El documento describe la historia y evolución de los robots educativos Lego Mindstorms. Explica las tres generaciones principales de bloques programables (RCX, NXT y EV3), sus características y mejoras. También detalla los componentes clave de los bloques como el microcontrolador, pantalla, puertos y forma de programación e interacción con sensores y motores.

1. ❧
Colegio Nicolás
Esguerra
Juan Gutiérrez
Manuel Forero Romero
903
John Alexander Caraballo

2. ❧❧ La evolución de los modelos educativos no ha sido en consonancia con la evolución de las
nuevas herramientas tecnológicas, dándole a estas un uso rudimentario en el proceso de
enseñanza aprendizaje, tendencia que en los últimos años se ha ido revertiendo.
❧ Actualmente las nuevas tecnologías juegan un papel importante en el proceso de enseñanza
aprendizaje, siendo los países desarrollados los pioneros en la inclusión de ellas, los cuales han
transitado hacia nuevos modelos educativos, tales como los sustentados en la promoción de la
creatividad mediante el uso de la robótica.
❧ En lo que a estos nuevos conceptos de enseñanza aprendizaje se refiere, se incluye la
realización de robots para facilitar el trabajo académico, empleando dichos robots como
herramienta para enseñar y aprender sobre la ingeniería mecatrónica y la robótica.
❧ En este orden de ideas se plantea la robótica educativa como una actividad transdisciplinar, que
representa una alternativa didáctica, que de forma paralela a los métodos ya establecidos, desde
la perspectiva instrumental, mediante el desarrollo de sistemas robóticos con fines didácticos,
permite el aprendizaje en el que los estudiantes encuentren circunstancias favorables para la
construcción de conceptos y de su interpretación personal de la realidad. Sin embargo, el
planteamiento y desarrollo de las prácticas debe estar guiado por personal con formación en
didáctica y pedagogía, que aporte su conocimiento y experiencia en el ámbito educativo.
Introducción a la
robotica

3. ❧
❧ Lego Mindstorms es una línea de juguetes de robótica
para niños fabricado por la empresa LEGO, que posee
elementos básicos de las teorías robóticas, como la unión
de piezas y la programación de acciones en forma
interactiva. Este robot fue comercializado por primera vez
en septiembre de 1998. El bloque RCX tiene tres
versiones oficiales: 1.0, 1.5 y 2.0, las cuales presentan
mejoras en el software sin verse afectado mayormente el
hardware que se vende con el bloque, sin embargo, la
parte electrónica de los bloques no es compatible, ya que
las tres versiones poseen distintas regulaciones de
voltaje, pero aun así no afecta el hardware que posee el
bloque.
Historia de la robótica
RCX

4. ❧
❧ El bloque NXT es una versión mejorada a partir de Lego Mindstorms RCX,
que generalmente se considera la predecesora y precursora de los
bloques programables de Lego.
❧ Debido a la comercialización de los bloque programables, Lego vendió la
generación NXT en dos versiones: Retail Version y Education Base Set.
Una ventaja de la versión Educacional es que se incluía las baterías
recargables y el cargador, pero esta misma versión debía comprar el
software según el tipo de licencia: Personal, Sala de clases, Sitio.
❧ Además, Lego dispuso de varios kits para desarrolladores según las
características de los programas que estuvieran desarrollando,
❧ Software Developer Kit (SDK), que incluía los controladores del puerto de
USB, archivos ejecutables y referencia a los bytecodes.
❧ Hardware Developer Kit (HDK), incluía la documentación y esquemas para
los sensores de NXT.
❧ Bluetooth Developer Kit (BDK), documentos de los protocolos usados para
la comunicación Bluetooth
Historia de la robótica
NXT

5. ❧❧ La tercera generación EV3, evolution 3, comenzó a comercializarse en 2013. La versión normal
permite realizar cinco modelos de base. En el sitio web de acompañamiento hay robots
adicionales. Hay además otros sitios webs donde se muestran las instrucciones para construir
otros modelos y se venden también libros donde se muestran otros modelos adicionales así como
guías para desarrollar sus propios modelos.
❧ El bloque EV3 actúa como centro de control y fuente de potencia del robot. Tiene:
❧ 4 puertos de entrada rj45 (para conectar los sensores al bloque EV3)
❧ 4 puertos de salida rj45 (para conectar los motores al bloque EV3)
❧ Un puerto mini USB para PC (para conectar el bloque EV3 a un ordenador)
❧ Un puerto de host USB (para agregar un conector Wi-Fi y establecer conexiones en cadena)
❧ Un puerto para tarjetas Micro SD (para ampliar la memoria disponible en el bloque EV3)
❧ Un altavoz integrado
❧ Receptor de señales infrarrojas para recibir comandos
❧ Receptor Bluetooth y wifi.
❧ El conjunto se completa con
❧ 2 servomotores (paso a paso) grandes y un servomotor (paso a paso) pequeño
❧ Sensores de color, de contacto
❧ Mando a distancia por señales infrarrojas
❧ Guía de usuario
❧ las piezas de fijación, de movimiento y flexibles especiales, las fijas compatibles con Lego
Technic.
Historia de la robótica
EV3

6. ❧❧ Microcontrolador
❧ Su microcontrolador interno es Hitachi H8/3292, que funciona a 5 volts y una velocidad
aproximada de 16 Mhz, siendo esa su velocidad máxima para la serie de Hitachi H8/3000. Posee
una memoria ROM de 16 Kb, una memoria RAM externa de 32 Kb y posee un decodificador
Analógico Digital que permite transformar las distintas entradas de energía en bits. Su empaque
original es de un circuito impreso, que carece de zócalos de conexión, y se encuentra soldada a
la base del circuito impreso del bloque.
❧ Entradas y salidas
❧ Como medio de entradas posee tres conectores que permite capturar la información que proviene
del los distintos sensores. Las entradas se conforma por un bloque de 2x2, que sus cabezas se
encuentran rodeadas de un material conductor que permite la lectura del sensor.
❧ Pantalla LCD
❧ La pantalla de LCD que trae el Lego Mindstorms permite visualizar tres zonas de datos:
❧ Superior, detección en las entradas de los sensores y el nivel de carga de las baterías.
❧ Central, zona alfanumérica que permite ver el contador, temporizador o valores registrados por
un sensor.
❧ Inferior, indica el sentido de movimiento de los motores.
❧ Lateral izquierdo, muestra si hay conexión inalámbrica mediante el puerto infrarrojo
Componente y
especificaciones de NXT

7. ❧
❧ Puerto infrarrojo y comunicación
❧ En la parte delantera del bloque RCX, el Lego Mindstorms
trae un puerto infrarrojo que le permite la comunicación con el
computador para transferir el firmware y los programas.
Funciona a una frecuencia de 37 Khz, que se asemeja a un
control remoto de un televisor, transmitiendo datos a una
velocidad aproximada de 2.400 bps, lo que implica que cada
bit se transmite a 417 us.
❧ Alimentación eléctrica
❧ La alimentación eléctrica del bloque es mediante 6 baterías
AA de 1,5 volts, las cuales se conectan en la parte posterior
del bloque. Las baterías se conectan en paralelo y
proporcionan energía tanto al bloque como a los motores que
se conectan al mismo bloque.
❧ Una advertencia que se realiza en el manual de Lego
Mindstorms es el reemplazo de las baterías, que ella alimenta
a la pila que se encuentra dentro del bloque, permitiendo
almacenar los distintos programas y el firmware básico. Si el
reemplazo demora más de 1 minuto, la información
almacenada se pierde.

8. ❧