Acerca de su funcionamiento:
Los robots son como ordenadores, es decir, computadoras. Son máquinas capaces de realizar numerosas tareas con una precisión inalcanzable para el ser humano y sin cometer fallos debido al cansancio u otros factores. Eso sí, por el momento no son capaces de pensar (como los seres humanos) o aprender, sino que lo que hacen es tomar decisiones lógicas. Es decir, dependiendo de cómo estén programados actuarán en consecuencia a estímulos externos. Por ejemplo, si un robot está programado para que cuando detecte un ruido superior a 60 dB emita un pitido, al gritar alguien cerca éste pitará, pero no porque lo haya pensado, sino porque según su programación es lo que debe hacer. Si nadie grita, no emite ningún pitido: una decisión lógica. Los aparatos electrónicos y por consecuencia los ordenadores, microcontroladores, robots… funcionan con un sistema binario, es decir, trabajan con 1 y 0. Con tan solo dos estados se puede conseguir que los ordenadores actuales hagan infinidad de cálculos. La ventaja de los computadores reside en la velocidad con la que trabajan con estos 1 y 0. Trabajan con bits, unidad que puede tener estos dos estados. 1 y 0 significan que pasa corriente o no, es decir un 1 será un pulso de corriente y un 0 no tendrá corriente eléctrica, tensión alta y tensión baja. Por esto las computadoras basan su trabajo en la electricidad. Los ordenadores realizan operaciones con estos dos estados. No explicaré como funciona o como se realizan estas operaciones debido a su complejidad (álgebra de Boole) ni tampoco hablaré sobre los transistores, osciladores, silicio etc. Que se utilizan en los procesadores, memoria… de las computadoras.
Por ello se debe tener en cuenta a la hora de programar el funcionamiento binario de los robots mediante los bits (aunque últimamente se habla del qubit (aún en desarrollo), capaz de poseer los dos estados a la vez).
Acerca de su hardware:
Los robots tienen varias partes, yo los clasificaría en dos: La parte estructural y la parte electrónica. La parte estructural es la parte a la cual pertenece la estructura del robot, es decir: ruedas, tornillos, placas metálicas, materiales… que forman toda su estructura y sobre la cual se colocara la parte electrónica. Esta parte puede ser construida sin necesidad de comprar nada utilizando piezas de LEGO, Mecano u artesanalmente con madera, metal, plástico etc. La parte eléctrica incluiría los sensores, motores, cables, leds… y por supuesto el controlador. El controlador es la única parte insustituible y más importante, ya que es el que maneja los motores y sensores dependiendo de la programación que tenga. Se pueden utilizar numerosos controladores o placas, pero nosotros utilizamos las placas Basic Stamp, concretamente la BS2, ya que hay varios modelos que varían algo entre sí. Otros controladores serían las placas Arduino o algún PIC. Para conectar la placa al ordenador y transmitir así el programa se conecta con un cable serial (también se puede poner un adaptador para el USB). El ordenador es necesario para escribir el programa y después enviarlo al robot (se escribe en el editor PBasic). Aparte de la placa el robot puede tener sensores (dependiendo de cual sea su aplicación hay una gran cantidad) y motores. Dependiendo de la información captada por los sensores el robot tomará decisiones lógicas. Además dependiendo del hardware que se vaya a utilizar (sensores, motores…) se deberá modificar algo la placa. Los sensores, motores y en definitiva todo lo controlado por el controlador está conectado a él, y dependiendo de que sea, deberá conectarse de un modo u otro. Para ello se emplearán leds, resistencias, capacitores, potenciómetros e incluso circuitos integrados (CI). La placa BS2 del Basic Stamp tiene muchos puntos de conexión y habrá que conectar cada cosa en el lugar correcto. La energía la extraerá de una pila de 9 voltios o de 4 de 1.5 voltios.
Los diferentes sensores y robots los comentaré más adelante, al igual que las partes de la placa y su función.
Los robots son como ordenadores, es decir, computadoras. Son máquinas capaces de realizar numerosas tareas con una precisión inalcanzable para el ser humano y sin cometer fallos debido al cansancio u otros factores. Eso sí, por el momento no son capaces de pensar (como los seres humanos) o aprender, sino que lo que hacen es tomar decisiones lógicas. Es decir, dependiendo de cómo estén programados actuarán en consecuencia a estímulos externos. Por ejemplo, si un robot está programado para que cuando detecte un ruido superior a 60 dB emita un pitido, al gritar alguien cerca éste pitará, pero no porque lo haya pensado, sino porque según su programación es lo que debe hacer. Si nadie grita, no emite ningún pitido: una decisión lógica. Los aparatos electrónicos y por consecuencia los ordenadores, microcontroladores, robots… funcionan con un sistema binario, es decir, trabajan con 1 y 0. Con tan solo dos estados se puede conseguir que los ordenadores actuales hagan infinidad de cálculos. La ventaja de los computadores reside en la velocidad con la que trabajan con estos 1 y 0. Trabajan con bits, unidad que puede tener estos dos estados. 1 y 0 significan que pasa corriente o no, es decir un 1 será un pulso de corriente y un 0 no tendrá corriente eléctrica, tensión alta y tensión baja. Por esto las computadoras basan su trabajo en la electricidad. Los ordenadores realizan operaciones con estos dos estados. No explicaré como funciona o como se realizan estas operaciones debido a su complejidad (álgebra de Boole) ni tampoco hablaré sobre los transistores, osciladores, silicio etc. Que se utilizan en los procesadores, memoria… de las computadoras.
Por ello se debe tener en cuenta a la hora de programar el funcionamiento binario de los robots mediante los bits (aunque últimamente se habla del qubit (aún en desarrollo), capaz de poseer los dos estados a la vez).
Acerca de su hardware:
Los robots tienen varias partes, yo los clasificaría en dos: La parte estructural y la parte electrónica. La parte estructural es la parte a la cual pertenece la estructura del robot, es decir: ruedas, tornillos, placas metálicas, materiales… que forman toda su estructura y sobre la cual se colocara la parte electrónica. Esta parte puede ser construida sin necesidad de comprar nada utilizando piezas de LEGO, Mecano u artesanalmente con madera, metal, plástico etc. La parte eléctrica incluiría los sensores, motores, cables, leds… y por supuesto el controlador. El controlador es la única parte insustituible y más importante, ya que es el que maneja los motores y sensores dependiendo de la programación que tenga. Se pueden utilizar numerosos controladores o placas, pero nosotros utilizamos las placas Basic Stamp, concretamente la BS2, ya que hay varios modelos que varían algo entre sí. Otros controladores serían las placas Arduino o algún PIC. Para conectar la placa al ordenador y transmitir así el programa se conecta con un cable serial (también se puede poner un adaptador para el USB). El ordenador es necesario para escribir el programa y después enviarlo al robot (se escribe en el editor PBasic). Aparte de la placa el robot puede tener sensores (dependiendo de cual sea su aplicación hay una gran cantidad) y motores. Dependiendo de la información captada por los sensores el robot tomará decisiones lógicas. Además dependiendo del hardware que se vaya a utilizar (sensores, motores…) se deberá modificar algo la placa. Los sensores, motores y en definitiva todo lo controlado por el controlador está conectado a él, y dependiendo de que sea, deberá conectarse de un modo u otro. Para ello se emplearán leds, resistencias, capacitores, potenciómetros e incluso circuitos integrados (CI). La placa BS2 del Basic Stamp tiene muchos puntos de conexión y habrá que conectar cada cosa en el lugar correcto. La energía la extraerá de una pila de 9 voltios o de 4 de 1.5 voltios.
Los diferentes sensores y robots los comentaré más adelante, al igual que las partes de la placa y su función.
BS2 rev B
Acerca de su software:
Para programarlo se utiliza el programa Basic Stamp, el cual se puede descargar de la página web de Parallax. Utiliza un lenguaje PBasic con unos comandos determinados aunque muy similares a los de otros programas como el lenguaje Basic. Como ya hemos dicho, una vez ya escrito el programa sólo habrá que descargarlo en el robot. Habrá que tener en cuenta el modelo de la placa (BS1, BS2…) ya que hay pequeñas diferencias en la programación entre ellas.
Una vez explicado esto ya podéis aprender a programar.
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Autor: Sergio Porres González http://roboticamaselectronica.blogspot.com/
Este documento ha sido realizado para orientar a posibles personas interesadas en la programación de un robot, sobre todo para aquellos iniciados. Si alguien quiere publicarlo, que contacte con su autor: sergioporresgonzalez@gmail.com
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