CÓMO SURGIÓ LA IDEA:
El seguidor de línea es un proyecto típico de robótica que por su simplicidad sirve como inicio a la automatización y al manejo de los sistemas automáticos.
Por otro lado, la construcción de robots tiene una parte mecánica, de ensamblaje de los distintos elementos, que suele consumir mucho tiempo y energías. Desde hace años LEGO se dio cuenta de este problema y aportó una solución sencilla: su sistema de construcción basado en piezas que encajan fácilmente unas con otras.
Si a esta forma de construcción se le añade un programador y un conjunto de sensores y actuadores, ya tenemos todo lo necesario para la fabricación de robots.
El sistema Lego Mindstorms que vamos a utilizar es el RCX, que ya está un poco desfasado porque apareció comercialmente en 1998, pero funciona perfectamente como iniciación a los robots y a los sistemas automáticos.
Fases del proyecto:
FASE 1: DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DEL COCHE
Esta es la parte más sencilla para los alumnos. A partir del libro Mindstorms for schools, en el que vienen varios diseños explicados paso a paso, se les pide a los alumnos que elijan uno y lo monten.
FASE 2: APRENDIZAJE DE ROBOLAB
El sistema de aprendizaje Robolab está estructurado por niveles, desde el más sencillo hasta el más complejo. Además, en cada nivel se plantean pequeños retos que los alumnos deben solucionar para lograr un aprendizaje significativo.
NIVEL PILOTO
Piloto1
es el primer nivel, en el cual solamente aparece un motor, una bombilla y un reloj para cambiar el tiempo y se inicia con un programa ya hecho. Se pretende que los alumnos se familiaricen con el entorno de programación.
Piloto2 es el segundo nivel. Simplemente añade un sensor de contacto y una instrucción para parar.
Piloto3 añade un sensor de luz controlado por nivel y dos modalidades de programa: simple o continua.
Piloto4 permite realizar los programas en varios pasos que se ejecutan unos detrás de otros pero sólo se pueden ver en pantalla por separado. Dentro de cada paso se pueden programar tres salidas y una entrada:
- SALIDAS: motores o luces. Se puede ajustar la potencia
- ENTRADA: puede ser:
- tiempo → Ajustar los segundos
- contacto → Puede ser en la conexión o en la desconexión
- sensor de luz → Da un valor entre 0 y 100. Se puede ver el valor en la pantalla del robot y se puede programar para activarse cuando el nivel de luz es mayor (>) o menor (<) que un valor prefijado
NIVEL INVENTOR
Nivel de programación avanzada de lego que permite seleccionar libremente las acciones a realizar arrastrándolas desde la ”Barra de Funciones” y conectándolas mediante las “Herramientas de trabajo”
Inventor1
Este nivel permite enlazar elementos pero no cambiar su potencia
Inventor2 Este nivel permite modificar la ubicación de los puertos y los niveles de potencia. Los “modificadores” son otros iconos que se enlazan en la parte inferior de los iconos de comando. También incorpora unas herramientas de salto
Inventor3 Además de las capacidades del nivel 2, permite incluir nuevas estructuras y un menú de música.
Estructuras: Son comandos que permiten cambiar el flujo del programa. Pueden ser condiciones, repeticiones o tareas múltiples.
Multitareas: Se usan para activar varias tareas al mismo tiempo. Cada una de las líneas se activará independientemente de las otras
Recursión: Se usa para repetir un conjunto de comandos una y otra vez. Se puede fijar un cierto numero de repeticiones añadiendo un modificador.
Comandos condicionales: Cuando se cumple la condición el programa sigue uno de los dos alambres. Al terminar la condición se pueden unir los dos caminos
Música: Cada comando es una nota musical. Se puede modificar la octava y la duración
Inventor4
Es el nivel más alto de programación. Además de las capacidades del nivel 3, permite otras muchas funciones como el uso de contenedores para manejar variables o la comunicación de RCX a RCX.
El contenedor o Variable es un depósito donde podemos guardar datos para utilizarlos después
Ejemplo del uso de variables:
En el siguiente ejemplo se utiliza una variable como contador, que se pone a cero la primera vez . La bombilla se enciende cinco veces durante un segundo y se apaga. La sexta vez hace un pitido y se termina el programa.
FASE 3: PROYECTO DE UTILIZACIÓN DEL ROBOT: SEGUIDOR DE LÍNEA
Se plantea el reto a los alumnos con las siguientes condiciones:
Idea principal: Hay que poner un sensor de iluminación a cada lado del robot. Cada sensor controla el funcionamiento de un motor.
Funcionamiento:
Caso 1: la línea negra va por el centro y los dos sensores ven blanco (nivel alto de luz rebotada) > Los dos motores funcionan a máxima potencia y el robot avanza recto
Caso 2: uno de los sensores ve la línea negra (nivel bajo de luz rebotada) > entonces para el motor de su lado un cierto tiempo, y luego lovuelve a poner en marcha.
El programa debe repetirse constantemente
Una de las posibles soluciones es la siguiente:
Explicación:
Primero se separa el programa en dos líneas independientes, una para el sensor de la izquierda y otra para el sensor de la derecha. Al iniciar pone en marcha los dos motores hacia delante. Si detecta una disminución de luz (línea negra) cambia el sentido del motor contrario hasta que vuelve a ver luz reflejada (pista blanca).
Video final
P6. lego_seguidor.AVI