Allá por Castilla, donde me crié, había una gran tradición de montar belenes en Navidad.

Todavía se mantiene esa tradición en muchos hogares, cohabitando con los árboles de navidad y otros muchos adornos. En los tiempos en que montábamos belenes en casa, el pensar en controlar figuras y luces tenía cierta complejidad. Había que saber (bastante) electrónica.

Hoy día, dotar de movimiento y control a nuestro nacimiento puede ser muy sencillo. No es necesario tener conocimientos profundos de electrónica. Esta entrada describe, de forma breve, cómo hacerlo. Como de costumbre, utilizaremos microcontroladores basados en arduino.

Además, para un conocimiento más práctico de cómo llevarlo a cabo, si estáis por Valencia, os propongo este taller que haremos el primer día de vacaciones de Navidad.

Cómo usar una placa de arduino en nuestro Belén

robótica educativa en Navidad
Un portal de Belén (myriams-fotos, pixabay.com)

Todos sabemos los elementos «imprescindibles» que deben estar presentes en un belén (aparte de las figuras):

  • Nacimiento (portal de Belén)
  • El castillo de Herodes
  • Un puente
  • El río o arroyo
  • Una noria
  • La estrella de los reyes magos
  • El pozo

Partiendo de estos datos, podemos utilizar una placa de arduino para hacer muchas cosas, entre otras:

  • Iluminación de todo el belén
  • Iluminación del portal de Belén
  • Bombear agua al río
  • Mover el puente (un poco sofisticado para la época)
  • Instalar luz y algún tipo de movimiento en el castillo de Herodes
  • Hacer que la iluminación cambie en función de la luz ambiente
  • Dotar de movimiento a alguna figura
  • Utilizar algún sensor para modificar, por ejemplo, el comportamiento de la iluminación o el movimiento de alguna figura
  • Mediante control remoto, hacer que las distintas luces y mecanismos funcionen.
  • Dotar de alguna melodía a nuestro belén

Por dónde empezar

En primer lugar, quien más quien menos tiene ya algunas figurillas y casitas, de lo contrario toca comprarlas o hacerlas.

Para comenzar con arduino, hay que saber que:

  • las salidas son señales que van desde nuestra placa a los LED, motores, ets. Es decir, las salidas son las que hacen que las cosas funcionen
  • Las entradas son datos que llegan a la placa de arduino desde sensores, como puede ser un botón, un sensor de luz o un sensor de presencia.
  • Nuestra placa de arduino se encarga de recibir la información de los sensores y procesarla para conseguir que se encienda la luz que toca o el motor que necesitamos. La placa electrónica hará esto según un programa que previamente habremos grabado en ella.

Vale, ¿y algo menos teórico?

En primer lugar, debemos tener claro qué es lo que queremos montar. Partiendo de la lista que hemos puesto al principio:

  • LED para el portal de Belén
  • LED para iluminación del castillo de Herodes
  • Iluminación de la estrella
  • Un zumbador sencillo para alguna melodía navideña
  • Un indicador LCD para informar de lo queramos (esta «floritura» no es imprescindible)
  • Usaremos servos de posición, por ejemplo, para el movimiento del puente
  • Podemos introducir algún sensor: de nivel de luz, de detección de obstáculos, para activar el funcionamiento de alguna figura o del propio puente

Una vez decididos los elementos que vamos a utilizar, realizaremos una tabla de entradas y salidas para saber qué versión de la placa de arduino elegimos. Dependerá de la cantidad de elementos que instalemos.

La placa de arduino va a ser la directora de orquesta de todos los movimientos y cambios que se produzcan en nuestro belén. He aquí una foto de la placa montada en un robot:

En la foto se ve la placa de control, que tiene varios puntos («pines«) donde conectar cables.

Vemos una lista entre 0 y 13 donde podemos conectar nuestros LED (son lucecitas), por ejemplo. También podemos conectar sensores. Además hay otros dos pines, uno con 5V (polo positivo) y otro con la indicación GND, que es la referencia, se podría decir el polo negativo.

Si queremos utilizar, por ejemplo 7 LED e iluminarlos de forma independiente necesitaremos 7 salidas. Nuestra placa de arduino UNO tiene en total 20 entradas/salidas digitales. Si necesitamos más, debemos cambiar de placa, utilizar, por ejemplo, arduino MEGA, que tiene muchas más entradas/salidas.

Cómo programamos la placa

Una vez seleccionada la versión apropiada de arduino, necesitamos algún sistema de programación. Para un nivel inicial utilizaremos uno basado en bloques, muy sencillo de utilizar, incluso para gente que no ha programado nunca. Por ejemplo, visualino o mblock:

Programación en mblock

Con todos estos ingredientes ya estamos preparados para aplicar nuestros conocimientos de robótica educativa en Navidad.

Para ver cómo utilizar y programar los distintos elementos que hemos indicado, os proponemos este curso presencial, que realizaremos el próximo 23 de diciembre.

(fotografía de portada neon design, pixabay)

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