El desarrollo de un proyecto de robótica con una placa de arduino o similar debe tener en cuenta numerosos aspectos. En otra entrada de este blog nos propusimos emular un famoso experimento. ¿Qué pasos hay que dar para obtener un resultado satisfactorio?¿ Qué debemos tener en cuenta?

En esta entrada, que dividiremos en varias partes, veremos una manera de enfocar la realización de un proyecto DIY. DIY quiere decir en inglés “Do It Yourself”, hazlo tú mismo, el eje central del movimiento maker.

La gestación de la idea

Una importante fuente de ideas es la enorme cantidad de foros en los que muchos usuarios están día a día subiendo sus proyectos a Internet. Pero no es la única. Puedes estar leyendo un libro, por ejemplo de divulgación y en él encontrar un esquema que sea reproducible y al que se puedan adaptar sensores y tomar medidas. Incluso en los libros de texto de ciencias, que afortunadamente no son como los que yo estudié, puede haber propuestas muy interesantes.

En resumen, no es necesario forzar una idea sino estar receptivo y filtrar la información que nos va llegando. A bote pronto: cómo programar un paso a nivel con un servomotor y un par de sensores. O el funcionamiento de dos semáforos en un cruce, que es un clásico.

La robótica educativa y los proyectos que hacemos no se limita a construir robots más o menos complejos. La construcción de robots no es más que una de las parcelas de la robótica educativa.

Captar datos del entorno

Los proyectos de robótica implican la recopilación de datos de nuestro entorno físico. Por ejemplo: temperatura, nivel de un líquido, ver si algo se mueve o la pulsación de una tecla o botón. Partiendo de esos datos, deseamos obtener algún efecto, que variará en función de cómo sean aquellos. Por ejemplo, si la temperatura es mayor que 28 grados, quiero que se ponga en marcha el ventilador.

Todo proyecto, por tanto, consta de tres partes que deberemos definir y desarrollar: entradas, procesado de la información y salidas. Dicho de otra forma: datos del entorno, manipulación de datos y efectos de las salidas sobre el entorno:
proyecto de robóticaComo se puede observar en el esquema, las salidas pueden modificar el entorno, lo que producirá el cambio de las entradas, con lo que nuestro sistema podrá variar su comportamiento en función del programa que hayamos introducido y del cambio en las variables de entrada.

Entradas y salidas

Esto parece interesante pero tiene un nivel demasiado teórico. ¿Qué son las entradas y salidas y qué queremos decir al hablar de procesar las entradas?

Las entradas están constituidas por todo tipo de sensores y proporcionan datos al que será el cerebro automático del proyecto. Las entradas pueden ser analógicas y digitales.

El procesado de la información que proporcionan las entradas se realiza en un ordenador o bien, en una pequeña placa electrónica. Esta placa debe programarse. En nuestro caso, utilizamos placas compatibles con arduino, pero no son las únicas.

Las salidas son las órdenes que provienen de la ejecución del programa que hemos introducido en la placa. Pueden ser, asimismo, analógicas y digitales.

Esta es la clave del desarrollo de estos proyectos, permitir que nuestro ordenador, microprocesador o PLC pueda ver su entorno a través de sensores y pueda modificarlo en función de los actuadores (motores, por ejemplo).

Puesto que el funcionamiento correcto del proyecto depende de una adecuada gestión de las entradas y salidas, conviene, al inicio del mismo,  realizar una tabla de entradas y salidas, lo que permitirá:

  • Seleccionar la placa más conveniente
  • Asignar dónde (en qué puntos de la placa) vamos a cablear los sensores (entradas) y los actuadores (salidas)

Cómo plantear el proyecto de robótica. El algoritmo

Un proyecto persigue resolver un problema para obtener una utilidad, algo que nos sirva. Veamos un ejemplo muy sencillo.

Tomamos la temperatura medida con un sensor para poner en marcha un ventilador en verano. Estableceremos la temperatura que deseamos (se suele llamar de consigna) y si se supera, se pone en marcha el ventilador.

La comparación se introduce en nuestra placa mediante un programa que se va a ejecutar de manera continua. Cuando la temperatura esté por debajo de 28 ºC, el ventilador se apagará:

proyecto de robótica

En el diagrama de flujo también hemos añadido un indicador de funcionamiento (un diodo LED que se enciende cuando arranca el ventilador). Lo que hemos dibujado de manera esquemática constituye el algoritmo, que no es más que la forma en que hemos decidido resolver el problema. Un algoritmo lo constituyen los pequeños pasos que hay que dar para conseguir que el proyecto permita obtener los resultados que deseamos.

En próximas entradas iremos viendo en más detalle el desarrollo de un proyecto y analizaremos algún ejemplo.

Actualización 19/12/2018: acceder a la segunda parte, Proyecto de robótica educativa (2)

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