Queridos amigos de Cómo Lo Hago, en vista y considerando la buena acogida del último tutorial de robótica publicado, hoy comenzaremos una nueva saga, el objetivo será construir una sonda de exploración autónoma desde el punto de vista energético (mediante energía solar), capaz de detectar obstáculos (mediante sensores de ultrasonido) y que transmita en vivo las imagenes que capture (a través de internet).

Cómo verán es un gran desafío que incluirá varias etapas, hoy comenzaremos con los conceptos básicos (que luego de todos los correos que recibí, entendí que esta etapa faltó en el tutorial anterior), los invito a animarse a construir este pequeño mounstrito robotín siguiendo este entretenido tutorial después del salto.

Cómo construir una sonda de exploración – Parte 1

Tal cómo les comentaba en la introducción, en este tutorial aprenderemos algunos conceptos básicos de robótica orientados a la construcción de nuestra sonda, y tal cómo siempre les hemos indicado, no somos expertos en esta materia, sin embargo, nos gusta mucho lo que hacemos y esperamos todos sus aportes y observaciones.

La pieza fundamental de este robot (así cómo de la mayoría), es el microcontrolador que procesa las tareas… ¿micro que?

¿Qué es un microcontrolador?

Todo el mundo sabe cómo es un computador físicamente, un monitor, una CPU, teclado, mouse, etc., son equipos diseñados para interactuar con seres humanos, que le faciliten la tarea de manejar bases de datos, generar análisis financieros y otras actividades, todo alojado en una memoria, un disco duro, sin embargo, el verdadero “cómputo” tiene lugar dentro de la CPU, y realmente estamos invadidos llenos de unidades de computo en todos lados. Están en los autos, en los secadores de pelo, o inclusive en algunos juguetes, estos dispositivos contienen microcontroladores (micro=pequeños, controlador), que administran acciones, tareas, o inclusive otros controladores.

Basic Stamp 2

Los microcontroladores están compuestos de 3 partes: procesador, memoria y unidades de E/S (entrada y salida), en otras palabras, son un pequeño computador que podemos programar y configurar para construir lo que queramos, ¡nuestra imaginación es el límite!.

Si bien existen muchos controlares, en nuestros tutoriales usaremos el microcontrolador Basic Stamp, un conjunto de circuitos, ensamblados en una pequeña plaqueta de circuito impreso (PCB).

La escritura de programas para este dispositivo se realiza con una versión especial del lenguaje BASIC, denominado PBASIC, que es bastante intuitivo y sencillo, permitiendo a algunos no-informáticos (cómo yo) a crear singulares sistemas electrónicos en cuestión de minutos, no obstante, es importante recalcar que no sólo se pueden crear cosas simples, en la actualidad existen muchos productos comerciales creados con este tipo de microcontrolador cómo “cerebro”.

El cerebro es una buen referente para entender cómo opera un microcontrolador, debido a que necesita de información para tomar decisiones, obtenida mediante sensores (vista, oído, tacto, etc.), ejemplo: Van caminando y sus ojos detectan una pared, su cerebro analiza esta “entrada” y toma la decisión de moverse, “emitiendo” una instrucción a sus piernas y pies para que cambien el rumbo, esta entrada/decisión/salida es cómo podemos resumir un microntrolador.

En la imagen que vemos a continuación, podemos apreciar que nuestro Basic Stamp se puede integrar con muchos otros dispositivos:

Sensor Infrarrojo

Descripción de la foto:

1. Placa electrónica Basic Stamp.

2. Protoboard: Para no trabajar directamente en el microcontrolador, la placa electrónica Basic Stamp incluye una placa de pruebas, también conocida como protoboard o breadboard, es una placa de uso genérico reutilizable, usado para construir prototipos de circuitos electrónicos sin soldadura. Conectado internamente con nuestro microcontrolador, de esta forma podemos realizar diversos ejercicios.

3. Conexión RS232: Este cable nos permite conectar el microcontrolador al computador y traspasar nuestros programas mediante PBASIC:

4. Energía: Todo dispositivo electrónica necesita energía, el nuestro requiere cómo mínimo 6 volt (por ejemplo: 4 baterías AA de 1,5 V cada una).

5. Piezoeléctrico: ¿Han escuchado un pequeño pito cuando encienden su computador de escritorio?, bueno eso es un piezoeléctrico, un pequeño “parlante” que emite una señal cada vez que recibe un impulso eléctrico.

6. Emisor infrarrojo: A modo de ejemplo he incluido en esta imagen un sensor infrarrojo para aprender un poco del funcionamiento de estos dispositivos, la imagen marcada con el número 6 presenta un emisor infrarrojo, un LED responsable de generar una luz que se proyecta en el espacio.

7. Receptor infrarrojo: El dispositivo destacado con el número 7 es el receptor, recibe el rebote de la luz emitida por el LED, y de esta forma puede identificar si existen obstáculos.

8. Resistencia: En Cómo Lo Hago ya hemos hablado de resistencias, el objetivo de incluir una en la imagen es explicarles que cada sensor requiere de una cantidad definida de energía, así como también de resistencias y condensadores según corresponda (todos los circuitos serán detallados en cada ejercicio).

Ejercicio 1: Cómo encender un led.

Nuestro primer ejercicio será encender un led, para ello necesitamos:

1. 1 Basic Stamp
2. 1 Cable de conexión RS232 para conectar el computador
3. 1 Led
4. 1 Resistencia de 180 ohms

Circuito de conexión (formal):

A continuación presentamos el diagrama formal para entender la conexión del led.

Circuito CLH’s Style:

Cómo les explicamos al principio, nosotros no somos expertos, por lo tanto a continuación les presentamos un diagrama de cómo se vería la conexión en la protoboard:

Para identificar correctamente que lado del led corresponde a que polo, a continuación les dejamos un dibujo que sin duda les será de gran ayuda (nunca olviden la pata más larga = +)

Algoritmo

Finalmente ejecutamos el siguiente algoritmo mediante PBasic:

Inicio                            ‘ damos inicio al programa

High 14               ‘ activamos una señal eléctrica alta mediante el PIN14 del BS2

Pause 500          ‘ Esperamos 500 milisegundos (medio segundo)

Low 14                 ‘ activamos una señal eléctrica baja mediante el PIN14 del BS2

Pause 500          ‘ Esperamos 500 milisegundos (medio segundo)

goto inicio                    ‘ volvemos al inicio (loop)

¡y listo!, con eso tenemos una luz parael árbol de navidad (fuera bromas, con este simple tutorial podrían agregar mas leds y hacer un lindo adorno navideño).

No puedo dar por finalizado el primer tutorial de esta saga, sin dar los agradecimientos correspondientes a 2 personas que trabajaron junto a mi para desarrolar esta sonda de exploración, ellos son: Marco González y Sebastián Romero.

Finalmente, y como ya es costumbre les recordamos que este tutorial ha sido…

Cualquier duda o comentario que puedan tener, pueden realizarlos en el área habilitada a continuación.