En la primera parte acerca de cómo hacer un proyecto de robótica educativa, hemos visto los aspectos básicos que debíamos estudiar para dar el enfoque adecuado. Es decir, hemos pensado cómo hacer el proyecto.
Ahora hay que ponerse manos a la obra.
El proyecto de robótica educativa
Hemos tenido una idea. De acuerdo con la idea, necesitamos un conjunto de sensores y actuadores (entradas y salidas). Por último, hemos elaborado un algoritmo para la programación del proyecto.
¿Cómo seguimos?:
- Cuál es mi presupuesto
- Qué materiales y componentes necesito
- Quiero hacer un prototipo o avanzar hacia un diseño más cuidado
Una vez pensados estos puntos:
- adquisición de componentes electrónicos de control
- adquisición o recogida de materiales necesarios para el montaje
- hacer un prototipo mediante cableado exclusivamente
- programar el sistema, conseguir que cumpla las especificaciones
- depuración de la programación
- Hacer el montaje de todo el conjunto
- depuración de la interacción de nuestro software con el mundo real
Limitaciones de presupuesto
Debemos localizar todas las piezas útiles que encontremos en casa para el montaje mecánico. Piezas de madera, plástico, juguetes antiguos, elementos de juegos de mesa, tapones de botellas, cajas de cartón, gomas, etc.
Para inventar, necesitas buena imaginación y un montón de basura
T. A. Edison
Además, visita con calma «el chino» de tu barrio donde se pueden encontrar artilugios y elementos de lo más variado por poco dinero, sabiendo buscar.
El tiempo como coste
Hay un apartado que no se tiene mucho en cuenta a la hora de evaluar costes. Sin embargo, en el mundo real es muy importante. Estamos hablando del tiempo dedicado a la realización de los proyectos.
El tiempo que dedicas a tu afición favorita suele ser tu tiempo libre. Disfrutas de él y no lo consideras un coste.
Por el contrario, si estás desarrollando acciones de formación, ya sea presencial o a distancia, el tiempo debe contabilizarse y valorarse.
Por otra parte, siempre es interesante conocer el tiempo que nos lleva hacer las cosas. Esto nos permitirá calcular cuándo vamos a tener preparado un proyecto en función de las horas que le podamos dedicar.
Selección de componentes
Cuando estamos comenzando en el mundo de la robótica educativa, es interesante adquirir componentes electrónicos de bajo precio. Hoy día, la calidad con que se fabrican garantizan un funcionamiento adecuado. Además, al principio debemos hacer pruebas y ver cómo se quema un LED o un potenciómetro, por ejemplo. Por supuesto, con cuidado y si intervienen niños, con la supervisión de un adulto.
No obstante, es muy importante, aparte del precio, fijarse en las especificaciones técnicas de los componentes. No es necesario estudiarse completas las hojas de datos (datasheets), a veces farragosas y casi siempre en inglés. Basta con referirse a lo que nos interesa: consumo, conexionado, etc.
De lo que nos gastemos dependerá el consumo, la precisión y otros parámetros, interesantes si queremos afinar nuestros proyectos.
Por otra parte, no pasa nada si gastamos algo más en equipos como un polímetro. Es imprescindible para hacer comprobaciones y nos va a ser útil para cualquier proyecto.
Para comprar sensores y actuadores a buen precio y con buenos plazos de entrega siempre tenemos ebay o amazon. Los mejores precios pueden encontrarse en suministradores chinos pero a cambio de plazos de entrega muchas veces de más de un mes.
En resumen para nuestro proyecto: después de hacer el listado de lo que nos hace falta, adquirir los componentes al mejor precio posible, siempre que no se perjudique la fiabilidad.
Alimentación del sistema
Dependerá de los requerimientos de nuestro proyecto. No es lo mismo utilizar sensores de bajo consumo que motores eléctricos de elevado consumo.
Es uno de los aspectos más importantes en los proyectos de robótica educativa aunque pueda parecer que sólo es hacer acopio de pilas. Las opciones son numerosas y dependerán:
- del espacio disponible
- número de sensores que utilicemos
- tipo de actuadores
- frecuencia de utilización
En general los proyectos de arduino que gestionamos trabajan con voltajes de corriente continua de 5V. Esta tensión la puede proporcionar nuestra placa de arduino para montajes sencillos.
Las baterías más habituales son (de forma muy resumida):
- pilas tipo AA de 1,5 voltios, las más utilizadas en bloque de 4 o 6 unidades
- pilas de 9V, tipo 6F22
- Baterías ya sean de tipo AA, de 3,5V o especiales del mismo formato pero 3,7V, que nos permitirá reducir espacio
La utilización de las baterías depende de la potencia que consumen nuestros componentes.
Recordemos que la potencia es el producto de V x I, por lo que a una tensión fija, más potencia supone más intensidad. Requerimientos de intensidad elevados hacen recomendables pilas «más grandes» o conjunto de pilas en paralelo.
Será posible utilizar la propia placa de arduino para la alimentación de nuestro proyecto cuando los sensores y actuadores no consuman mucha intensidad. En este último caso, será necesario utilizar baterías independientes para los actuadores (motores, por ejemplo).
La importancia de la alimentación es tan grande que dedicaremos más adelante una entrada a su análisis. Hay que tener en cuenta que fallos en la alimentación pueden dar lugar a comportamientos «extraños» en nuestros proyectos.
Prototipado y programación
Una vez recopilados los componentes electrónicos y la alimentación, tomaremos una placa de prototipado y la placa de control (arduino, por ejemplo).
Cableamos todos los componentes, programamos la placa y comprobamos el funcionamiento.
Finalmente, depuramos todos los problemas que encontremos para tener ciertas garantías de que el montaje final va a ser un éxito.
El montaje
Cuando la fase de prototipo ha pasado todos nuestros controles, tenemos que hacer la instalación y montaje de los componentes electrónicos y actuadores dentro de su ubicación final. Esta puede ser la carcasa de un robot o bien, como se ve en la foto, una rampa de madera.
Aunque las pruebas del prototipo han sido positivas, está claro que debemos probarlo de nuevo con todo el montaje realizado. Puede haber problemas de cableado, de conexiones e incluso alguna interacción con el mundo real que no hemos considerado. Como ya indicamos, estos efectos podrían llevarnos a un diseño mejorado. (Ver Nivel 4 de depuración).
En el montaje, como en la vida real, debe tenerse en cuenta la «facilidad de mantenimiento«. Es decir, si tenemos que cambiar una pila, no tener que desmontar todo el proyecto. Seguro que esto os suena.
Depuración de errores
A lo largo de todo el proyecto iremos realizando correcciones. Cambiaremos algunos componentes, modificaremos la alimentación, rectificaremos el programa. En una palabra, estaremos haciendo una depuración paso a paso.
Después de todo el proceso tendremos un proyecto que cumpla nuestras especificaciones.
Fotografía de portada: pencilparker, pixabay