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Seguro que estás deseando conectar todo y ponerte a programar pero, antes de empezar a practicar, vamos a conocer algunos conceptos básicos que nos ayudarán más adelante.

¿Qué es un robot?

robota

La palabra robot proviene del checo: robota, que significa trabajo duro o forzado. Se usó por primera vez durante la obra de teatro Rossum Universal Robots de Karel Čapek y su uso se extendió gracias a las obras de ciencia ficción creadas por el escritor Isaac Asimov.

A menudo nos imaginamos a un robot como una máquina con forma humana que camina, habla, gesticula… pero en realidad es algo mucho más sencillo:

“Un robot es una máquina automática programable que es capaz de interpretar información del medio físico para modificar su conducta. Tiene la capacidad de interactuar con el entorno y, en función de ello, realizar unas funciones u otras.”

    Todo robot tiene tres tipos de componentes:

  • Sistema de control: como una placa controladora.
  • Sensores: capaces de interpretar información del mundo o del propio robot.
  • Actuadores: producen un efecto sobre el mundo o sobre el propio robot.
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Si comparamos un robot con una persona, los sensores serían sus sentidos. Éstos transmiten información a su sistema de control o cerebro, modificando su comportamiento e influyendo sobre el mundo mediante sus actuadores. Además, un robot necesitará una fuente de energía para funcionar y una estructura física para sostener los elementos que lo componen.

El sistema de control: la placa controladora

El cerebro o la placa controladora es como un pequeño ordenador. Básicamente es un microcontrolador al que se le pueden conectar sensores (sentidos), y actuadores (músculos, voz, etc).

Partes de la zum

    La placa ZUM está formada por los siguientes componentes:

  • Microprocesador: es el microchip que realiza todas las operaciones necesarias para que tu placa ejecute tu programa.
  • Pines digitales: solo pueden tener dos valores: 1 o 0, todo o nada, encendido o apagado.
  • Pines analógicos: pueden tener múltiples valores: 0, 1, 34, 255, etc.
  • Entrada micro-USB: a través de esta entrada la placa se comunica con el ordenador.
  • Entrada de baterías: la placa recibe energía de las baterías o la fuente de alimentación para poder funcionar.
  • Bluetooth: permite a la placa comunicarse sin cables con un ordenador, smartphone u otros.
  • Botón ON/OFF: quita la energía a los pines de tu placa de forma que puedas programar sin que el robot esté continuamente moviéndose.
  • Reguladores de tensión: adaptan la tensión de alimentación al voltaje en que trabaja la placa: 5V.

Los sensores

Un sensor no es más que un componente electrónico que transmite más o menos electricidad en función de un elemento físico, como la luz, el sonido, la distancia, etc. Si queremos conectar un sensor a nuestra placa, tendremos que averiguar primero si el sensor es digital o analógico.


El sensor digital

Un sensor digital solo puede tener dos valores: 1 o 0, todo o nada. Un ejemplo de sensor digital es un pulsador, en el que cuando pulsamos el botón éste vale 1, y cuando no lo pulsamos 0. En una placa ZUM o similar, los sensores digitales irán conectados en los pines digitales D0-D13. pulsador

OJO IMPORTANTE: Los pines digitales 0->RX y 1->TX se usan para recibir y enviar información, por lo que si les conectas un sensor o actuador y programas la placa, puede que el programa no se cargue o no funcione correctamente. Además, el pin D13, debido a la existencia del LED D13, no recibe la misma tensión, por lo que puede darte problemas en el uso de algunos elementos. Usa con precaución dichos pines.

El sensor analógico

Un sensor analógico puede tener múltiples estados siendo capaz de transformar la cantidad de luz, temperatura u otros elementos físicos en un valor comprendido entre 0 y 1023. Un ejemplo de sensor analógico es un sensor de luz, donde dependiendo de la cantidad de luz que el sensor recibe dará un valor mayor o menor. En una placa ZUM o similar los sensores analógicos irán conectados en los pines A0-A5. sensorluz

Los actuadores

Un actuador es un componente electrónico capaz de realizar una acción sobre el entorno. Por ejemplo, un motor que mueve una rueda, un LED que indica que un aparato está encendido, un altavoz que emite un sonido de alerta, etc.

Utilizando una placa ZUM o similares, todos los actuadores que utilicemos irán conectados a un pin digital. Hay actuadores, como un LED, que solo tienen dos estados, mientras otros como un servomotor, pueden tener múltiples posiciones y por tanto ser analógicos. Para este tipo de actuadores nuestra placa, que es digital, se servirá de un truco o método conocido como señal PWM. De momento no te preocupes por ella, veremos su utilidad más adelante. led

¿Cómo piensa una placa controladora?

A veces crearás un proyecto o un robot que no se comportará como habías pensado. Recuerda que tu placa controladora es el cerebro de tu máquina, pero es mucho más limitado que un cerebro humano.

    La placa controladora…

  • Piensa (procesa) las cosas de una en una, no puede hacer dos cosas a la vez.
  • Piensa y repite acciones muy rápido, tanto que a veces no podemos ni ver lo que está haciendo y hay que decirle que espere un poco.
  • Nunca hace nada que no le hayas dicho. Hay que programar todo lo que quieras que haga y darle las órdenes de una en una.
  • Normalmente, cuando la placa acaba su lista de órdenes, vuelve a empezar de nuevo, repitiendo su programación una y otra vez.
COMORL

A lo largo de este curso conoceremos y aprenderemos a utilizar un montón de sensores y actuadores que te serán de gran utilidad. Recuerda que el secreto no es la cantidad, sino conocer bien lo que tienes para darle usos increíbles. Vuelve a esta página siempre que tengas una duda o déjanos un comentario si te cuesta comprender algún concepto.

¿Empezamos a programar cosas? ¡Vamos allá!

8 comentarios

  1. las anotaciones en la plano de la placa no se corresponde con el listado de componentes, falta o sobra: REGULADORES DE TENSION

    1. Julián Caro

      Hola Pedro.

      Muchas gracias por tu correción.

      La placa ZUM puede ser conectada a una fuente de alimentación con un máximo de 17V. Los reguladores de tensión son los responsables de adaptar dicha tensión a la tensión de trabajo de la placa: 5V.

      Un saludo

  2. Hola, tengo la placa freaduino uno del kit y queria saber si,por temas de corriente, amperaje etc es posible conectar los cuayro servos del kit, incluso más, o es mejor alimentarlos con otra fuente externa y en este caso como deberia hacerlo.

    1. Julián Caro

      Hola JavierT.

      Lo acabo de comprobar fisicamente, y en principio es posible pero con muchos peros:

      Dependerá de cuanta corriente sea capaz de ofrecer tu alimentación a los motores. Si lo conectas por USB 3.0 este te puede 5V y hasta 1 A. Por usb 2.0 en principio te proporcionará 5V y 500 mA. Si a eso le sumas que los motores tendrán que mover cosas como ruedas o el peso de un robot te encuentrás con que la intensidad máxima que consuma cada servomotor puede ser bastante elevada.

      La fuente de alimentación deberás conectarla por el conector redondo, donde las pilas, deberá dar 5V de tensión.

      En conclusión, dependerá de la aplicación que vayas a utilizar por lo que lo más sencilloe s probarlo, en caso de que la placa no peuda aportar la suficiente intensidad, siempre puedes usar un shield de motores de los existentes en el mercado, tanto la placa Freeduino como la Zum son totalmente compatibles con ellos.

      Un saludo

  3. Hola, hay alguna posibilidad de descargarse este material?
    Muchas gracias y un saludo

    1. Pablo Lozano

      Hola Lucia,

      Este post está basado en el documento de teoría de la nueva asignatura de “Tecnología, programación y robótica”: http://diwo.bq.com/tpr-nivel1-contenidos-teoricos/
      En especial, está basado en la asignatura de Robótica, a la cual puedes acceder a través del siguiente link: http://diwo.bq.com/wp-content/uploads/2015/08/Rob%C3%B3tica.pdf

      Si estás pensando en realizar algún proceso de formación siempre puedes contactar a educacion@bq.com y ellos te facilitarán toda la información que precises.

      Muchas gracias por el interés.

      Un saludo.

  4. Hola amigos, antes de nada felicitaros por tan grande trabajo y por la claridad de la exposición de contenidos. Mi pregunta es si se podría descargar en pdf las sesiones para que los chicos les sirviera de guía mientras programan en la placa que hemos comprado. Gracias

    1. Julián Caro

      Buenos días Pedro, muchas gracias por tus animos.

      Este post se basa en gran parte en la documentación generada para nuestro propuesta de asignatura de tecnología, programación y robótica que ha comenzado a impartirse este año en la comunidad de Madrid.

      Aquí tienes el enlace a los contenidos de la asignatura:

      http://diwo.bq.com/cam15/

      Dentro de cada material puedes acceder directamente al PDF correspondiente y descargarlo en el ordenador. En concreto, el de robótica es el siguiente:

      http://diwo.bq.com/wp-content/uploads/2015/08/Rob%C3%B3tica.pdf

      Esperamos que te sea de ayuda.

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