Reingeniería de la placa de expansión para el agente robótico Pololu 3pi+

Abstract

Este trabajo presenta el rediseño de la placa de expansión del robot diferencial Pololu 3pi+, utilizada en el entorno Robotat de la Universidad del Valle de Guatemala. El objetivo fue optimizar la eficiencia energética, la estabilidad eléctrica y la modularidad del sistema, corrigiendo problemas de versiones previas como circuitos redundantes y una distribución poco eficiente de los componentes. La nueva placa integra el microcontrolador TinyS3 (ESP32-S3) como unidad central, un elevador Pololu U3V70F5 de 5 V y 3 A, y un sistema de protección BMS 1S 3A, permitiendo una alimentación más robusta y segura. Se añadieron capacitores de alta capacidad y se reorganizaron las rutas de energía mediante la salida VSW, mejorando el comportamiento ante cargas dinámicas y el uso simultáneo de actuadores y sensores. Además, se diseñó un soporte mecánico ajustable para la OpenMV H7, con un grado de libertad tipo pitch, proporcionando un rango aproximado de ±90◦ y mayor estabilidad durante la operación. El resultado es una plataforma más compacta, modular y confiable, adecuada para futuras extensiones y experimentación con el Pololu 3pi+.

This work presents the redesign of the expansion board for the differential robot Pololu 3Pi+, used within the Robotat environment at Universidad del Valle de Guatemala. The objective was to optimize the system's energy efficiency, electrical stability, and modularity, addressing limitations found in previous versions such as redundant circuits and an ineficient distribution of components. The new board integrates the TinyS3 (ESP32-S3) microcontroller as the central processing unit, a Pololu U3V70F5 5 V / 3 A step-up regulator, and a BMS 1S 3 A protection module, enabling a more robust and safer power supply. High-capacity capacitors were added, and the power paths were reorganized through the VSW output, improving performance under dynamic loads and allowing the simultaneous operation of actuators and sensors. Additionally, an adjustable mechanical mount was designed for the OpenMV H7, featuring a pitch degree of freedom ,providing an approximate range of ±90° and improved stability during operation. The result is a more compact, modular, and reliable platform, suitable for future extensions and research development using the Pololu 3pi+.