programaciÓn y robÓtica 4ºeso · programaciÓn y robÓtica 4ºeso 1. tecnologÍa de control....

IES Ángel de Saavedra José Luis Gutiérrez Madrid

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PROGRAMACIÓN Y ROBÓTICA 4ºESO

1. TECNOLOGÍA DE CONTROL. SISTEMAS DE CONTROL EN LAZO ABIERTO

Y EN LAZO CERRADO

2. MÁQUINAS, AUTOMATISMOS Y ROBOTS

3. ARQUITECTURA DE UN ROBOT

4. TIPOS DE ROBOTS

5. TIPOS DE ARTICULACIONES Y GRADOS DE LIBERTAD

6. PLACAS MICROCONTROLADORA ARDUINO

7. KITS DE ROBÓTICA

8. CONTROL POR ORDENADOR

9. ROBOTS MÓVILES CON RUEDAS: ROTAR, GIRAR Y DOBLAR

ACTIVIDADES


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1. TECNOLOGÍA DE CONTROL. SISTEMAS DE CONTROL EN LAZO ABIERTO Y EN LAZO

CERRADO

La tecnología de control, o control automático, se encarga de que las máquinas actúen de

forma independiente, es decir sin intervención humana. En lo últimos años, debido al auge

de la electrónica y de la informática, se está desarrollando a una gran velocidad.

Gracias al control automático se ha conseguido automatizar la fabricación de la mayoría de los productos que usamos en la actualidad. De esta manera evitamos a las personas tareas repetitivas o peligrosas, obteniendo una producción industrial más económica, pues se necesita menos mano de obra. Esta pérdida de empleo menos cualificado es compensada, en parte, por nuevos empleos de alta cualificación y especialización.

Además, para la fabricación de muchos productos, sobre todo electrónicos, se necesita una precisión milimétrica, micrométrica e incluso nanométrica, lo cual sólo puede hacerse mediante la automatización industrial.

La economía actual de los países desarrollados está basada en la automatización.

Según el modo de tratar la información, podemos distinguir dos tipos de sistemas de control:

1. Sistemas de control en lazo abierto o secuenciales. Su funcionamiento se basa en una ejecución secuencial (paso a paso) de un programa que hace que se ejecuten ciertas acciones en función del tiempo o del estado de la acción anterior. El mecanismo controlador que se encarga de establecer el orden en que se ejecutan las acciones es el secuenciador o temporizador. El funcionamiento de estos sistemas es invariable respecto a los cambios que se producen en el entorno.

Ejemplos de este tipo de sistemas son muchas máquinas programables, como electrodomésticos (lavadora, lavavajillas…), alimentadores de piezas en la industria, semáforos, etc.

2. Sistemas de control en lazo cerrado. Un robot no realiza las funciones de forma mecánica, es decir, una a continuación de otra, sino que permanentemente, toma datos del entorno para detectar las variaciones que se han producido, los introduce en el sistema de control y actúa teniendo en cuenta estas modificaciones, es lo que se conoce como retroalimentación.

Un ejemplo de este tipo de sistemas es un climatizador, en el que programamos una temperatura para una habitación y la ponemos, por ejemplo, a 22 ºC, en verano, el aparato empieza a enfriar de manera que cada poco tiempo toma la temperatura de la habitación, mediante un termostato, y, si está por encima de los 22º que hemos programado, seguirá enfriando; pero en el momento en que baje de los 22 ºC, se parará el compresor.

Otro ejemplo sería el lavadero automático de los coches, que mediante sensores va tomando la posición del vehículo, para ajustar la posición de los rodillos.

Termostato digital de un

climatizador

ACTIVIDAD 1. Indica si los

siguientes dispositivos son

sistemas en lazo abierto o

en lazo cerrado. Razona la

respuesta.

• Tostadora

eléctrica

• Cisterna del váter


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2. MÁQUINAS, AUTOMATISMOS Y ROBOTS.

1. Máquina (mecanismos):

Conjunto de elementos móviles, que se combinan unos con otros para transmitir fuerzas desde un punto hasta otro punto, donde queremos aplicarlas. Se utilizan para realizar tareas que antes se hacían de forma manual.

Antiguamente, el ser humano realizaba estas tareas usando su propia fuerza o la de los animales. Después, ideó los mecanismos y máquinas que le permitieron realizar el trabajo con menos esfuerzo

2. Máquina automática (automatismo).

Es aquella capaz de realizar de forma independiente determinadas acciones predeterminadas y repetirlas bajo determinadas condiciones. Estas máquinas repiten las acciones para las que están diseñadas, pero sin la posibilidad de variar su funcionamiento si cambian las condiciones del entorno. Con las máquinas automáticas se aumenta la productividad y realizan las tareas desagradables y peligrosas sin la intervención humana.

Un automatismo es un sistema de control en lazo abierto.

El término griego "automatos" significa que se mueve por el mismo.

3. Robot:

Máquina automática programable que realiza de manera independiente determinadas funciones y es capaz de tomar decisiones y actuar en función de la información recogida del entorno mediante sensores.

Un robot es un sistema de control en lazo cerrado.

La palabra robot proviene del checo "robota". La palabra robota significa literalmente trabajo o labor, referida a "trabajo duro" en checo. Apareció por primera vez en una obra del dramaturgo checo Karel Čapek, que se estrenó en 1921. Sin embargo, la palabra androide deriva de las palabras griegas andros (hombre) y eidos (forma) y hace referencia a un autómata con apariencia humana.

Muchos escritores de ciencia ficción y también directores de cine, han imaginado con sus obras robots futuristas con aspecto humano. Uno de los escritores de ciencia ficción más famosos fue Isaac Asimov, que escribió los tres principios que siempre debe cumplir un robot:

• Un robot no puede actuar contra un ser humano, ni permitir que un ser humano sufra daños.

• Un robot debe obedecer las órdenes dadas por los seres humanos, salvo que estén en conflicto con la primera ley.

• Un robot debe proteger su propia existencia, a no ser que esté en conflicto con las dos primeras leyes.

Mecanismo de transmisión por

cadena

Película de cine "Yo, robot",

del año 2004

Isaac Asimov

https://es.wikipedia.org/wiki/Idioma_checo

https://es.wikipedia.org/wiki/Karel_%C4%8Capek

https://es.wikipedia.org/wiki/1921


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3. ARQUITECTURA DE UN ROBOT

Las partes fundamentales que componen un robot son las siguientes:

1. Elementos mecánicos

Son los que configuran la estructura del robot y permiten el movimiento de las diferentes articulaciones y de los actuadores.

2. Sensores

Detectan la información del entorno y la envían al sistema de control. Leen continuamente datos como posición, velocidad, luz, temperatura, sonido, etc.

3. Actuadores

Realizan acciones determinadas por el sistema de control en función de las señales que recibe del entorno mediante los sensores. Los motores eléctricos y los cilindros neumáticos e hidráulicos, son los encargados de mover las partes articuladas del robot. Otros actuadores son relés, válvulas, lámparas, leds, timbres, resistencias, etc.

Motor Cilindro neumático Bombilla Led Timbre

4. Herramientas

Pueden ser pinzas, soldadores, pistolas de pintura, destornilladores, etc, dependiendo de la labor que deba realizar en cada momento. Suelen ir montadas en los extremos de los brazos robóticos.

5. Sistemas de control

Contienen los programas que permiten que el microcontrolador los ejecute, para determinar la operación que realizan los actuadores y herramientas en cada momento.

6. Fuente de energía

Dependiendo de los elementos que forman el robot necesitará energía eléctrica y/o una bomba de agua o aceite y/o un compresor para aire comprimido.

Estableciendo un paralelismo

entre un robot y una persona,

los sensores del robot

corresponderían a los sentidos

de la persona, con los que

percibe el entorno y

dependiendo de estos

estímulos, el cerebro, que

corresponde al

microcontrolador, envía unas

señales a nuestros músculos y

articulaciones, que serían los

actuadores, para mover o

desplazar alguna parte del

cuerpo, es decir, los elementos

mecánicos o estructura.

Para todo esto, necesitamos

una energía que conseguimos

con la alimentación.

Los sensores pueden ser:

Analógicos. Producen una

señal que varía a lo largo del

tiempo, oscilando entre un

rango de valores y pudiendo

tomar cualquier valor dentro

del mismo.

Digitales. Producen señales

que sólo pueden tomar dos

valores de tensión: presencia

de señal (5 V="1" lógico) o

ausencia de señal (0 V="0"

lógico)

Aunque nuestro mundo es

analógico, en la actualidad se

usa enormemente la

información digital, pues es

muy fácil almacenarla y

transmitirla.


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4. TIPOS DE ROBOTS

Atendiendo a su aspecto estructural y a su funcionalidad, pueden clasificarse de la siguiente manera:

1. Poliarticulados

Son brazos robóticos instalados sobre una base fija, y tienen una herramienta en el extremo para

realizar la operación de montaje, manipulación, fabricación, soldadura, atornillado, pintado, etc. Se

utilizan principalmente para la industria.

2. Androides.

Son robots que intentan reproducir la forma y los movimientos del ser humano. En la actualidad

todavía están poco evolucionados y tiene una limitada utilidad práctica.

3. Zoomórficos.

Imitan la forma y el sistema de locomoción de algunos animales. Se utilizan para desplazarse por

superficies muy accidentadas, como volcanes u otros planetas. Se pueden clasificar en dos grupos,

los que tiene patas y los que no, estos imitan el movimiento de serpientes o gusanos y

pueden acceder a lugares muy estrechos.

4. Móviles.

Están provistos de ruedas u orugas. Tiene una gran capacidad de desplazamiento, por eso

se suelen usar para transporte de materiales o piezas en almacenes e industrias. También

se usan para exploración espacial y submarina. Pueden ser autónomos o teledirigidos.

5.- Nanorobots.

Son robots de tamaño minúsculo, capaces de hacer operaciones sorprendentes. Algunos se

pueden introducir en el torrente sanguíneo e inyectar cualquier tipo de sustancia o

medicamento en una célula.

5. TIPOS DE ARTICULACIONES Y GRADOS DE LIBERTAD

Una articulación es la unión de dos elementos mecánicos que se mueven entre sí, utilizando

un mismo punto de apoyo.

Existen varios tipos de articulaciones que permiten movimientos de traslación y rotación de

los segmentos del bazo robótico. Al número de movimientos independientes que puede

realizar una misma articulación, lo llamamos grados de libertad. En la ilustración vemos los tipos de articulaciones más

comunes y sus grados de libertad.

robot androide

robot escorpión

robot móvil explorador

Brazo robótico

Nanorobots


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6. PLACA MICROCONTROLADORA ARDUINO

Arduino es una plataforma de hardware libre, basada en una placa con un microcontrolador y un entorno de desarrollo (IDE), software libre, diseñada para facilitar el uso de la electrónica en proyectos multidisciplinares.

Es libre porque sus especificaciones y diagramas esquemáticos son de acceso público, no impone restricciones a su uso y distribución(copia). También implica que pueden implementarlo y venderlo varios distribuidores y que puedo modificarlo a mis necesidades y publicarlo.

El hardware consiste en una placa con un microcontrolador y puertos de entrada/salida. Por otro lado, el software consiste en un entorno de desarrollo que implementa el lenguaje de programación IDE Arduino basado en Processing/Wiring Se programa en el ordenador para que la placa controle los componentes electrónicos.

Arduino puede tomar información del entorno a través de sus entradas analógicas y digitales, puede controlar luces, motores y otros actuadores

Una de las placas Arduino más usadas es ARDUINO UNO.

Para conectar sensores y actuadores, suele ser necesario apoyarnos para conectarlos de una placa de pruebas

"protoboard"

Para programar Arduino se pueden

usar muchos lenguajes de

programación. Los más conocidos son:

1) IDE Arduino, basada en Processing

(C/C++)

2) LejOS, basada en Java

3) S4A, Scratch para Arduino

4) Visualino

5) Bitbloq 2 (sólo para algunas placas

como UNO y ZUM bq)

Los dos primeros son lenguajes basados

en códigos escritos, mientras que los

otros tres son lenguajes visuales, a base

de ir encajando piezas.

Sin embargo S4A necesita tener

conectada la placa al PC, mientras se

ejecuta el programa en Scratch,

mientras que visualino programa

directamente la placa Arduino, por lo

que no necesita estar conectada al PC.


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7. KITS DE ROBÓTICA

1. KITS CASEROS

Lo principal y necesario para tener un kit de robótica es adquirir la placa

microcontroladora. Como hemos visto en el apartado anterior hay muchos modelos,

pero una característica importante es saber si es hardware libre o hardware

propietario, esto puede ser importante a la hora de hacer proyectos colaborativos,

reproducibles y extensibles, y en algunos casos reducir el coste de la placa.

El kit, lo puedes completar tú mismo comprando los sensores y actuadores en tiendas

de electrónica o por internet y montándolas en una placa de pruebas "protoboard".

Después los conectamos a la placa con cables.

Si eres un "manitas", también puedes montar la parte mecánica, ruedas, ejes,

engranajes, poleas, etc.

Ahora sí, ya tenemos el kit de robótica completo.

2. KITS COMERCIALES

Es ideal la opción anterior, pues mientras se va montando cada elemento, se va aprendiendo cada vez más.

Pero también existen kits comerciales, montados por algunas empresas, donde ya vienen preparados y montados los

sensores, los actuadores y las partes mecánicas del robot, junto con la placa microcontroladora. Esto nos ahorra tiempo

y dificultad, pero nos añade coste económico.

Hay cientos de kits comerciales. Algunos ejemplos son:

kit de robótica arduino zum bq BQ Printbot Evolution PICAXE-20X2 Microbot

Lego Wedo Lego NXT Lego EV3


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8. CONTROL POR ORDENADOR

Una vez que tenemos preparado nuestro robot, es el momento de programarlo, ayudándonos de nuestro ordenador PC,

portátil, tablet o smartphone, para que efectúe las operaciones que nosotros deseemos.

Hemos nombrado algunos lenguajes de programación para programar los microcontroladores de los robots. Para cada

robot se pueden usar uno o varios lenguajes de programación, algunos son lenguajes de alto nivel de código escrito y

otros son lenguajes de programación gráficos de bloques encajables.

Estos programas se introducirán en la memoria de la placa microcontroladora, vía cable USB o vía bluetooth, para que el

microcontrolador pueda ejecutar dichas instrucciones y actuar de acuerdo con ellas.

MEMORIA

Cilindro neumático

Timbre

Led

Bombilla

Motor

Sensores de entrada Actuadores de salida


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9. ROBOTS MÓVILES CON RUEDAS: ROTAR, GIRAR Y DOBLAR.

Muchos de los robots educativos que manejaremos, son robots que se

mueven mediante ruedas. Algunos pueden llevar cuatro ruedas y otros

sólo tres, una para la dirección derecha, otra para la izquierda y otra

central que sólo sirve de apoyo. A esta rueda se le llama "rueda loca".

En los robots móviles es importante diferenciar entre estas tres maneras

de cambiar de dirección.

1. Rotar.

Se debe hacer que la rueda (o ruedas, si es de cuatro ruedas) de un lado del robot avancen,

y las del otro lado, retrocedan. Ambas direcciones deben ser simultáneas y a la misma

velocidad. Con esto se logrará mantener el eje de giro en el centro del robot. A este tipo de

conducción, se le suele llamar conducción tanque.

Ejemplo de rotación en robot Lego EV3.

El motor A tiene como valor de potencia el número 75 y el motor D tiene como valor de potencia el número -75,

2. Girar.

Se debe hacer que la rueda (o ruedas) de un lado del robot estén bloqueadas, y las del otro

lado, avancen o retrocedan, según deseemos que el giro sea hacia adelante o hacia atrás. Con

esto se logrará que el eje de giro este en un lateral del robot.

Ejemplo de giro en robot Lego EV3.

El motor A está iniciado con un valor de potencia igual a 75 y el motor D está iniciado con el valor 0. Esto sucederá por tres rotaciones de rueda.

3. Doblar.

Se debe hacer que la rueda (o ruedas) de un lado avancen con mayor velocidad que la

del otro lado del robot. Con esto se logrará que el eje de giro esté fuera del robot.

Ejemplo para doblar en robot Lego EV3.

El motor A está iniciado con un valor de potencia igual a 75 y el motor D está iniciado con el valor 25. Esto sucederá por tres rotaciones de rueda, permitiendo que el desplazamiento del Cuadribot sea una circunferencia con el eje de giro fuera de la estructura del robot.


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ACTIVIDADES. Programando ARDUINO UNO con VISUALINO

Antes de empezar a trabajar con Arduino UNO, debemos conocer algunas características importantes de sus pines de entrada y de salida, y de cómo conectarlos a los sensores comerciales ayudándonos de una placa de pruebas protoboard, pues ahora los sensores no vienen preparados con componentes adicionales, ni alimentados.

En este caso tenemos que saber cómo conectarlos a la alimentación y a algunos componentes electrónicos adicionales necesarios para que nuestros sensores y actuadores funcionen adecuadamente.

Para realizar todas estos circuitos y conexiones existen aplicaciones software que nos ayudan al diseño inicial de nuestros circuitos. Vamos a estudiar dos de ellos brevemente:

1.- FRITZING

Es el programa por excelencia para la realización de esquemas eléctricos en proyectos con Arduino. Es software libre y

dispone bibliotecas con la mayoría de componentes, incluido por

supuesto las propias placas Arduino, placas de conexiones protoboard,

leds, motores, displays etc.

Con esta aplicación podemos hacer esquemas eléctricos, cambiar el

color de los cables, diseñar nuestra placa de circuito impreso final y

gran cantidad de opciones, como listados de componentes, etc, que

convierten a este programa en una herramienta muy útil.

Fritzing no es un simulador de funcionamiento de Arduino.

Web Principal: http://fritzing.org/home/

Descarga: http://fritzing.org/download/

2.- AUTODESK 123D Circuit.io

Herramienta online gratuita de Autodesk que permite dibujar esquemas de forma similar a Fritzing. Además permite simulación de circuitos, e incluso podemos realizar la “programación virtual” de las placas Arduino y comprobar el funcionamiento. Es decir, es un simulador online.

Aún está en desarrollo, por lo que la simulación es lenta y puede dar algún problema.

Web principal: http://123d.circuits.io/

Web del simulador: http://www.123dapp.com/circuits

3. INSTALANDO Y CONFIGURANDO VISUALINO

Visualino es lenguaje de programación con un entorno similar a

Scratch. Es un software libre basado en Google Blokly y Bitbloq de BQ. Permite crear programas para Arduino acoplando

bloques a modo de puzle. Pero además, permite programar directamente la placa de Arduino y por tanto, hace innecesaria

la conexión permanente al PC.

Otra funcionalidad importante es que los bloques generan el código de IDE Arduino (C/C++) en tiempo real en una

ventana. El entorno es similar al del IDE de Arduino, con las mismas opciones principales: Verificar, Subir, Nuevo, Abrir,

Guardar y Preferencias.

1.- Accedemos a su web: http://www.visualino.net/

2.- Hacemos clic en Descargar

3.- Seleccionamos nuestro sistema operativo

4.- Descargo el archivo comprimido zip de la última

versión.

http://fritzing.org/home/

http://fritzing.org/download/

http://123d.circuits.io/

http://www.123dapp.com/circuits


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5.- Descomprimo el archivo zip

6.- Busco el archivo "visualino.exe" y lo ejecuto.

7. En el menú File--> Prefrerences, selecciona el idioma español.

4.- ENCENDER UN LED CON UN BOTÓN

El botón pulsador se conecta al pin 7. Este pin va conectado a masa (GND

=0V) a través de una resistencia de 10 KΩ, para asegurarnos de que cuando

no esté a 5V (1 lógico), se mantenga a 0V (0 lógico).

El LED va al pin 8, pero cuando sale 1 lógico, es decir 5V, puede ser demasiada

tensión y podríamos dañar el componente, por lo que conectamos en serie con él una resistencia de 2,2 KΩ, para crear

una caída de tensión. A esto lo llamamos divisor de tensión.

5.- LEDS QUE ENCIENDEN CORRELATIVAMENTE SEGÚN POTENCIÓMETRO

Primero declaramos las variables, después apagamos todos los leds. A continuación a la variable "valor" le asignamos el

valor del potenciómetro. Posteriormente mapeamos el valor del potenciómetro 0 a 1023 --> 8 a 12, que es el rango de

puertos de salida de los leds. Enviamos por el puerto serie estos dos valores, que debemos ver en el monitor de visualino. Finalmente contamos, con una variable "i" , desde 8 hasta 12 y cuando coincida con el valor del pin de algún led,

éste se encenderá.


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5.- REGULAR LA LUMINOSIDAD DE UN LED MEDIANTE UN POTENCIÓMETRO

Comenzamos declarando la variable "valorPotenciometro", a la que asignamos el

valor recibido por el pin 0. Después mapeamos dicho valor (0 a 1023) a un rango (0

a 255).

Esto se hace porque para reconfigurar un pin digital en un pin analógico, se usa el

bloque "Escribir en PIN digital_el valor analógico_", donde este valor debe estar

entre 0 y 255. Es decir, un valor de 255 equivale a 5V, mientras que por ejemplo un

valor de 100 equivalen a 5*100/256=1,95V.

Esto se debe a que Arduino tiene una resolución de 0 a 1023 en la lectura de datos

analógicos y sin embargo, un rango de 0 a 255 para escribir datos analógicos.

Observamos que al ir girando el potenciómetro va variando la cantidad de luz en el

Led.

El primer bloque de asignación de la variable "valorPotenciometro" puede ponerse también de esta forma:

6.- DETECTOR DE OSCURIDAD MEDIANTE PARPADEO DE

UN LED

Observamos de nuevo que tanto el LDR como el LED deben

alimentarse conectándose a 5V y a GND(tierra o negativo). Pero

no lo hacemos directamente, pues sería demasiada tensión y

podríamos dañar los componentes, por lo que conectamos en

serie con ellos una resistencia de 220 Ω, para crear una caída de

tensión. A esto lo llamamos divisor de tensión.

Cuando el valor de pin analógico 0, dado por el LDR, sea menor

de 100 provocará un parpadeo del Led. Leemos el valor del pin

0, donde tenemos el LDR y ponemos un bucle para que mientras

se cumpla la condición de que ese valor sea menor de 100, ejecute

otro bucle que hace parpadear el Led conectado al pin 8.


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7.- ALARMA POR DETECCIÓN DE LUZ (CAJA FUERTE)

En esta actividad construimos una alarma para que cuando abran

nuestra caja fuerte o un cajón con nuestras cosas valiosas, suene

una alarma de aviso.

Primero declaramos dos variables "valor" y "zumbador". A

continuación le asignamos a la variable "valor" la entrada del

sensor LDR por el pin analógico A0 (0 a 1023).

Posteriormente imprimimos ese valor por el puerto serie para

verlo por el monitor de visualino y ejecutamos una bifurcación

condicional, si la variable luz es mayor de 150 activa un zumbador

por el pin 13, intermitentemente (suena 0,5 seg y se apaga 1 seg).

8.- CONTROLAR LA POSICIÓN ANGULAR DE UN SERVO MEDIANTE UN POTENCIÓMETRO

Declaramos la variable del valor del potenciómetro y la de la posición del servo, y las mapeamos. Ahora el servo

seguirá los grados de rotación según el valor del potenciómetro.

9.- SIGUELÍNEAS

El robot Printbot Evolution también puede ser programado desde visualino,

mediante la lectura de sus dos sensores infrarrojos delanteros, que

devolverán un 0 lógico si detectan negro y un 1 lógico si detectan blanco. El robot debe activar sus motores derecho e

izquierdo atendiendo a estas lecturas, como se muestra en la tabla.

Estados Sensor

izquierdo Sensor

derecho Motor

izquierdo Motor

derecho

No detecta negro

1 1 ADELANTE ADELANTE

S. derecho detecta negro

1 0 ADELANTE PARA

S. izquierdo detecta negro

0 1 PARA ADELANTE


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ACTIVIDAD 8. Programando ARDUINO con SCRATCH (S4A)

S4A es un entorno Scratch modificado que incluye nuevos bloque de programación para controlar los sensores y actuadores de la placa Arduino. También incorpora una tabla con valores que informa del estado de los sensores cad 75 ms. La configuración de entrada/salida está siendo desarrollada, por lo que de momento tenemos activas:

• 6 entradas analógicas (pines A0-A5)

• 3 salidas analógicas (pines digitales 5, 6 y 9)

• 2 entradas digitales (pines digitales 2 y 3)

• 3 salidas digitales (pines 10, 11 y 13)

• 4 salidas especiales para conectar servomotores de rotación continua Parallax (pines digitales 4, 7, 8 y 12)

Lo primero que debemos hacer es instalar S4A + Arduino. Para ello, seguimos los siguientes pasos:

1.- Descargar el software de la web http://s4a.cat/index_es.html, e instalarlo.

2.- Se deberá instalar en la tarjeta Arduino el Firmware correspondiente que facilita la comunicación con S4A. Esto se realiza cargando el fichero firmware en el IDE de Arduino y después descargándolo sobre la tarjeta.

3.- Finalmente se ejecuta S4A y de realiza el diseño haciendo uso de las librerías de bloques correspondientes.

PROGRAMA 1. DETECTOR DE TEMPERATURA

Hemos de crear un programa que cuando detecte calor (por encima de 850, recuerda que el rango es 0-1023), debe encender un Led rojo y mostrar un disfraz de verano en pantalla, sino ponemos el disfraz de invierno y apagamos el Led. Se conecta el divisor de tensión formado por el sensor de temperatura NTC y una resistencia de unos 10KΩ a la entrada analógica PIN 5. El Led a la salida digital PIN 13 y el Zumbador a la salida analógica PIN 6.

PROGRAMA 2. DETECTOR DE LUZ

Debemos crear un programa para que cuando el sensor de luz LDR lea un valor de más de 900 (rango 0-1023) ponga en panatalla el disfraz de día y el Led blanco permanezca apagado, sin embargo cuando el LDR lea un valor inferior cambiamos el disfraz a noche y se enciende el Led blanco. Se conecta el divisor de tensión formado por la LDR y una resistencia de unos 220Ω a la entrada analógica PIN 1. El Led a la salida digital PIN 10


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SISTEMAS DE CONTROL Y ROBOTS

1.- Explica qué es la automatización y las ventajas

e inconvenientes que han supuesto para las

personas.

2.- Explica las diferencias entre un sistema de

control en lazo abierto y uno en lazo cerrado.

3.- Indica algún ejemplo de un sistema de control

en lazo abierto y en lazo cerrado.

4.- Explica la diferencia entre máquina y máquina

automática.

5.- Explica la diferencia entre máquina automática

y robot.

6.- ¿Qué es un sensor?

7.- ¿Qué es un androide?

8.- Cuáles son las tres leyes de la robótica.

9.- ¿Quién escribió por primera vez las tres leyes

de la robótica?

10.- Indica los diferentes elementos que entran a

formar parte de la arquitectura de un robot.

11.- Explica las diferencias entre señal analógica y

señal digital.

12.- ¿Por qué se usan en la actualidad los

sistemas de información digital?

13.- ¿Qué es un actuador? Pon ejemplos.

14. Indica diferentes tipos de robots y explica

alguno que te llame la atención.

15.- ¿A qué llamamos los grados de libertad de un

robot?

16.- Isaac Asimov añadió una ley cero de la

robótica. Búscala y explica por qué crees que fué

necesario.

PLACAS MICROCONTROLADORAS Y KITS DE

ROBÓTICA

17.- ¿Qué significa hardware y software libre?

18.- De las placas microcontroladoras que hemos

visto en esta unidad, indica cuáles son de

hardware libre.

19.- Indica la diferencia entre entradas analógicas

y entradas digitales.

20.- Explica brevemente las principales

características de la placa Arduino.

21.- ¿Qué lenguajes de programación conoces

para programar la placa Arduino?

22.- ¿Qué diferencias fundamentales existen

entre la placa Arduino UNO y Arduino ZUM

CORE?

23.- ¿Qué es una placa protoboard?

24.- Indica las diferencias entre un kit de robótica

casero y uno comercial.

25.- Realiza un esquema de cómo controlamos

mediante un ordenador las actuaciones de un

robot.

26.- Indica las diferentes partes de la placa

Arduino UNO

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