Este documento presenta la teoría, hardware y software del laboratorio electrónico de robótica Handy Cricket. Explica brevemente el origen de la robótica y define un robot. Describe los componentes del kit Handy Cricket, incluyendo el microcontrolador, motores, sensores y software Cricket Logo para programar robots. Finalmente, proporciona ejemplos de comandos de programación y características del software.

1. Teoría, Hardware y Software Laboratorios Electrónicos de Robótica Handy Cricket

2. Introducción La robótica es un concepto de dominio público. La mayor parte de la gente tiene una idea de lo que es la robótica, sabe sus aplicaciones y el potencial que tiene; sin embargo, no conocen el origen de la palabra robot, ni tienen idea del origen de las aplicaciones útiles de la robótica como ciencia.

3. Hechos Históricos Antiguamente los robots eran conocidos con el nombre de autómatas, y la robótica no era reconocida como ciencia, es mas, la palabra robot surgió hace mucho después del origen de los autómatas. Adán y Eva – Automatas Creados y Programados por Dios Prometeo creo el primer hombre y la primer mujer con barro y animados con el fuego de los cielos. – Mitologia Griega

4. Definición Un robot es un dispositivo electrónico generalmente mecánico, que desempeña tareas automáticamente, ya sea de acuerdo a supervisión humana directa, a través de un programa predefinido o siguiendo un conjunto de reglas generales.

6. Handy Cricket El trabajo con los módulos de Robótica Handy Cricket, es una experiencia de aprendizaje, la cual abre una puerta al desarrollo de la creatividad y el pensamiento. permitiendo a los estudiantes adquirir una visión diferente, al enfrentarse al análisis, diseño y solución de problemas.

7. Handy Cricket La utilización de este tipo de materiales en el aula, desarrolla los diferentes tipos de inteligencias del estudiante: dinámica corporal, espacial, musical, lingüística y lógica matemática, que representan diferentes caminos del pensamiento. Con estos laboratorios los estudiantes son envueltos en dos tipos de construcción: Están construyendo estructuras con elementos de alta tecnología y materiales de uso común en un aula de clase. Están creando programas en el computador.

8. Contenido del Laboratorio Componentes del Laboratorio de Robótica

9. Cricket (Componente Base) Microprocesador PICmicro® PIC16C715 2048 bytes de Memoria ROM Memoria Serial EEPROM para programas de usuario. 24LC32 4096 bytes de almacenaje no volátil Chip de comunicaciones IrDA (datos asociados Infrarojo). Sharp GP2W0001YP Comunicaciones infrarrojas bi-direccional Controlador de motor dual H-bridge Texas Instruments SN754410NE

10. Cricket (Componente Base) 2 Puertos de Salida. Motores Pilotos 2 LED Bicolores 2 Puertos de Entrada. Sensores Analógicos Pushbutton. Inicia o Detiene el programa grabado en el Cricket, y su estado es monitoreado por un LED bicolor 2 Puertos de Expansión. Tipo Bus

11. Fuente de energía

12. Interfaz de Comunicaciones

13. Interfaz de Comunicaciones Interfaz de comunicación que establece comunicación del computador con el componente base, para la transferencia directa del programa a este. La alimentación de la interfaz es con una pila de 9V La interfaz viene acompañada con un cable de comunicación RS232, terminales DB9 macho y DB9 hembra

14. Sensores y Motores

15. Motores Dos motores DC pequeños Referencia. Estos motores trabajan desde 3VDC hasta 12VDC.

16. Piloto Este bulbo trabaja con 6V y 70 mA

17. Sensor de Luz Fotorresistencia

18. Interruptor Interruptor redondo de tipo de luz de pulso (NA)

19. Composición de Las Memorias del Cricket Hay tres tipos de memoria en el cricket: La MEMORIA DE SÓLO LECTURA de PIC (2048 palabras de 14 bits) La RAM de PIC (96 bytes) El EEPROM externa (4096 bytes)

20. Composición de Las Memorias del Cricket Los bancos de la MEMORIA DE SÓLO LECTURA (ROM) del PIC interpretan operaciones del sistema. OTPROM – ROM Programable Una Vez por el Fabricante Los bancos de la RAM del PIC interpreta el estado interno de la pila, Usando un código de ejecución con variables globales dadas por el usuario. El programa Logo, usa arreglos de datos, y graba en la memoria EEPROM externa

21. Plano de la EEPROM Externa 0x000-0xfef (los datos del usuario) 4096 bytes 0xff0/0xff1 (boton # 1 ptr) 2 bytes 0xff2/0xff3 (botón # 2 ptr) 2 bytes 0xff4-0xffe (el nombre de CRICKET) 11 bytes 0xfff (la bandera de autoencendido) 1 byte El usuario tiene acceso a la escritura de la memoria EEPROM después de la siguiente dirección (0x500).

22. Composición de la Interfaz del Cricket Se utilizaron componentes protocolo IRDA ( datos asociados Infrarrojo ) con el esquema de modulación que produce una tasa efectiva de comunicación de 50K baudios desde el infrarrojo de la interfaz hasta la EEPROM del cricket; Sin embargo, la velocidad es de 9600 baudios entre el puerto Serial del computador y la Interfaz del Cricket.

23. Forma de Señal Es una señal orientada en bytes; Cada byte es transmitido al computador serialmente y este a su ves es transmitido vía IRDA al cricket. y cada byte recibido por el Cricket se hace traducido a un byte serial para la PC. Los pulsos indican los lapsos de tiempo de transmisión. son 8 bits de datos, y se envía de primero el menos significativos. El intervalo entre bit y bit es de 50 µs, el largo del pulso debería de ser de 4 µs. 4 µS 4 µS 4 µS 4 µS 50 µS 8 µS 8 µS 12 µS 8 µS 6 Bits mas Pulso de Preinicio inicio Bit ‘1’ Bit ‘0’ Bit Bit Menos Sig. Parar Bit

24. Software Cricket Logo El Cricket Logo es el software con el cual se puede programar el Handy Cricket. Este consta de su propio lenguaje de programación, mas orientado hacia los estudiantes estadounidenses ya que la programación es fácil, pero en ingles.

25. Cricket Logo Indica lectura del Sensor Zona para escribir programas Centro de Comando Seleccionar Puerto Serial

26. Cricket Logo (Ventanas) Display . El display muestra la lectura del sensor ya sea en el puerto a o puerto b, depende del puerto seleccionado. Centro de Comandos . En el centro de comandos solo se puede escribir una instrucción a la vez. Esto es muy útil para saber si cierto dispositivo esta funcionando correctamente o si una instrucción en general esta haciendo su propósito. Selección de Puerto Serial. Aquí se selecciona el puerto al cual se ha conectado la interfaz de comunicación Cricket Logo Programs. Aquí ya se puede escribir el programa o conjunto de instrucciones que lleven a un propósito común. Una vez se halla escrito el programa, se pulsa el botón descargar (Download) para poder guardar el programa en el Handy Cricket

27. Algunos Comandos de Programación a, Selecciona el motor A a ser controlado. b, Selecciona el motor B a ser controlado ab, Selecciona ambos motores a ser controlados on Enciende los motores seleccionados. off Apaga los motores seleccionados. onfor duration Enciende los motores seleccionados por una duración de tiempo thisway Fija los motores seleccionados para ir en dirección derecha. thatway Fija los motores seleccionados para ir en dirección izquierda. Rd Reversa la dirección de los motores seleccionados. setpower level Fija el nivel de potencia del motor(es) seleccionado(s).

28. Ejemplo

29. Características del Software - Definición de procedimiento con valores de entrada y retorno. - Variables globales y entradas de procedimiento local. - Estructuras de control como if, repeat, y loop; - Un Sistema de números de 16 bits (adición, sustracción, división, remanente, - comparación, operaciones de tipo bit, función aleatoria) - Primitivas de motor y sensor - Funciones de sincronización y funciones de toque de notas musicales.