esta bien balanceado.

Los mejores resultados los he conseguido con Agua destilada, un jabón secreto (cuyo nombre empieza por Fa y acaba por ry) y Glicerina. También he probado con Azúcar Glass y la verdad es que no va mal.
Las proporciones fueron 6 medidas de Agua, 4 de Jabón, 2 de Glicerina y media de Azúcar Glass.No me he rendido a conseguir mejores resultados y por supuesto estoy abierto a nuevas posibilidades.

Con esta formula, ya tenemos completada un primer ensayo del Lego Pompeitor 2.0:

 

(La calidad de los vídeos no es muy buena, pero puede servir como ejemplo del funcionamiento)


Por supuesto, se puede optimizar y mejorar los resultados del invento.  Hay cosas pensadas para una versión 3.0 como:

  • Ajuste del flujo del Aire.
  • Poder cambiar la dirección de las pompas.
  • Posibilidad de Pompas de colores.
  • Control desde Bluetooth de la CPU para cambio de parámetros.
  • Etc…


Pero eso sera para un futuro…

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