Brazo robótico con Arduino y joystick: servos, torque y paciencia

El brazo robótico es EL proyecto que todos quieren armar — y el que más frustra cuando se encara sin entender dos cosas: torque y alimentación. Esta guía va directo a eso, con la electrónica completa de nuestra tienda y la estructura librada a tu creatividad: MDF cortado, impresión 3D o hasta cartón duro para el prototipo (no es chiste: para aprender, funciona).

La regla de oro: el torque manda

Un servo se elige por el momento de fuerza que aguanta, medido en kg·cm. Un SG90 (1.8 kg·cm) mueve la pinza sin drama, pero en la base de un brazo de 25 cm con carga en la punta queda corto: ahí va un MG996R (10 kg·cm, engranajes metálicos).

La distribución típica para un brazo de escritorio:

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Alimentación: acá mueren casi todos los brazos

Dos MG996R arrancando a la vez piden picos de más de 2 amperes. Si los alimentás del pin 5V del Arduino, la placa se resetea a mitad de movimiento — el famoso brazo que “se vuelve loco”.

La receta correcta:

• Fuente de 5V 3A solo para los servos (los tres positivos y negativos a la fuente).
• El Arduino alimentado por USB o fuente propia.
• GND de la fuente unido al GND del Arduino (masa común, como siempre).
• El capacitor de 470–1000 µF entre + y − de la línea de servos, cerca de ellos.

Conexionado

• Servo base → pin 5 · Servo hombro → pin 6 · Servo pinza → pin 9 (señales al Arduino, potencia a la fuente)
• Joystick: VRx → A0 · VRy → A1 · SW → pin 2 · VCC → 5V · GND → GND

El código

Control incremental: el joystick no fija la posición, la empuja. Soltás y el brazo se queda donde está — mucho más manejable que el mapeo directo.

#include <Servo.h>

Servo base, hombro, pinza;
float posBase = 90, posHombro = 90;
bool pinzaCerrada = false;

const int JOY_X = A0, JOY_Y = A1, JOY_SW = 2;
const float VEL_MAX = 1.6;   // grados por ciclo, a palanca a fondo
const int ZONA_MUERTA = 60;  // alrededor del centro (512)

void setup() {
  base.attach(5);
  hombro.attach(6);
  pinza.attach(9);
  pinMode(JOY_SW, INPUT_PULLUP);
  base.write(posBase);
  hombro.write(posHombro);
  pinza.write(40);  // abierta
}

float empujar(float pos, int lectura, float minimo, float maximo) {
  int desvio = lectura - 512;
  if (abs(desvio) < ZONA_MUERTA) return pos;      // palanca al centro
  pos += (desvio / 512.0) * VEL_MAX;
  return constrain(pos, minimo, maximo);
}

void loop() {
  posBase   = empujar(posBase,   analogRead(JOY_X), 10, 170);
  posHombro = empujar(posHombro, analogRead(JOY_Y), 30, 150);
  base.write(posBase);
  hombro.write(posHombro);

  if (digitalRead(JOY_SW) == LOW) {       // click: abrir/cerrar pinza
    pinzaCerrada = !pinzaCerrada;
    pinza.write(pinzaCerrada ? 95 : 40);
    delay(350);                           // anti-rebote simple
  }
  delay(15);
}

Los límites de constrain (10–170, 30–150) protegen la estructura: ajustalos a los topes físicos de TU brazo antes de ponerle carga.

La estructura

No vendemos el kit mecánico, y para este proyecto es una ventaja: diseñarla es la mitad del aprendizaje. Tres caminos probados:

• MDF de 3 mm cortado con sierra o láser: barato y resistente. Hay decenas de plantillas libres para imprimir y calcar.
• Impresión 3D: buscá “robot arm servo MG996R” en cualquier repositorio de modelos — sobran diseños pensados justo para estos servos.
• Prototipo en cartón prensado: para validar medidas y ángulos antes de cortar el definitivo. Subestimado y gratuito.

Errores comunes

1. Todo alimentado del Arduino → reseteos. Releé la sección de alimentación; es el motivo de la mayoría de las consultas que recibimos de este proyecto.
2. Ajustar los ángulos con la pinza cargada. Los topes se calibran en vacío; con peso, un servo forzado contra su límite chilla, calienta y muere.
3. Servo “económico” en el hombro. El SG90 en articulaciones de carga dura semanas. Los engranajes metálicos del MG996R existen por algo.
4. Brazo largo por ambición. Cada centímetro extra multiplica el torque necesario. Para estos servos, 20–25 cm total es el punto dulce.

Para llevarlo más lejos

• Segundo joystick → codo y muñeca: brazo de 5 grados de libertad.
• Modo grabación: guardá secuencias de posiciones y reproducilas — tu primer robot industrial de juguete.
• ¿Se te queda corto el UNO de pines PWM? Mirá el Arduino Mega.

La electrónica completa

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