Introducción a la robótica: construir un microbot

     Última actualizacón: 16 noviembre 2017 a las 17:06

Tras las vacaciones ha llegado la hora de poner manos a la obra de nuevo.  Como lo prometido es deuda, vuelvo con nuevos proyectos que creo serán de interés.  Vamos a presentar el primero de ellos.

A pesar de que he estudiado una carrera de «letras» (aún no se muy bien porqué pero, como diría una buena amiga, eso es otra historia…) siempre me ha interesado el mundo de la electrónica, construir cosas y comprender el funcionamiento de las máquinas —en apariencia sencillas— que nos hacen la vida más cómoda (por ejemplo, un ascensor, un ventilador y otros artilugios por el estilo).  Así que, como suelo hacer habitualmente en estos casos, para hacerme una idea del tema acudí a un buen libro: Introducción a la robótica: principios teóricos, construcción y programación de un robot educativo.  Se trata de una obra dividida en dos partes, la primera teórica, y la segunda —más densa— práctica, que ofrece una aproximación a la robótica, sus características básicas, los componentes y demás conocimientos necesarios para la construcción de un robot, tarea a la que dedica la segunda parte.  En definitiva, permite construir paso a paso un microbot comprendiendo la esencia de su construcción, programación y funcionamiento.

Permítanme que les explique con mayor detalle qué es exactamente lo que pretendo.  Mi objetivo es construir un pequeño robot móvil y programable que realice tareas sencillas. Para ello, contará con un cerebro electrónico consistente en un microcontrolador que integrará un programa previamente escrito con una serie de instrucciones que determinarán las acciones a ejecutar en función de la interacción del robot con el entorno.

Ya tenemos la primera palabra importante: el microcontrolador.  Como sabemos, las primeras microcomputadoras se obtuvieron al añadir a un procesador unos periféricos externos, tales como memoria, líneas de entrada/salida, temporizadores etc.  El siguiente avance fue la creación de un circuito integrado que contenía tanto el procesador como estos periféricos.  De esta forma se desarrolló la primera microcomputadora en un solo chip, denominada más tarde microcontrolador.  Mientras que el microprocesador, por sí solo, no está preparado para la comunicación con los dispositivos periféricos que se le conectan, el diseño del microcontrolador es tal que contiene todos esos componentes integradas en el mismo chip.   El resultado es evidente, se ahorran tanto tiempo como espacio en la construcción de los dispositivos.

Una vez sentado lo anterior, tengamos en cuenta que un microbot consta, por lo general, de los siguientes elementos:

1. Una estructura, que sirve de soporte material de los distintos componentes.  El diseño de este armazón o esqueleto va a depender en gran medida del tipo de trabajo que va a desarrollar el robot, en ocasiones será necesario que sea ligero (en el caso de un robot volador por ejemplo) o bien más robusto para soportar el peso de grandes baterías.
2. Diferentes sensores, encargados de recoger la información del entorno (temperatura, luz, presencia de obstáculos, etc.).  Es esencial que el robot sea capaz de captar lo que sucede a su alrededor para así poder actuar en consecuencia.  Una correcta elección de los sensores, y su colocación sobre el robot, son determinantes para que pueda cumplir su tarea correctamente.
3. Motores y otros actuadores que realizan acciones concretas (altavoz, cámara de grabación, señales LED, display, zumbador, etc.).  Los motores confieren movilidad al robot (habrá que elegir los adecuados para la tarea, con mayor potencia o velocidad); mientras que existen otros actuadores con múltiples utilidades, comunicación con el usuario, radiofrecuencia etc.)
4. Por último, el cerebro: una tarjeta de control con un microcontrolador que tiene grabado en su memoria el programa de instrucciones que gobierna el comportamiento de toda la máquina.

Para desarrollar una aplicación práctica basada en un microcontrolador hay que hacer dos cosas.  En primer lugar, debemos conectar al microcontrolador los diferentes dispositivos de entrada —que recogen información del mundo exterior— y los de salida —que realizan las acciones precisas—.  En segundo lugar, es preciso diseñar un programa basado en las instrucciones que admite el microcontrolador, para organizar y planificar las operaciones a realizar a lo largo del tiempo.  Una vez puesto a punto, el programa se graba en la memoria que posee el microcontrolador y el sistema queda operativo.

Como vemos, el diseño de un microbot exige tener clara la función que queremos que desempeñe.  De esta forma, no tenemos más que llevar a cabo la instalación del “hardware”, es decir, el conexionado físico de los elementos que desempeñarán la tarea, y desarrollar el “software”, consistente en la creación del programa de instrucciones que planifique las acciones a ejecutar en función de las características de las entradas.

Sencillo ¿verdad?.  Pues eso parece, pero en realidad hay mucho que aprender y muchas pruebas que realizar así que, sin más preámbulos, pongámonos manos a la obra:

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Título del artículo

Introducción a la robótica: construir un microbot

Descripción

Introducción a la robótica empleando como medio de aprendizaje la construcción de un microbot.

Autor

Jose Luis Moreno

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