PROYECTO Nº 1: Robot interactivo

Aprende a construir y programar un robot interactivo utilizando los componentes del Maker Control Kit y el Maker Kit 3.

Utiliza el servomotor, el sensor de distancia y los LEDs rojo y amarillo para construir el sistema del robot. Cuando el sensor de distancia detecte un objeto o movimiento en frente suyo, los LEDs del robot parpadearán de forma alternada y moverá su brazo para saludar. ¡Crea tu primer robot interactivo! 

NIVEL DE DIFICULTAD: Principiante.

DURACIÓN DEL EJERCICIO: 60 min.

MATERIALES:

  • 1 Servomotor
  • 1 Sensor de distancia por ultrasonidos
  • 1 LED rojo
  • 1 LED amarillo
  • 1 Placa controladora Build&Code 4in1
  • 1 Cable USB – Micro USB
  • Ordenador
  • Material para crear el robot
  • Adhesivo o cinta adhesiva

¿Qué es un sensor de distancia por ultrasonidos?

El sensor de ultrasonido es un dispositivo para medir la distancia. Su funcionamiento consiste en enviar un pulso de sonido a alta frecuencia, no audible por el ser humano. Este pulso rebota en los objetos cercanos y es reflejado hacia el sensor, que dispone de un micrófono adecuado para esta frecuencia.

Midiendo el tiempo entre pulsos y conociendo la velocidad del sonido, podemos estimar la distancia del objeto, en cuya superficie impactó el impulso de ultrasonido.

CONSTRUCCIÓN DE LA ESTRUCTURA:

Para construir el cuerpo, el brazo y el soporte del robot interactivo usarás láminas de cartón pluma.

Para construir la estructura descarga la plantilla del robot interactivo y descarga la guía rápida de montaje. Sigue los pasos indicados.

Para unir los componentes electrónicos con la estructura utiliza cinta adhesiva o adhesivo. Este el caso de los LEDs y la pieza de unión del brazo con el servomotor.

Una vez que la estructura del robot esté lista, conecta todos los componentes electrónicos y el cable USB siguiendo las indicaciones del apartado de conexiones que se encuentra a continuación.

CONEXIONES:

  1. Conecta el LED rojo al puerto digital 4 de la placa controladora Build&Code 4in1.
  2. Conecta el LED amarillo al puerto digital 5 de la placa controladora Build&Code 4in1.
  3. Conecta el servomotor al puerto digital 9 de la placa controladora Build&Code 4in1.
  4. Conecta el sensor de distancia por ultrasonidos al puerto digital 12 y 13 de la placa controladora Build&Code 4in1.

Para guiarte, mira los colores de los cables y los colores de los terminales de la placa controladora Build&Code 4in1. Cada cable debe ir conectado a su color:

 

CÓDIGO DE PROGRAMACIÓN:

El programa consiste en leer la distancia del sensor de distancia por ultrasonidos.Si la distancia es menor que 30 cm y mayor que 1 cm, repetirá dos veces el proceso de mover el servomotor de 140º a 60º y el de encender y apagar el LED rojo y el LED amarillo en intervalos de 0,3 segundos.

Si la distancia es mayor que 30 cm, mantendrá la posición del servomotor a 140º y los LEDs se mantendrán encendidos sin parpadear. Mientras el sistema tenga alimentación eléctrica, esta secuencia se seguirá repitiendo.

Puedes realizar esta actividad utilizando los software Arduino y Bitbloq, además de otros software de programación por bloques compatibles. A continuación encontrarás el código de programación necesario para cada software.

Código Arduino

  1. Descarga el software Arduino y realiza el proceso de instalación.
  2. Abre el programa Arduino y, una vez en él, copia el siguiente programa:
    #include <Servo.h>
    Servo motor1; // DECLARAR SERVOMOTOR
    int TrigPin = 13;  // PUERTOS DEL SENSOR ULTRASONIDOS
    int EchoPin = 12;  
    float SSound = 0.0343;  //VELOCIDAD DEL SONIDO EN cm/us
    long Lengh, Distance ;  // VARIABLES PARA CALCULAR LA DISTANCIA EN cm
    int RedLED = 4, YellowLED = 5;
    
    void setup() {
      // Put your setup code here, to run once:
      motor1.attach (9); // PUERTO DIGITAL PWM 9 DONDE ESTÁ CONECTADO EL SERVO 1
      pinMode(TrigPin, OUTPUT); // PUERTOS DIGITALES 12 Y 13 DONDE ESTÁ CONECTADO EL SENSOR DE ULTRASONIDOS  
      pinMode(EchoPin, INPUT);
      pinMode(RedLED, OUTPUT);
      pinMode(YellowLED, OUTPUT);
    }
    
    void loop() {
      // Put your main code here, to run repeatedly:
      DistanceCM(); // LLAMAR A LA FUNCIÓN PARA CALCULAR LA DISTANCIA
      if (( Distance < 30) && ( Distance > 1)) // SI LA DISTANCIA ES ENTRE 1 Y 30 cm
        {
          // SALUDAR DOS VECES y PARPADEO DE LOS LEDS
          for (int x=0; x<2 ; x++)
          {
            motor1.write (140); 
            digitalWrite(RedLED, HIGH);
            digitalWrite(YellowLED, LOW);
            delay (300);
            motor1.write (60); 
            digitalWrite(RedLED, LOW);
            digitalWrite(YellowLED, HIGH);
            delay (300);
          }
          
        }
        else
        {
          // POSICIÓN INICIAL Y LEDS ON, FIJOS
          motor1.write(140);  
          digitalWrite(RedLED, HIGH);
          digitalWrite(YellowLED, HIGH);
        }
    }
    
    void DistanceCM()// FUNCIÓN DE CÁLCULO DE DISTANCIA
    {
      // CALCUL DE LA DISTANCIA EN cm 
      digitalWrite(TrigPin, LOW);        // Nos aseguramos de que el trigger está desactivado
      delayMicroseconds(4);              // Para asegurarnos de que el trigger está LOW
      digitalWrite(TrigPin, HIGH);       // Activamos el pulso de salida
      delayMicroseconds(14);             // Esperamos 10µs. El pulso sigue activo este tiempo
      digitalWrite(TrigPin, LOW);        // Cortamos el pulso y a esperar el ECHO
      Lengh = pulseIn(EchoPin, HIGH) ; //pulseIn mide el tiempo que pasa entre que el pin declarado (echoPin) cambia de estado bajo a alto (de 0 a 1)
      Distance = SSound* Lengh / 2;  // CÁLCULO DE LA DISTANCIA
    }
    
  3. Configura y carga el código, siguiendo las instrucciones indicadas en el documento de Primeros Pasos de la placa Build&Code 4in1.

Código para el software de programación por bloques compatible

  1. Descarga el software y realiza el proceso de instalación.
  2. Abre el programa y, una vez en él copia el siguiente código.
  3. Configura y carga el código, siguiendo las instrucciones indicadas en el documento de Primeros Pasos de la placa Build&Code 4in1.

Código BitBloq

  1. Accede al software Bitbloq.
  2. Abre el programa Bitbloq y, una vez en él, copia el siguiente código:
    • Hardware
    • Software
  3. Configura y carga el código, siguiendo las instrucciones indicadas en el documento de Primeros Pasos de la placa Build&Code 4in1.

RESULTADO DEL EJERCICIO

El robot saluda y sus LEDs parpadean de forma alternada cuando detecta un movimiento o un objeto a una distancia menor que 30 cm. Si no detecta un objeto o movimiento a una distancia menos que 30 cm, se mantiene en su posición de reposo. ¡Has creado tu primer robot interactivo!

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