Implementación de Robots con la

plataforma Arduino

Luisa Fernanda García Vargas - Flor Ángela Bravo Sánchez

Implementación de Robots con la

plataforma Arduino

El taller está dirigido a todo aquel que desee

iniciarse en la programación de robots con el

hardware libre Arduino.

Implementación de Robots con la

plataforma Arduino

A través de entornos de

programación gráfica para

sistemas Arduino, los

campuseros aprenderán a

controlar elementos que

hacen parte de un robot

sin necesidad de tener

conocimientos especiales

en programación.

Tomda de:

http://www.oupe.es/es/Secundaria/Tecnologias/proyadarvenacional/Galeria%20documentos/tecnologia

s_nac_4_interiores.pdf

MATERIALES DEL TALLER

MATERIALES

Un cable USB tipo AB ARDUINO UNO R3

MATERIALES

Montajes para las pruebas

Computador

IMPORTANTE

Sistema operativo: Windows, Mac or Linux (Debian)

SOFTWARE

IDE DE ARDUINO SCRATCH PARA ARDUINO

S4A

CONCEPTOS BÁSICOS

LED (Light Emitting Diode)

Imágenes tomadas de http://4.bp.blogspot.com/-

99yCe6pqfQY/T79VAENIvLI/AAAAAAAABoo/mfsy1qZdj5w/s1600/que+son+leds.jpg

Usos:

Indicadores de estado (encendido/apagado)

Pantallas electrónicas de LEDs

Control remoto (LEDs infrarrojos)

Iluminación

Alumbrado público y semaforización

Pantallas electrónicas

Iluminación de edificaciones y estructuras

Iluminación decorativa

POTENCIÓMETRO

Es una resistencia variable

Usos:

Elemento de control en los

aparatos electrónicos. Ej:

control de volumen

Detectar posición de

dispositivos. Ej: posición de la

articulación de un brazo

robótico

Imágenes tomadas de: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/b5/Potentiometer.jpg/220px-Potentiometer.jpg,

http://imagenes.unicrom.com.s3.amazonaws.com/descripcion_potenciometro1.gif

FOTORESISTENCIA o LDR

Imagen tomada de http://www.epysteme.us/shop/img/p/27-68-large.jpg

Usos:

Control de iluminación. Ej:

Encendido y apagado de luces

automáticamente

Detectar fuentes de luz. Ej: robot

seguidor de luz

Detector la presencia

Interruptor eléctrico

Usos:

Encendido y apagado. Ej: interruptor

de un bombillo.

Activar momentáneamente un

dispositivo (pulsador). Ej: timbre.

Detector de obstáculo

SERVOMOTOR

Usos

Cualquier sistema que

requiera un posicionamiento

mecánico preciso y

controlado

Aeromodelismo (alerones,

timón, etc.)

Movimiento de cámaras de

vigilancia

Robótica. Ej: Brazo robótico,

control de ruedas motrices.

CONCEPTOS BÁSICOS

Una señal es analóga cuando puede tomar

infinitos valores entre su valor mínimo y máximo.

Elementos analógicos: Entrada: potenciómetro

Salida: intensidad de luz

Vref

t

Vcc

CONCEPTOS BÁSICOS

Una señal es digital cuando puede tomar solo

dos valores (valores finitos). El máximo está asociado a: 1, on, verdadero, fuente

El mínimo está asociado a: 0, off, falso, tierra

Elementos digitales: Entrada: pulsador

Salida: prendido – apagado

abierto - cerrado

V

t

Imagen tomada de:

http://www.bricogeek.com/shop/200-589-

large/interruptor-on-off-cuadrado.jpg

on

off

INSTALACIÓN DEL

IDE DE ARDUINO

Instalación de Arduino

PASO 1

Descargar la IDE de Arduino de la página oficial según el

sistema operativo.

Link de descarga:

http://arduino.cc/es/Main/Software (Español)

http://arduino.cc/en/Main/Software (Ingles)

Disponible para:

Windows

Mac OS X

Linux

Instalación de Arduino en Windows

Contiene los drivers necesarios

para hacer funcionar la placa

Arduino con nuestro PC.

IDE de Arduino

Instalación de Arduino en Windows

• Instalación del Driver

Instalación de Arduino en Windows

• Instalación del Driver

Instalación de Arduino en Linux

En el siguiente enlace se encuentran las guías

para la instalación del IDE de Arduino según la

versión de Linux que se tenga.

http://arduino.cc/playground/Learning/linux

IDE DE ARDUINO

Editor de texto para

escribir el código

Botones de acceso

rápido

Consola

Área de

mensajes

Menú

CONFIGURACIÓN DEL IDE DE ARDUINO

1

2 3

CONFIGURACIÓN DEL IDE DE ARDUINO

1

2 3

INSTALACIÓN

SCRATCH PARA ARDUINO-S4A

INSTALACIÓN DEL S4A

PASO 1: Descargar e instalar el software S4A

dependiendo del sistema operativo.

Link de descarga:

http://seaside.citilab.eu/scratch/downloads

Disponible para: Windows, Mac or Linux (Debian).

INSTALACIÓN DEL S4A

PASO 2: Instalar el firmware de S4A para que la

tarjeta pueda comunicarse con este programa.

Link del firmware de S4A:

http://seaside.citilab.eu/S4AFirmware14.pde

1. Copiar el código del firmware de S4A

2. Pegarlo en el IDE de Arduino

3. Descargarlo a la tarjeta

INSTALACIÓN DEL S4A

PASO 3: Finalmente se ejecuta S4A y de realiza

el diseño haciendo uso de las librerías de bloques

INTRODUCCIÓN A S4A

S4A

CONFIGURACIÓN PUERTOS

Salidas digitales (pines

digitales 10,11 y 13)

Salidas analógicas

(pines digitales 5, 6 y 9)

Entradas digitales

(pines digitales 2 y 3)

Entradas analógicas

(pines de entrada

analógica A0 – A5)

Servomotores RC (pines

digitales 4, 7, 8 y 12)

5V 0V

Funciones básicas

Salidas digitales

Asignar valores (encendido/apagado) a las salidas

digitales de la tarjeta Arduino

Funciones básicas

Salidas analógica

Asignar valor (0-255 que corresponden a 0-5

voltios) a salidas analógicas de la tarjeta Arduino

Funciones básicas

Entrada digital

Leer estado de un sensor digital (encendido/apagado)

Funciones básicas

Entrada analógica

Leer los valores de un sensor analógico (0-1023 que

corresponden a 0-5 voltios)

Funciones básicas

Control Servomotor

Girar un servomotor para colocarlo con un ángulo

concreto (0° - 180°)

Entradas análogas y digitales

Monitoreo de los valores de los puertos de

entrada análogos y digitales

Funciones básicas

Controlar la ejecución de un programa

Funciones básicas

Definir cuantas veces se repite las instrucciones

Repite 10

veces las

instrucciones

Repite

siempre las

instrucciones

Funciones básicas

Esperar cierto tiempo para continuar con la

siguiente instrucción

Funciones básicas

Ejecutar una instrucción solo cuando se cumpla

una condición

Si cumple la

condición

ejecuta la

instrucción

Si cumple la

condición

ejecuta la

instrucción

(1) de lo

contrario

ejecuta la (2)

(1)

(2)

Funciones básicas

Crear una variable

Asigna un valor

Retorna el valor

Oculta o muestra la variable

en la pantalla

Le suma un valor

PROGRAMACIÓN DEL

ARDUINO CON S4A

EJERCICIO 1: LED INTERMITENTE

Objetivo: Encender y apagar un LED

Imagen tomada de: http://3.bp.blogspot.com/_I07DBaBH6X4/TUtlA-

329iI/AAAAAAAAAUs/jvtLDn8qHxA/s1600/leds.jpg

EJERCICIO 1: LED INTERMITENTE

MONTAJE 1 PUERTO 13

GND 5V

220Ω

LED

EJERCICIO 1: LED INTERMITENTE

Paso a Paso

1. Iniciar el programa al presionar bandera

2. Repetir el código por siempre

3. Poner el puerto digital 13 a 5V (Encendido)

4. Poner un tiempo de espera para ejecutar la siguiente

instrucción (tiempo de encendido del led).

5. Poner el puerto digital 13 a 0V (apagado)

6. Poner un tiempo de espera para ejecutar la siguiente

instrucción (tiempo de encendido del led).

EJERCICIO 2: LED + POTENCIÓMETRO

Variación de la intensidad de luz de un LED con

un potenciómetro

EJERCICIO 2: LED + POTENCIÓMETRO

MONTAJE 2 5

GND 5V A0

EJERCICIO 2: LED + POTENCIÓMETRO

Paso a paso

1. Iniciar el programa al presionar bandera

2. Repetir el código por siempre

3. Crear dos variables: intensidad y potenciómetro

4. Asignar a la variable potenciómetro el valor

leído en la entrada análoga A0

5. Asignar a la variable intensidad el valor

redondeado de potenciómetro/K donde

K=1024/255 (factor de reducción)

6. Asignarle a la salida analógica 5 el valor de la

variable intensidad

EJERCICIO 3: LED + PULSADOR

Encender y apagar un LED por medio de un

pulsador

EJERCICIO 3: LED + PULSADOR

MONTAJE 3

13

GND 5V

2

EJERCICIO 3: LED + PULSADOR

Paso a paso

1. Iniciar el programa al presionar bandera

2. Repetir el código por siempre

3. Usar un bloque condicional si…si no

4. Preguntarse si es cierto (true) que la

entrada digital 2 esta a 5V (presionado

el pulsador)

5. Si es verdad: Poner el puerto digital 13 a

5V (Encendido)

6. Si es falso: Poner el puerto digital 13 a

0V (apagado)

EJERCICIO 4: LED + FOTOCELDA

Control de la frecuencia de parpadeo de un LED

mediante una fotocelda

EJERCICIO 4: LED + FOTOCELDA

MONTAJE 4

13

GND 5V A0

EJERCICIO 4: LED + FOTOCELDA

Paso a paso

1. Iniciar el programa al presionar bandera

2. Repetir el código por siempre

3. Crear una variables llamada Fotocelda

4. Poner el puerto digital 13 a 5V (Encendido)

5. Poner un tiempo de espera igual a la variable

fotocelda dividido 400 (tiempo de encendido del led).

6. Poner el puerto digital 13 a 0V (apagado).

7. Poner un tiempo de espera igual a la variable

fotocelda dividido 400 (tiempo de apagado del led).

EJERCICIO 5: SERVO+POTENCIÓMETRO

Control de posición un servo con un potenciómetro

Imagen tomada de:

http://www.roboticapy.com/tienda/images/900-00005-M.jpg

0°

180°

EJERCICIO 5: SERVO+POTENCIÓMETRO

MONTAJE 5

8

GND 5V A0

EJERCICIO 5: SERVO+POTENCIÓMETRO

Paso a paso

1. Iniciar el programa al presionar bandera

2. Ubicar el servo conectado en el puerto 8 a 90°

3. Repetir el código por siempre

4. Crear dos variables: Sensor y Ángulo

5. Asignar a la variable Sensor el valor leído en

la entrada análoga A0

6. Asignar a la variable Ángulo el valor

redondeado de la variable sensor*K donde

K=180/1024=0.18

7. Ubicar el servo conectado en el puerto 8 al

ángulo dado por la variable Ángulo

EJERCICIO 6: CONTROL MOTOR DC

Control del sentido de giro de un motor dc a través

de un pulsador

EJERCICIO 6: CONTROL MOTOR DC

MONTAJE 6

11

GND 5V

5 10 2

EJERCICIO 6: CONTROL MOTOR DC

Puente H: L293D

Imagen tomada de: http://www.ectinschools.org/images/techno/pic/image009.jpg

Pin 0 Pin 1 Giro del Motor

Encendido (5V) Apagado (5V) Adelante

Apagado (5V) Encendido (5V) Atrás

EJERCICIO 3: LED + PULSADOR

Paso a paso

1. Iniciar el programa al presionar bandera

2. Repetir el código por siempre

3. Usar un bloque condicional si…si no

4. Preguntarse si es cierto (true) que la entrada

digital 2 esta a 5V (presionado el pulsador)

5. Si es verdad:

a) Poner el puerto digital 10 a 5V (encendido)

b) Poner el puerto 11 a 0V (apagado)

c) Poner la salida analógica 5 a 100

6. Si es falso:

a) Poner el puerto digital 10 a 0V (apagado)

b) Poner el puerto 11 a 5V (encendido)

c) Poner la salida analógica 5 a 100