Certificación Arduino. La mentira esta ahí afuera.

En el mundo actual, tan competitivo, es común la necesidad creciente de obtener más y mejores conocimientos sobre temas específicos; mejor aún, es poder contar con un reconocimiento sobre nuestros conocimientos.

Es así como un interesado en obtener y comprobar sus concimientos sobre hojas de cálculo, editor de textos o presentaciones, puede y debe obtener una Certificación en el manejo de este software, y qué mejor que de parte del fabricante, Microsoft en este caso.

Esta certificación no solo comprueba el valor de sus conocimientos, sino permite cosas más fundamentales como obtener o mantenerse en un empleo.

Y es así, en un mundo donde estamos tan acostumbrados a las Normas Técnicas de Competencia Laboral, a las Certificaciones de empresas generadoras de software o hardware sobre sus productos, donde aparecen los vivales de todo tipo.

En particular nos referimos a las “famosas” certificaciones en Arduino.

Arduino es una plataforma de hardware y software, que ha permitido a personas sin conocimientos previos sobre electrónica, programación o robótica, generar impresionantes obras de arte y sistemas automatizados, todo a un bajo costo y bajo la premisa del hardware y software LIBRE.

Pero como nunca falta un “abusado” (léase abusador), es así como empresas fantasma y particulares, engañan al público consumidor a quienes va dirigido este producto (las tarjetas de desarrollo Arduino), vendiéndoles la idea de que posterior a tomar un curso de capacitación con ellos, recibirán un Certificado Arduino.

¡Suena excelente!, ¿Qué mejor que tomar un cursillo de 20 horas y obtener a cambio una Certificación de mi capacidad para el uso de Arduino?, ¿Quién podría deterneme ahora que cuento con ese documento?.

Nada más engañoso. Se trata de regalar dinero. Al final, espero que ese curso sí te haya dejado conocimiento suficiente para poder enfrentar los retos que supone la utilización de una plataforma de uso tan extendido ahora en secundarias, bachilleratos, universidades, comercio e industria.

Para empezar a bajar la emoción de la “certificación”, basta decir que Arduino NO existe fuera de los EE.UU., sí existe GENUINO.

Y por otro lado, cabe preguntar, si la misma empresa desarrolladora de las tarjetas Arduino, NO ofrece certificaciones sobre la programación y operación de sus productos, ¿Qué te hace pensar que un particular “X”, o una empresa “Y”, que no tienen relación de negocios con Arduino, te pueda entregar una “Certificación”?.

Es un abuso, es un engaño. Que no abusen de ti, que no te engañen. Pero sobre todo, que no te ROBEN tu dinero.

No existe ninguna “Certificación en Programación de Arduino”, así la firme IEEE, Open Inteligence, Brianmeasures, o como sea que se hagan llamar, NO EXISTE.

Lo único que te pueden certificar, es que tomaste un curso con ellos, que asististe a clases, que te hicieron alguna evaluación y la aprobaste; pero SIEMPRE bajo los lineamientos que ellos hayan elegido de forma arbitraria, de acuerdo a su experiencia o bien basados en mercadotécnia, NUNCA bajo un ESTANDAR. Porque no existe. Arduino NO expide certificaciones.

Así que deja de buscar esas caras “certificaciones”, busca información en la red, informate, acude a los foros especializados Arduino, mira tutoriales, etc., y si gustas que alguien te guíe, ¡claro!, toma un curso donde te enseñen a utilizar Arduino desde lo básico hasta avanzado, pero siempre con la voluntad de CONOCER, de saber más, de desarrollarte personal y laboralmente. No busques un papel de una “certificación” que no existe.

¡Suerte!.

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¡Curso Arduino Gratuito!

HiTechRobotics y el Programa Espacial de Poza Rica, en coordinación con la Academia de Tecnología de la Escuela Secundaria y de Bachilleres Oficial No. 8 “Emiliano Zapata”, y con motivo del 50 aniversario de nuestra institución, invitan a los alumnos de tercer grado del turno matutino a cursar el curso gratuito “Programación con Arduino”, donde podrán obtener los conocimientos básicos para programar tarjetas de control Arduino y comprobar su funcionamiento mediante el simulador ArduSim.

Los participantes deberán reportarse con su respectivo docente de tecnología para participar, ya que el cupo es limitado a 50 alumnos.

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Satélites CanSat como herramienta en la formación de Profesionales Técnicos Bachiller en Telecomunicaciones.

I. Breve historia de los Satélites CanSat.

Un CanSat es un pequeño satélite NO orbital, utilizado como introducción a los sistemas espaciales en (pero no limitado a), las universidades con ingeniería en sistemas aeroespaciales. Por este hecho, no es común escuchar o ver información referente a los CanSat en nuestro país, ya que su utilización esta más extendida en Asia, Europa, África (sí, África), y en el continente americano en los Estados Unidos de América.

Desde el año 1998 fue propuesto el concepto de CanSat por el Prof. Bob Twiggs de la Universidad de Stanford, durante un congreso de Sistemas Espaciales en Hawái. Desde entonces se dio inicio al programa CanSat para ser utilizado como ya dijimos, en la introducción a los sistemas espaciales, debido en gran parte al reducido costo que implica su operación y por lo tanto pudiendo ser utilizado en beneficio de una mayor cantidad de estudiantes afines al área.

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A partir de 1999 se han visto volar infinidad de CanSat’s en el mundo, desde modestos desarrollos en bachilleratos tecnológicos, hasta importantes y reconocidos concursos en lugares como U.S.A., España, Noruega y Japón, solo por mencionar algunos.

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De hecho, cada año en Japón se realiza el “Cansat Leader Training Program (CLTP)“, promovido por UNISEC y apoyado por la Agencia Espacial Japonesa (JAXA), donde investigadores invitados de diversas naciones asisten para recibir formación especializada en la construcción de estos sistemas educativos CanSat.

Los CanSat inicialmente fueron pensados para cumplir con misiones del tipo “telemetría”, en las cuáles el desarrollo básico implica adquirir mediciones de variables físicas como la temperatura y la presión atmosférica (simulado de esta forma un satélite meteorológico), calculando su altura de vuelo, monitoreando su fuente de alimentación y enviando esta información de forma ordenada a una estación terrena por medio de radio frecuencia.

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Adicionalmente se pueden montar misiones secundarias en el mismo CanSat, tales como posicionamiento global (GPS), medición del campo magnético terrestre, medición de la aceleración en los 3 ejes, lectura de humedad, radiación ultravioleta, cantidad de luz, toma de fotografía aérea, grabación de video, audio y otras más.

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Actualmente se aplica también otro tipo de CanSat de mayor complejidad denominado “Come-Back”, estando dentro de esta categoría los “Rover-Back” y los “Fly-Back”, mismos que se refieren a equipos con la capacidad de navegar hasta un punto en el terreno previamente establecido, ya sea mediante locomoción con ruedas o vuelo controlado, respectivamente para cada caso.

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II. Características de un satélite CanSat telemetría.

Como lo indica su nombre, se trata de un satélite en una lata, para este caso se utiliza una lata estándar de refresco de 355ml., y el reto es hacer caber en este pequeño volumen todos los subsistemas necesarios para su correcto funcionamiento.

El modelo del CanSat telemetría utilizado es el siguiente:

CanSat_Kit_Telemetría.

El diseño en el que se basa este CanSat telemetría esta conformado por los siguientes subsistemas:

subsistemas

Aquí podemos observar una de las transmisiones de datos realizada por el satélite CanSat y visualizada en la estación terrena:

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III. Problemática Actual.

Hasta este punto hemos hecho un muy breve y rápido resumen de lo que es un CanSat y su aplicación a nivel mundial, pero entonces ¿Qué está haciendo México respecto a la aplicación de este tipo de tecnología en las instituciones educativas?, la respuesta es un poco complicada. Por un lado la Agencia Espacial Mexicana se encuentra realizando grandes esfuerzos para lograr los enlaces y coordinación necesaria entre industriales, empresarios, asociaciones e instituciones educativas para desarrollar un currículo educativo que permita la formación de capital humano en el campo espacial, y por el otro lado, se encuentra la gran resistencia de una parte de las instituciones educativas a realizar el cambio, ampliación o modificación de los planes y programas de estudio debido al tiempo, esfuerzo e inversión económica necesarios para realizarlo, aunado a las serias necesidades de capacitación por parte de la plantilla docente.

En este contexto, es importante mencionar la creciente necesidad de generar estrategias educativas que permitan potenciar las competencias de los estudiantes a todos los niveles, además de lograr la permanencia y promoción de estos estudiantes a niveles superiores con los conocimientos, actitudes y aptitudes que permitan una formación integral.

Por si esto fuera poco, hay que reconocer también la urgente necesidad de fomentar en los jóvenes su gusto por la ciencia, la tecnología, la ingeniería y las matemáticas, fomentando en ellos una cultura científica que opere como motor del desarrollo del país.

IV. Propuesta de apliación del CanSat en México.

La aplicación que proponemos del CanSat es en un principio como herramienta educativa en la formación de Profesionales Técnicos Bachiller en Telecomunicaciones.  Debemos aclarar que nos dirigimos de forma específica a este sector y nivel educativo debido a nuestra relación y conocimiento sobre las necesidades formativas en esta carrera de nivel técnico, sin embargo debemos remarcar que el programa CanSat puede y debe ser utilizado en todas las áreas de conocimiento que requieran ser reforzadas tanto a nivel medio superior como a nivel superior y no solo en telecomunicaciones, ya que debido a la naturaleza multidisciplinaria de los sistemas espaciales (satélites en este caso), se involucra a casi todas las áreas de conocimiento.

Hacer un planteamiento multidisciplinario de la aplicación del CanSat no es el objetivo de este artículo, por lo que limitaremos la propuesta de su aplicación en la formación de capital humano de la carrera de telecomunicaciones, específicamente al Colegio de Educación Profesional Técnica del Estado de Veracruz, y cuya puesta en operación se ha realizado de forma piloto en el plantel Conalep Poza Rica 177.

V. Aplicación del CanSat en la formación de los PT-B en Telecomunicaciones.

El mapa curricular de la carrera de Profesional Técnico Bachiller en Telecomunicaciones, está dividido en dos núcleos de formación de los estudiantes durante los seis semestres de duración de la carrera.

Mapa_Telecom

En el núcleo de formación básica podemos observar las asignaturas de tronco común, debido a las cuáles se les otorga un certificado de bachillerato a los alumnos que cursaron regularmente los seis semestres.

Formacion_basica

En el núcleo de formación profesional se desarrollan las competencias del tipo laboral, específicamente las relacionadas con el área de telecomunicaciones para este caso, y debido a lo cual se les otorga el titulo y cédula profesional en telecomunicaciones a los alumnos que cursaron regularmente los seis semestres.

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En este núcleo de formación profesional, se aplica actualmente el CanSat como estrategia de enseñanza.

A continuación procederemos a relacionar (de forma enunciativa, mas no limitativa), los módulos de formación profesional en que se puede reforzar directamente el desarrollo de competencias con la aplicación del CanSat.

Segundo semestre.

Medición de variables eléctricas y electrónicas.

Manejo de circuitos eléctricos.

Tercer semestre.

Montaje y mantenimiento de antenas.

Operación de circuitos electrónicos analógicos.

Operación de sistemas de radio.

Operación de sistemas de televisión.

Cuarto semestre.

Operación de circuitos electrónicos digitales.

Captación y distribución de señales audiovisuales.

Sexto semestre.

Comunicación especializada en inglés.

Mantenimiento de redes de telecomunicación.

Integración de sistemas de voz, datos e imagen.

Administración del servicio.

Hasta el momento se ha aplicado con éxito el sistema CanSat  tipo “telemetría” en el módulo de operación de circuitos electrónicos analógicos de tercer semestre y en el módulo de administración del servicio de sexto semestre.

El éxito que mencionamos se midió con referencia en el índice de reprobación en ambos casos, el cuál fue igual a cero alumnos no acreditados en estos módulos.

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Esto se debe principalmente al hecho de que invitar a los alumnos a trabajar en el desarrollo de un sistema espacial como el CanSat, les resulta bastante atractivo ya que les permite aplicar los saberes previos y comprobar la teoría mediante la experimentación directa, pudiendo observar en un corto periodo de tiempo el resultado de sus esfuerzos.

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Aunado a esto hay que mencionar que el solo hecho de que los equipos construidos por los alumnos funcionen y lo hagan como se espera, impone un reto que se vuelve satisfacción al observarlos operando, lo que ayuda a elevar el nivel de confianza de los alumnos en si mismos y los lleva a continuar innovando y generando nuevos conocimientos, alcanzando el nivel de competencia requerido por el módulo de formación profesional en que se aplicó.

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Como resultado de la aplicación del CanSat, los participantes lograron obtener el primer lugar en el área de telecomunicaciones durante la “Muestra del Quehacer Educativo” desarrollada en Conalep Poza Rica durante el mes de noviembre de 2013, donde compitieron entre más de 20 proyectos de desarrollo tecnológico en esta área.

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De la misma forma, se desarrolló una demostración pública en la Plaza Cívica 18 de Marzo, en el centro de Poza Rica, Veracruz, el día 18 de diciembre de 2013, durante la cuál se lanzaron diez satélites CanSat construidos en su totalidad por alumnos del plantel Conalep Poza Rica 177.

Como conclusión, podemos mencionar que la aplicación del sistema CanSat como herramienta de apoyo a la formación de profesionales técnicos bachiller en telecomunicaciones, representa una gran oportunidad para permitir la construcción del conocimiento y desarrollo de competencias profesionales, promoviendo el trabajo en equipo, la consecución de metas, la investigación, la comunicación, el pensamiento crítico y reflexivo, la búsqueda de soluciones innovadoras y sobre todo, la cultura científica con el gusto por la ciencia, tecnología, ingeniería y las matemáticas.

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Agradecemos sus comentarios y sugerencias al respecto, y así también nos ponemos a sus órdenes en el caso de la aplicación del CanSat en sus instituciones educativas.

 

Israel Téllez González.

elprofe_tellez@hotmail.com

 

 

 

MinimalDuino de HiTechRobotics!

Presentamos el HiTech MinimalDuino!, una tarjeta controladora de robots de 25x78mm, con 14 pines de E/S digitales, de las cuáles 6 pueden ser utilizadas como PWM, además 6 entradas analógicas, haciendo un total de 20 pines de E/S. MinimalDuino de HiTech está basada en el microcontrolador AVR ATmega328P-PU, por lo que puedes utilizar la IDE Arduino para su programación, o bien otro software como el Xloader!. Se puede alimentar desde 7 hasta 15 volts con fuente externa, pila o cargador de pared, o bien la puedes alimentar desde el puerto USB de tu P.C.!. Cuenta con un Led indicador de encendido y por supuesto! el Led de prueba de la terminal 13 de los Arduino!, además incluye un regulador de tensión de 3.3 Volts, por lo que puedes conectar cualquier dispositivo que requiera ese nivel de tensión. Y lo mejor! puedes colocar tu MinimalDuino de HiTech directo en tu Protoboard para trabajar de inmediato! ya que solo ocupa 25x45mm (colocado como en las fotografías).

Estén pendientes de nuestro blog: http://www.hitechrobotics.wordpress.com , ya que muy pronto les compartiremos el diseño PCB y la lista de materiales para que todos tengan el suyo!, de la misma forma publicaremos los proyectos completos y tutoriales en nuestro blog para el MinimalDuino.

Si te gustó, compártelo y danos un “Me gusta” en nuestro FB: www.facebook.com/Hitechrobotics !

HiTechRobotics

Israel Téllez González
Abril 2014.

Sensores Para Nuestros Robots.

En esta ocasión, vamos a tratar un tema muy importante a la hora de construir un robot, y es el cómo hacer que nuestro robot tenga la capacidad de percibir el medio que lo rodea.

Los seres humanos estamos dotados de sentidos, con los cuales podemos ver, oír, oler, toca objetos y sentirlos, además de poder sentir los sabores.

Los robots por si mismos no tienen esta capacidad, pero dependiendo del objetivo del nuestro, podemos equiparlo con uno o más de estos sentidos a partir de componentes electrónicos que recojan la información de su entorno y la entreguen al cerebro de nuestro robot.

La información recogida por los elementos sensores (también llamados “captores”), se puede presentar en dos tipos de señales: Analógica o Digital.

Una gran cantidad de la información de la vida diaria se describe en forma de números. Por Ejemplo:

“Son las 2:00 en punto”; “La temperatura exterior es 21°C”; “El auto está viajando a 45Km/hr”, etc.

Este es el caso del “mundo digital”. Sin embargo, existe también el “mundo analógico”, donde la información está dada en forma de una analogía, donde utilizamos algo que se entienda de forma similar, por ejemplo:

El reloj de arena de una hora:

RELOJ_ARENA

En este caso, cuanto mayor sea el intervalo de tiempo, mayor será la cantidad de arena en el fondo de nuestro reloj de arena.

En el termómetro de mercurio, entre más calor detecte, el mercurio de desplaza más sobre el tubo:

TERMOMETRO

En el medidor de velocidad de un vehículo, entre mayor sea la velocidad del vehículo, más se moverá el puntero a la derecha:

VELOCIMETRO

El problema en este caso, es que se debe realizar un esfuerzo para extraer los datos; en el caso del termómetro y el medidor de velocidad, se debe calcular dónde se encuentra el puntero en la escala.

Entonces, ¿cómo obtener la información, ya sea analógica o digital, del medio que rodea a nuestro robot?, bien, empecemos por identificar los sensores que podríamos utilizar en nuestro robot.

Como ya mencionamos antes, un robot no entiende nada de lo que sucede en el mundo a su alrededor mientras no lo dotemos de sentidos, además, debemos recordar que el “lenguaje” que entiende es el de voltajes y corrientes.

Un sensor tiene que convertir los cambios en el mundo exterior en señales eléctricas, mismas que puede cambiar de valor en el transcurso del tiempo; por ejemplo, el nivel de luz, la temperatura, la presión o la humedad.

Un sensor digital, es aquél que nos entrega dos estados en su salida, de tal forma que puede ser de valor 1 (on) o de valor 0 (off).
Los sensores digitales mayormente utilizados (pero no los únicos), son los Switch. Un switch puede ser utilizado para:

a) Inicializar una secuencia de eventos, tal como un display de luces.
b) Iniciar y después detener un programa.
c) Enviar pulsos de entrada a u sistema de control, como un contador por ejemplo.
d) Para disparar una alarma cuando una puerta o ventana haya sido abierta.

Los Switch son fabricados en diversas formas, veamos algunos de ellos:

Acción momentánea (Push switch).
Por ejemplo, el switch de un timbre, el cual causa que suene el timbre solo cuando es pulsado.

SW_PUSH

Switch de palanca.
Este es un tipo de switch con enclavamiento, por ejemplo, el apagador de una lámpara, el cual la enciende la primera vez que es presionado, y la apaga la siguiente vez que se presiona.

SW_PALANCA

Switch de inclinación.
Este switch se acciona cuando se inclina a un determinado ángulo.

SW_INCLINACION

Switch rotativo.
Por ejemplo, el selector de un minicomponente, cuando usas éste para seleccionar entre radio, reproductor de casette o disco compacto. Para ser operado, se requiere girar el vástago unido al cursor, un paso a la vez.

SW_ROTATIVO

Switch de llave.
Por ejemplo, el utilizado en el encendido de un vehículo, el cual solo opera con la llave correcta.

SW_LLAVE

Switch magnético.
Este switch se activa ante la presencia de un campo magnético cercano a él, y se desactiva si el campo magnético desaparece.REED_SWITCH

¿Y los sensores analógicos?, un sensor analógico, debe convertir los cambios en el mundo real, tales como intensidad de la luz, temperatura, presión, humedad, sonido, etc., en señales eléctricas, de tal forma que se requiere de un diferente tipo de sensor para cada tarea.

Sensor de luz.
Se trata de un resistor dependiente de la luz (LDR). Su resistencia cae cuando se hace incidir luz sobre su superficie fotosensible, y aumenta ante la falta de luz. Hay que aclarar que puede ser muy lento al reaccionar ante los cambios de luz.

LDR

Fotodiodo.
Se trata de un semiconductor que solo permite el paso de una corriente a través de él, cuando la luz es suficiente para excitar su superficie fotosensible. Este responde mucho más rápido a los cambios de luz que la LDR.

FOTODIODO

Sensor de temperatura.
Se trata de un Termistor. Existen dos diferentes versiones del termistor. Uno de estos se denomina NTC (coeficiente negativo de temperatura), el cual tiene una resistencia eléctrica que comienza a descender cuando aumenta la temperatura. El otro tipo es el PTC (coeficiente positivo de temperatura), el cual aumenta su resistencia al aumento de la temperatura.

TERMISTOR

Sensor de sonido.
Se trata de un micrófono. De forma común, un micrófono genera un cierto nivel de tensión cuando detecta un sonido, entre mayor es el sonido, mayor es el voltaje.

MICROFONO

Hasta ahora hemos visto que los sensores, como por ejemplo la LDR y el termistor, producen un cambio en su resistencia cuando las condiciones en el mundo exterior cambian.

Ahora necesitamos convertir ese cambio en la resistencia del sensor, en un cambio de tensión o corriente, con la finalidad de que un sistema electrónico de control lo comprenda.

Utilizar un divisor de tensión es una forma de realizar esto. Este consiste en dos resistores conectados en serie (uno en seguida del otro), de tal forma que se reparten el voltajes suministrado por la fuente entre los dos.

El siguiente es un diagrama de circuito para un sensor de temperatura:

termistor

El voltaje en la salida se incrementa cuando la temperatura se incrementa. Esta es una señal analógica porque el voltaje “copia” el comportamiento de la temperatura. La señal analógica puede tener cualquier valor de voltaje, limitado solamente por la fuente de voltaje utilizada. En este caso, la salida de voltaje del sensor de temperatura podría, en teoría, llegar tan alto como 5 volts, o tan bajo como 0 volts, con muchísimas lecturas intermedias. Después de un cierto periodo de tiempo, la salida de voltaje podría variar de la siguiente forma:

SEÑAL_ANALOGICA

Una señal digital, en cambio, lleva la información en forma de número. Los sistemas electrónicos utilizan el sistema de números binarios, el cual utiliza solamente los números 0 y 1. Estos dos números son codificados como voltajes. Podríamos suponer entonces que: 0= voltaje bajo, 1= voltaje alto.

Las señales digitales entonces, tienen dos posibles niveles de voltaje solamente. Estos son, usualmente, el valor de la fuente de voltaje o tan cerca como sea posible ese valor y 0 volts.

¿Cómo podemos meter estos números en un sistema electrónico?, una manera (muy lenta), seria utilizando un Switch (este es un ejemplo de sensor digital); miremos el siguiente diagrama:

Switch

Cuando el switch está abierto (no presionado), la salida es “empujada” hacia abajo por el resistor a 0 Volts. Esta salida representaría la salida 0. Cuando el switch es cerrado (presionado), la salida es conectada a la terminal positiva, la cual, en este caso tiene 5 volts. Esta salida representaría el número 1. (Nótese que se pueden intercambiar las posiciones del switch y el resistor en el circuito anterior, lo cual tendría por resultado que al oprimir el switch pondríamos la salida a 0).

El siguiente diagrama muestra una señal digital más compleja:

SEÑAL_DIGITAL

El número binario representado por la señal, está dado bajo la forma de onda.

Muy bien, ahora ya sabemos un poco más de los sensores utilizados en robótica. Por supuesto existen muchos más, pero esta información es la básica para iniciarnos en este interesante mundo del control de robots.

En la próxima entrega, trabajaremos en la comprobación de operación de varios tipos de sensores de forma práctica y la conversión de señales analógicas a digitales, así que tengan preparados sus protoboards!.

***Artículo publicado originalmente en la revista “Hacia el Espacio“, de la Agencia Espacial Mexicana***

Israel Téllez González
elprofe_tellez@hotmail.com

Tu Primer Robot!

Robot Seguidor de Luz

Si bien el camino de la construcción del conocimiento es largo, proponemos ahora una forma más sencilla de facilitar su construcción, a partir de permitir a los estudiantes o simples hobbistas de fin de semana, realizar diseños y montajes básicos de prototipos robóticos que cumplirán dos funciones:

1) Permitir la construcción de conocimiento a partir de la comprobación de la teoría por experimentación directa.
2) Fomentar la imaginación para el desarrollo de ideas innovadoras.

De tal forma que tú, amigo lector, no requieres conocimientos previos en esta ocasión para construir tu primer prototipo robótico.

Primero definamos el término “robot”. La palabra original es “robota”, que en idioma Checo significa “trabajos forzados”, se utilizó por vez primera en la obra de teatro “Rossum’s Universal Robot” (R.U.R.), donde un científico daba vida a una máquina con aspecto humano capaz de realizar actividades de un sirviente. De ahí que un robot es básicamente un esclavo que puede ejecutar actividades repetitivas, peligrosas o de precisión.

Ahora, para que un robot sea considerado como tal, hay tres aspectos importantes que se deben de cumplir:

Sentir. El robot debe tener la capacidad de percibir el mundo real a través de alguno o varios tipos de sensores.
Planificar. El robot debe tener cierta inteligencia que le permita determinar por medio de opciones, qué paso debe seguir y como actuar.
Actuar. El robot debe tener alguno o varios elementos que le permitan realizar cambios en el mundo físico, activando o desactivando uno o más actuadores.

Pero ojo! ningún robot es inteligente por sí mismo, ya que recuerda, cualquier robot, hasta el más avanzado, ha sido previamente programado por un humano.

Pasemos nuestra lista de materiales:

A.- 01 Protoboard grande.
B.- 02 Motorreductores eléctricos 1:120
C.- 02 Ruedas para motorreductores.
D.- 01 Rueda loca de 3/8”
E.- 01 Tarjeta de plástico que ya no utilices.
F.- 01 Cinta doble cara Scotch 3M.
G.- 02 Fotorresistencias LDR de 2 Megohms.
H.- 04 Resistencias de 10 Kilohms, (Café, negro, naranja, oro).
I.- 01 Diodo Led flash de 5 mm, de tu color favorito.
J.- 01 Resistor de 470 Ohms, (Amarillo, violeta, café, oro).
K.- 02 Preset horizontal de 100 Kilohms.
L.- 01 Amplificador operacional LM358.
M.- 02 Transistores NPN, BC548.
N.- 02 Capacitor cerámico número 103.
O.- 02 capacitor electrolítico de 47uF, 25V.
P.- 01 Metro de alambre estañado calibre 22 AWG en color rojo.
Q.- 01 Metro de alambre estañado calibre 22 AWG en color negro.
R.- 01 Broche para pila de 9V.
S.- 01 Pila de 9V, “cuadrada”.
T.- 01 Frasco pequeño de pegamento Cianoacrilato (Kola Loka).

Herramienta necesaria:

Pinzas de corte diagonal.
Pinzas pela conductor.
Tijeras para papel.
Destornilladores de relojero.
Regla de 20 o 30 cm.
Marcador permanente punto fino.

Una ves que tengas todo en mano, elige un área de trabajo donde te sientas cómodo y que esté bien iluminada. Tener alguna bebida refrescante y algún bocadillo a la mano ayuda mucho a relajarte mientras te diviertes trabajando.

Bien, primero identifica los componentes:

Material_Sigue_Luz

Ahora, con las pinzas de corte diagonal, realiza cortes de alambre de una longitud de 8 cm., una vez hecho esto, retira el forro del aislamiento con ayuda de las pinzas “pela conductor”, recuerda que es calibre 22 AWG.

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Ahora, coloca a los motorreductores, un poco de cinta doble cara que previamente hayas cortado con la tijera, para que quede como se muestra en la imagen:

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Lo siguiente es recortar la tarjeta de plástico para pegar ahí la rueda loca con cinta doble cara.

Tarjeta_Rueda_Loca

Ahora, debemos realizar algunos dobleces a la tarjeta de plástico para pagarla con la cinta doble cara junto con los motorreductores al protoboard y que todo quede a la misma altura con el protoboard nivelado.

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Ahora viene la parte electrónica, para ello coloca los componentes como se indica en la figura. Sigue el sistema de coordenadas del protoboard para no equivocarte.

Esquema_Sigue_linea

Amplificador LM358: la patilla 1 en el nodo E15 y la patilla 8 en el nodo F15.
Transistor Q1: Nodos I23, I24 y I25.
Transistor Q2: Nodos B23, B24 y B25.
Resistores de 10K (identifícalas por el color), R1 en nodos J1 y positivo. R2 en nodos A1 y positivo. R3 en nodos A4 y positivo. R4 en nodos H16 y H24. R5 en nodos C15 y C24.
LED D1, patilla larga a nodo E4 y patilla corta a nodo F4.
LDR1 en nodos F1 y G2. LDR2 en nodos C2 y E1.
Capacitores electrolíticos, C1 patilla larga en nodo J16 y patilla corta al negativo, C2 patilla larga en nodo A15 y patilla corta al negativo.
Preset P1, en nodos F30, D29 y D31; Preset P2, en nodos F35, D34 y D36.

Lo que sigue es conectar los puentes de alambre conductor que cortaste al inicio. Ubícalos de acuerdo al esquema, y no olvides conectar los puentes detrás de la batería entre positivo y negativo.

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Los motorreductores se deben conectar “cruzados”, con la finalidad de que el “ojo” derecho del robot controle el motor izquierdo, y el “ojo” derecho controle el motor izquierdo, de esta manera el robot no perderá de vista la luz.

Solo resta conectar el broche de la pila de 9V al bus de alimentación del protoboard (sin conectar aún la pila).

Ahora realicemos la siguiente verificación:

a) Checa que ningún alambre desnudo esté haciendo contacto con otro.
b) Verifica que los dos preset estén colocados al centro del cursor, como en el esquema, mirando hacia arriba, de no ser así, gira cada uno con un destornillador de relojero.
c) Dobla ligeramente las terminales de las fotorresistencias para que queden viendo al frente del robot, como sus ojos.
d) Ten a la mano una lámpara con buena luz que puedas apuntar a los “ojos” del robot, ya sea a la izquierda, derecha o centrar ambos.
e) Conecta la pila de 9V y colócala a modo de que no caiga del protoboard. Le puedes poner un poco de cinta doble cara.
f) Los preset regulan el Umbral de cantidad de luz necesaria para que el robot comience a trabajar, si los giras a la derecha el robot requerirá poca luz, si los giras a la izquierda necesitará más luz para funcionar.

Ahora que hemos terminado la construcción de tu primer robot, aplicando la teoría de sensores, transistores y amplificadores como comparadores, puedes ideártelas para hacer que también huya de la luz y prefiera la obscuridad, y recuerda, tu robot Siente, Planifica y Actúa. Disfrútalo y presúmelo a tus familiares y amigos!

Recuerda analizar su operación y visitar http://www.alldatasheet.com para descargar las hojas de datos de los componentes utilizados para comprender mejor su funcionamiento.

***Artículo publicado originalmente en la revista electrónica “Hacia el Espacio“, de la Agencia Espacial Mexicana.***

Israel Téllez González
elprofe_tellez@hotmail.com

Control Remoto de 4 Canales

En esta ocasión, vamos a tener un primer acercamiento con el control de robots de forma remota, por medio de radio frecuencia.

Existen diversos módulos de comunicación inalámbrica que podemos controlar mediante el uso de microcontrolador o PC, sin embargo, en este artículo, por sencillez y economía, hemos seleccionado un par de módulos de 433.92 MHz, transmisor y receptor, que utilizan un simple circuito integrado codificador y decodificador respectivamente.

Se trata de los módulos TWS-BS y RWS-371, de la casa Wenshing, así como de los circuitos integrados HT12-E y HT12-D, de la empresa Holtek.

RWS_TWS

Los HT trabajan en pareja, siendo el HT12-E el codificador, y el HT12-D el decodificador, por lo que deben conectarse al transmisor y receptor respectivamente.

HT12E

Estos integrados permiten codificar la transmisión de datos en 4 bits (pin 10 al 13), lo que en principio nos permite tener hasta 15 canales, sin embargo, vamos primero por lo básico, utilizando solamente los 4 canales que de forma “natural” nos ofrecen estos integrados.

HT12-D

También tenemos la opción de poder utilizar más módulos TWS y RWS (emisor-receptor), en la misma frecuencia, dando una dirección a cada par de módulos, a partir de conectar a tierra las patillas 1 a 8 de los HT. Esto representa, en teoría, la posibilidad de poder tener hasta 255 controles remoto operando en la misma frecuencia.

Seguramente que ya estarás pensando en qué uso le darás a este control, y quizá recuerdes el primer robot que armamos en Hacia el Espacio de Noviembre, muy bien!, pues este control podría servir perfectamente para indicarle a ese móvil si va adelante, atrás, a la izquierda o a la derecha!.

Bien, toma nota de los materiales necesarios:

A) 02 Protoboard grande.
B) 02 Pila de 9 Volts “cuadrada”
C) 01 Regulador 7805
D) 04 Botón de “push”, de dos terminales
E) 04 Led de tu color favorito
F) 04 Resistores de 330 Ohms (Naranja, naranja, marrón, oro)
G) 01 Resistor de 1 Mega Ohm (Marrón, negro, verde, oro)
H) 01 Resistor de 47 Kilo Ohms (Amarillo, violeta, naranja, oro)
I) 01 Circuito integrado HT12-E
J) 01 Circuito integrado HT12-D
K) 01 Módulo transmisor TWS-BS
L) 01 Módulo receptor RWS-371
M) 01 Metro de alambre estañado calibre 22 AWG en color negro
N) 01 Metro de alambre estañado calibre 22 AWG en color rojo
O) 02 Broche para pila de 9 Volts

Ahora pasemos a la identificación de nuestro material:

Materiales_control_remoto

Como ya es costumbre, ubícate en tu lugar de trabajo, consigue un buen refrigerio y a trabajar!.

Toma nota del hecho que tanto los circuitos integrados HT, como los módulos TWS y RWS, tienen marcadas las patillas 1, y se deben de conectar en orden, revisa bien las fotos para no conectarlos de forma errónea.

Recuerda también que seguimos utilizando el sistema de coordenadas del Protoboard. Debido a que tenemos dos Protoboard, uno para transmisión y otro para recepción, empezaremos con el Protoboard para el transmisor:

Circuito integrado HT12-E: La patilla 1 debe quedar conectada al nodo E20, por lo que la patilla 18 quedará conectada al nodo F20.
Resistor R1: Nodos J22 y G23.
Botones “push”: B1 en nodo A33 y a negativo, B2 en nodo A36 y a negativo, B3 a nodo A39 y a negativo, B4 a nodo A42 y a negativo. (Negativo es la línea azul).
Módulo TWS-BS: La patilla 1 va conectada a H5, la 2 a H6, la 3 a H7, y la 4 a H8.

vista_componentes_Tx

Ahora colocaremos los puentes de alambre, en los nodos siguientes:

No. Puente Punta 1 Punta 2
1            J5                         NEGATIVO
2            J7                         POSITIVO
3            F6                        G21
4            J20                      POSITIVO
5            J24                      NEGATIVO
6            A28                     NEGATIVO
7            G25                    E42
8            G26                    E39
9            G27                    E36
10         G28                    E33

Broche porta pila: Conecta el hilo rojo a la línea roja del Protoboard y el hilo negro a la línea azul.

No olvides colocar un puente para cada línea, de lado a lado del Protoboard: rojo con rojo, azul con azul. Observa las fotos.

Llegó el momento de colocar la antena. Corta un alambre calibre 22, de 17.5 cms de longitud, “plánchalo” con los dedos y conecta solo una punta en el nodo G8 del proto.

Observa la fotografía que te muestra los puentes ya conectados con los componentes:

DSC03130

Muy bien!, ya tenemos nuestro transmisor, lo siguiente es montar nuestro Protoboard para el receptor, y queda de la siguiente forma:

Circuito integrado HT12-D: La patilla 1 debe quedar conectada al nodo E20, por lo que la patilla 18 quedará conectada al nodo F20.
Resistores: R1 a los nodos J22 y G23, R2 a los nodos G31 y E31, R3 a los nodos G34 y E34, R4 a los nodos G37 y E37, R5 a los nodos G40 y E40.
Módulo RWS-371: La patilla 1 va al nodo H1, la 2 a H2, la 3 a H3, la 4 a H4, la 5 a H14, la 6 a H15, la 7 a H16 y la 8 a H17.
Led’s:

No.       Patilla Larga      Patilla Corta
L1         POSITIVO           J31
L2         POSITIVO           J34
L3         POSITIVO           J37
L4         POSITIVO           J40

Regulador de Tensión 7805: Nodos H50, H51 y H52.
Broche Porta Pila: Hilo Negro al nodo F51, Hilo Rojo al nodo F52.

vista_componentes_Rx

Ahora colocaremos los puentes de alambre, en los nodos siguientes:

No.    Puente Punta 1    Punta 2
1         J1                                  NEGATIVO
2         J4                                  POSITIVO
3         F2                                 G24
4         J14                               POSITIVO
5         J15                               NEGATIVO
6         J16                               NEGATIVO
7        J20                                POSITIVO
8        A28                               NEGATIVO
9        G25                              A40
10     G26                              A37
11     G27                              A34
12     G28                              A31

No olvides colocar un puente para cada línea, de lado a lado del Protoboard: rojo con rojo, azul con azul. Observa las fotos.

Llegó el momento de colocar la antena. Corta un alambre calibre 22, de 17.5 cms de longitud, “plánchalo” con los dedos y conecta solo una punta en el nodo G17 del proto.

Aquí está la fotografía de cómo queda con los puentes colocados:

DSC03132

Excelente!, todo está listo, pero antes de continuar, revisa nuevamente todas y cada una de las conexiones en ambos Protoboard, de tal forma que evitemos un mal funcionamiento.

¿Listo?, empecemos por conectar la pila de 9 volts en el broche del Protoboard que contiene el receptor, si todo va bien, los 4 leds encenderán.

Una vez hecho esto, conecta la segunda pila de 9V al broche del Protoboard que contiene el transmisor, y si todo está correcto, los 4 leds en el receptor deberán apagarse.

DSC03137

Muy bien!, ahora puedes pulsar cualquier botón y deberá encender el led que le corresponde en el receptor.

DSC03135

En las fotografías los dos Protoboard aparecen juntos, pero es para poder mostrarlos en una sola imagen, en realidad puedes retirarlos hasta 30 metros en espacios cerrados y hasta 100 metros en exteriores sin obstáculos, experimenta con tu nuevo control y presúmelo a tus familiares y amigos!.

DSC03133

No olvides visitar http://www.alldatasheet.com, para descargar las hojas de datos de los componentes que utilizamos.

Para adquirir los módulos TWS y RWS, además de los circuitos integrados HT12-E y HT12-D, puedes hacerlo aquí: Módulos RF. Están listados bajo la clave 885.

Los demás componentes son de uso común y podrás adquirirlos en cualquier casa de electrónica.

Recuerda ponerte en contacto con nosotros para dudas o aclaraciones.

***Artículo publicado originalmente en la revista electrónica “Hacia el Espacio”, de la Agencia Espacial Mexicana.***

Israel Téllez González
elprofe_tellez@hotmail.com

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