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¡Robótica! Guía del Estudiante

Versión en Castellano 1.5

Sobre la precisión de este texto: Se realizó un gran esfuerzo para asegurar la precisión de este texto y los experimentos, pero puede haber errores aún. Si usted encuentra errores o algún tema que requiera información adicional, por favor infórmelo a stampsinclass@parallaxinc.com así podemos continuar mejorando la calidad de nuestra documentación.

Garantía

Parallax garantiza sus productos contra defectos en sus materiales o debidos a la fabricación por un período de 90 días. Si usted descubre un defecto, Parallax según corresponda, reparará, reemplazará o regresará el valor de la compra. Simplemente pida un número de autorización de regreso de mercadería (Return Merchandise Authorization, “RMA”), escriba el número en el exterior de la caja y envíela a Parallax. Por favor incluya su nombre, número telefónico, dirección y una descripción del problema. Nosotros le regresaremos su producto o el reemplazo, usando el mismo método de correo que usted usó para enviar el producto a Parallax.

Garantía de 14 días de regreso de dinero

Si dentro de los 14 días en que usted recibió su producto, encuentra que no es conveniente para sus necesidades, puede regresarlo, recibiendo un reembolso. Parallax regresará el precio de compra del producto, excluyendo los costos de manipuleo y correo. Esto no se aplica si el producto a sido alterado o dañado.

Derechos de Copia y Marcas Registradas

Esta documentación tiene derechos de copia Copyright 1999 por Parallax, Inc. BASIC Stamp (Estampilla BASIC) es una marca registrada de Parallax, Inc. Si usted decide usar el nombre “BASIC Stamp” en su página web o en material impreso, debe agregar la aclaración: “BASIC Stamp es una marca registrada de Parallax, Inc.” Otros nombres de productos son marcas registradas de sus respectivos dueños.

Desvinculación de Responsabilidad

Parallax, Inc. no es responsable de daños por consecuencias, incidentes o daños especiales que resulten de cualquier violación de la garantía, bajo cualquier teoría legal, incluyendo pérdida de beneficio, tiempo, daño o reemplazo de equipo o propiedad y cualquier costo, recuperando, reprogramando o reproduciendo cualquier dato guardado o usado dentro de los productos Parallax. Parallax tampoco es responsable de cualquier daño personal, incluyendo vida o muerte, resultado del uso de cualquiera de nuestros productos. Usted tiene absoluta responsabilidad por la aplicación que desarrolle con el BASIC Stamp.

Acceso en Internet

Mantenemos sistemas de Internet para su uso. Estos pueden ser usados para obtener software, comunicarse con miembros de Parallax y comunicarse con otros clientes. Las rutas de acceso a la información se muestran a continuación:

E-mail: aalvarez@parallaxinc.com Web: http://www.parallaxinc.com y http://www.stampsenclase.com

Lista de Discusión de BASIC Stamp en Internet

Mantenemos dos listas de discusión por e-mail para gente interesada en el BASIC Stamp. La lista trabaja así: mucha gente se suscribe a la lista y luego todas las preguntas y respuestas son distribuidas a todos los suscriptos. Es una forma rápida, divertida y gratis de discutir temas sobre el BASIC Stamp y obtener respuestas a preguntas técnicas. Para suscribirse a la lista de BASIC Stamp encuentre la información en w.parallaxinc.com. Esta lista genera aproximadamente 40 mensajes diarios. También mantenemos una lista exclusiva para educadores que usan el BASIC Stamp en el aula. Usted puede unirse a esta lista en el sitio web http://www.stampsinclass.com. Esta lista genera aproximadamente 5 mensajes diarios.

Si busca una lista de discusión en castellano puede encontrarla en http://www.cursoderobotica.com.ar.

Contenido

Página i

Prefacio1
Destinatarios y Guías para Profesores2
Derechos de Copia y Reproducción3
Convenciones Tipográficas3
Colaboradores de ¡Robótica!4
Capítulo 1: Construcción y Prueba de su Boe-Bot7
Sistemas, Subsistemas y Competencias de Robótica7
Armar, Probar, Modificar, Probar, Armar, Probar…8
Hardware del Boe-Bot8
Actividad 1: Control de Comunicación PC - BASIC Stamp10
Actividad 2: Prueba de Servos19
Actividad 3: Modificación de Servos30
Actividad 4: Centrado de Servos – Calibración por Software36
Actividad 5: Construcción del Boe-Bot37
Actividad 6: Navegación y Más Ajustes del Servo por Software43
Sumario y Aplicaciones47
Preguntas y Proyectos49
Capítulo 2: Programación de Movimientos del Boe-Bot53
Convirtiendo Instrucciones en Movimiento53
Actividad 1: Indicador de Batería Baja54
Actividad 2: Controlando la Distancia58
Actividad 3: Maniobras – Haciendo Giros63
Actividad 4: Maniobras – Acelerando65
Actividad 5: Recordando Listas Largas Usando la EEPROM67
Actividad 6: Navegación Simplificada con Subrutinas72
Actividad 7: Pongamos Todo Junto74
Sumario y Aplicaciones80
Preguntas y Proyectos81
Capítulo 3: Exploración Táctil con Bigotes8 5
Exploración Táctil85
Actividad 1: Colocar y Probar los Bigotes85
Actividad 2: Exploración con Bigotes92

Contenido Actividad 3: Controlando Entradas Múltiples como Números Binarios.............................................................96

Contenido

Actividad 4: Inteligencia Artificial. Decidir Cuándo Está Atrapado100
Sumario y Aplicaciones105
Preguntas y Proyectos106
Capítulo 4: Navegación Sensible a la Luz con Fotorresitores109
Su BOE-Bot, ¿es Fotófilo o Fotofóbico?109
Actividad 1: Construcción y Prueba de Ojos Fotosensibles110
Actividad 2: Un Compás de Luz114
Actividad 3: Seguir la Luz117
Actividad 4: Seguir una Línea120
Sumario y Aplicaciones124
Preguntas y Proyectos125
Capítulo 5: Detección de Objetos Usando Infrarrojo127
Uso de Luces Infrarrojas para Ver el Camino127
Luces Infrarrojas127
El Truco con Freqout128
Actividad 1: Construcción y Prueba del Nuevo Transmisor/Detector de IR129
Actividad 2: Detección y Evasión de Obstáculos132
Actividad 3: Exploración por Números en Tiempo Real136
Sumario y Aplicaciones140
Preguntas y Proyectos141
Capítulo 6: Determinación de la Distancia Usando Barrido de Frecuencia143
¿Qué es un Barrido de Frecuencia?143
Actividad 1: Probando el Barrido de Frecuencia143
Actividad 2: El Detector de Bordes150
Actividad 3: Boe-Bot Seguidor155
Sumario y Aplicaciones161
Preguntas y Proyectos163
Apéndice A: Lista de Componentes y Suministros165
Apéndice B: Solución de Problemas de Comunicación entre PC y Stamp171
Apéndice C: Referencia Rápida de PBASIC173
Apéndice D: Construcción de Puertos para Servos en la Plaqueta de Educación Rev. A181

Página i Apéndice E: Cambio del Regulador de Voltaje de la Plaqueta de Educación Rev A...........................185

Contenido

Apéndice F: Reglas de Armado en Protoboard187
Apéndice G: Código de Color de Resistores189
Apéndice H: Ajuste de la Medición de Distancia IR191

Página i Apéndice I: Reglas de Competición del Boe-Bot............................................................................197

¡Robótica! Versión 1.5 • Página Página Página Página 1

Prefacio

Prefacio

industriales desarrolladas por ingenieros electrónicos

Los robots son usados en la industria automotriz, médica, plantas fabriles y por supuesto, en las películas de ciencia-ficción. Construir y programar un robot es una resolución combinada de problemas, de electrónica y mecánica. Lo que usted experimentará con el Boe-Bot será útil para aplicaciones reales del uso del control robótico, la única diferencia es el tamaño y la sofisticación. Los principios de control electrónico, código de fuente y circuitos que usted usará, son muy similares, (y a veces idénticos), a las aplicaciones

La palabra "robot" apareció por primera vez en una revista cómica de Checoslovaquia llamada

instalada en un robot a través del programa

Rossum's Universal Robots por Karel Capek en 1920. Los robots en esta obra, tendían a ser humanoides. De ahí en más se vieron en muchas historias de ciencia-ficción buenas, que los involucraban en revueltas contra la autoridad humana, lo cual requiere inteligencia. Esto cambió cuando General Motors instaló el primer robot en su planta de fabricación en 1961. En la ciencia-ficción o en la fabricación, la inteligencia es solamente

Esta serie de experimentos de Robótica lo introducirá en conceptos de robótica básicos y programación, usando el robot de la Plaqueta de Educación (en adelante el "Boe-Bot"). Los experimentos comenzarán con la construcción del Boe-Bot. A continuación programaremos el Boe-Bot para que realice maniobras básicas y procederemos a agregarle sensores que le permitan al robot reaccionar al ambiente que lo rodea. El éxito del curriculum de robótica está en mostrarle a los estudiantes qué fácil es interesarse y emocionarse en los campos de la ciencia, información e ingeniería, a medida que diseñan, construyen y programan, un robot autónomo. El Board of Education Robot (Boe-Bot, Robot de Plaqueta de educación), provee a los estudiantes con un área de proyecto para construir y personalizar sus propios proyectos de programación, eléctricos o mecánicos. El uso de un robot para introducir el uso de microcontroladores es ideal, debido a que las salidas son casi siempre visibles y fáciles de personalizar.

La Plaqueta de Educación puede quitarse del Boe-Bot y ser usada en otros experimentos del currículum de Stamps en Clase. Esta portabilidad genera un ahorro en los costos, mejorando las oportunidades para explorar en robótica. La Plaqueta de Educación Rev A no fue diseñada originalmente para ser usada en un robot (el Boe-Bot fue creado en respuesta a la demanda de los clientes), así usted observará que hay que realizar una o dos tareas extras, debido a que cuando se hizo la Plaqueta de Educación, no se había considerado la construcción de robots. Específicamente los servos usan la fuente de alimentación sin regular, de 6 volts, de Vin en lugar de la regulada Vdd. Además se usa un capacitor de 30 uF en Vss y Vdd para prevenir que el BASIC Stamp se reinicie debido a los picos de consumo de los servos. Modelos de plaquetas anteriores pueden también necesitar un cambio de regulador de voltaje, por el regulador de baja caída LM2940. Detalles de esto se muestran en el Apéndice E y los componentes de reemplazo se obtienen gratuitamente de Parallax.

Prefacio

Página Página Página Página 2 • ¡Robótica! Versión 1.5

La Plaqueta de Educación Rev B ha sido modificada para simplificar las aplicaciones en robótica, sin perjudicar las otras series de experimentos Stamps in Class (Stamps en Clase). Capacitores más grandes se han conectado al regulador de tensión LM2940 de la plaqueta Rev B, eliminando la necesidad de emplear un

pueden dañarse

capacitor de 30 µF que se usa en la Rev A. Cuatro puertos para servos se han agregado para permitir el conexionado de los mismos, sin ocupar espacio en el área de prototipo de la protoboard. Cada puerto está conectado a una línea de E/S (P12, P13, P14, o P15 dependiendo del puerto) y cada uno puede ser usado para controlar un servo independiente. Los servos están conectados a Vin, los 6 V sin regular del porta pilas, así que no es recomendable emplear una fuente de alimentación de mayor tensión, debido a que los servos

Algunos de los componentes de la Plaqueta de Educación Rev B han sido ligeramente desplazados, como el conector del puerto serial DB9 y el conector app-mod de 20 pines. Además, la conexión de Vdd del conector app-mod procede ahora del regulador de tensión del BASIC Stamp, mientras que la conexión de Vdd próxima a la protoboard se mantiene sin cambios. Para realizar los ejercicios de los libros de Stamps en Clase, use solamente la conexión de Vdd que está junto a la protoboard de la Plaqueta de Educación.

entrenamiento que usted necesite. Si aceptamos su proyecto Boe-Bot , le enviaremos un Boe-Bot gratis

El currículum de Robótica será revisado y actualizado basándose en la realimentación, por parte de los estudiantes y educadores. Si usted quiere escribir un experimento para agregar en éste currículum, o tiene ideas para realizar mejoras, por favor envíelas a stampsinclass@parallaxinc.com. Nosotros haremos nuestro mayor esfuerzo para integrar sus ideas y asistirlo con el soporte técnico, soporte de ventas, o el

Destinatarios y Guías para Profesores

El currículum Robótica fue creado para edades a partir de los 17 años, como texto siguiente a la guía

obtenidas con estos temas

“¿Qué es un Microcontrolador?”. Como todos los currículums de Stamps en Clase, éste enseña técnicas nuevas y circuitos, con mínima superposición con los otros textos. Los temas introducidos en esta serie son: navegación básica del Boe-Bot bajo el control del programa, navegación en función de las señales generadas por los sensores, navegación usando realimentación y varias técnicas de control y navegación usando inteligencia artificial programada. Cada tema comienza con una introducción diseñada para lograr una comprensión conceptual, seguida por algunas experiencias prácticas. Aquellos que piensen profundizar en tecnología industrial, electrónica o robótica, recibirán grandes beneficios de las experiencias iniciales

Expertos en distintos campos escriben independientemente cada juego de experimentos de Stamps en Clase, en formatos muy distintos. Como resultado, la profundidad y disponibilidad de guías para profesores varía ampliamente. Por favor contacte a Parallax, Inc. si tiene preguntas. Si está interesado en contribuir con material a la serie de libros de Stamps en Clase, por favor envíe su propuesta a stampsinclass@parallaxinc.com.

¡Robótica! Versión 1.5 • Página Página Página Página 3

Prefacio

Derechos de Copia y Reproducción

traducido a cualquier otro idioma, con el permiso previo de Parallax, Inc

Los currículums Stamps en Clase tienen derecho de copia Parallax 2000. Parallax le garantiza a cada persona derechos condicionales de descargar, duplicar y distribuir este texto sin nuestro permiso. La condición es que este texto o cualquier parte de él, no debería ser duplicada para uso comercial, resultando en gastos para el usuario, más allá del costo de la impresión. Es decir, nadie deberá lucrar por la duplicación de este texto. Preferentemente, la duplicación no tendrá costo para el estudiante. Cualquier institución educativa que desee producir duplicados para los estudiantes, puede hacerlo sin nuestro permiso. Este texto también está disponible en formato impreso por Parallax. Debido a que imprimimos el texto en cantidad, el precio al cliente es a menudo menor que el de una típica duplicación xerográfica. Este texto puede ser

Convenciones Tipográficas

! Instrucción de lista de control. El cuadradito señala una instrucción de procedimiento. Estas instrucciones podrían aparecer secuencialmente, como una lista de control, en cada actividad del libro.

TIP

Preste atención y siga estas instrucciones. Las actividades le resultarán más fáciles y ahorrará tiempo. Nota del traductor: TIP=Pista o Consejo.

FYI Este recuadro contiene información útil. Nota del traductor: FYI=For Your

Information=Para Su Información.

Precaución: siga estrictamente estas instrucciones, o puede terminar dañando su hardware.

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