Fundamentos Esenciales de Robótica y Programación de Sistemas Automatizados

Etapa 1: Fundamentos de la Robótica

Características de un Robot

Para que una máquina se considere un robot, debe cumplir con las siguientes características:

• Reprogramable: Permite cambiar un proceso o funcionamiento para lograr una nueva secuencia de movimientos o procesos.
• Manipulador: Permite mover uno o varios objetos en el espacio y orientarlos en la posición que deben ser colocados.
• Multifuncional: Desarrolla tareas diversas.
• Repetitivo: Capacidad de los robots para llevar a cabo acciones las veces que sean programadas.
• Exacto: Realiza acciones con la misma precisión.

Componentes Esenciales de un Sistema Robótico

Para que una máquina se considere robot, tiene que tener lo siguiente:

• Hardware: Estructura física.
• Software: Instrucciones en el sistema de control para desarrollar tareas específicas.
• Sensores: Detectan cambios en el entorno, miden magnitudes y envían información.
• Movimiento: Debe tener acción o movimiento.
• Fuente de Energía: Para convertirla en trabajo al efectuar movimientos.

Máquinas Simples y Compuestas

Máquinas Simples

• Palanca
• Tornillo
• Plano inclinado
• Polea
• Torno
• Cuña

Máquinas Compuestas

• Excavadora
• Máquina de coser
• Bicicleta

Leyes de la Robótica de Asimov

1. Un robot no puede dañar a un ser humano ni, por inacción, permitir que un ser humano sufra daño.
2. Un robot debe cumplir las órdenes dadas por los seres humanos, excepto si dichas órdenes entran en conflicto con la Primera Ley.
3. Un robot debe proteger su propia existencia en la medida en que esta protección no entre en conflicto con la Primera o la Segunda Ley.

Clasificación de Robots por Generación

• Primera Generación (1G): Manipuladores.
• Segunda Generación (2G): De aprendizaje.
• Tercera Generación (3G): Con control sensorizado.
• Cuarta Generación (4G): Inteligentes.
• Quinta Generación (5G): (Generalmente se refiere a robots con mayor autonomía e inteligencia artificial avanzada).

Etapa 2: Interfaz y Programación del Robot

Menú Principal y Opciones de Archivo

Menú File

Contiene las opciones básicas de gestión de archivos:

• New: Para iniciar un programa nuevo.
• Open: Para abrir un programa, ya sea para ejecutarlo o editarlo.
• Save: Guarda el programa actual.
• Save As: Guarda el programa con un nuevo nombre o ubicación.
• Exit: Cierra el programa.

Área de Botones de Control

• Download: Compila y descarga el programa en la CPU del robot.
• Run: Inicia la ejecución del programa.
• Stop: Detiene el programa en ejecución.
• WWW: Enlace a la página oficial.
• Exit: Cierra el programa.

Área de Comandos y Funciones de Programación

Funciones Básicas

• Functions: Grupo de órdenes a las que se les asigna un nombre para ser reutilizadas.
• Variable: Declara variables para funciones.
• Calculate: Realiza cálculos para las funciones.
• Delay: Da la instrucción de esperar por un periodo determinado de tiempo.

Chips (Control de Actuadores)

• DC Motor: Controla el movimiento de motores de corriente directa.
• Servo: Controla los grados de posición en los servomotores.
• Voice: Programa la bocina.
• Dot Matrix: Matriz o arreglo de LEDs que pueden ser encendidos y apagados.
• On: Activa los puertos de salida seleccionados.
• Off: Apaga los puertos de salida seleccionados.

Estructuras de Control de Flujo

Estructura While (Ciclos Condicionales)

Presenta los siguientes comandos:

• While: El robot evalúa una condición; mientras esta condición sea verdadera, repetirá las instrucciones que estén dentro del bloque While.
• Break: Se utiliza para salir de un ciclo.
• Loop: Se utiliza para ordenar al robot que repita una o más veces las instrucciones que estén dentro del estatuto Loop.

Estructura If-Else (Control Condicional)

Estatuto de control condicional. El robot evalúa la condición con ayuda de sus sensores.

Comandos de Control Remoto y Aleatorio

• IR Remote Control 5: Condiciona los movimientos del robot a través de un control remoto de 5 botones y un receptor infrarrojo.
• IR Remote Control 8: Condiciona los movimientos del robot a través de un control remoto de 8 botones y un receptor infrarrojo.
• Bluetooth R/C 12: Condiciona los movimientos del robot a través de un control remoto de 12 botones y un módulo Bluetooth.
• Bluetooth R/C 10: Condiciona los movimientos del robot a través de un control remoto de 10 botones y un módulo Bluetooth.
• Contact S/W: Condiciona las acciones del robot por medio de sensores de contacto.
• Rand: Función de control aleatorio.

Sensores: Definición y Tipos

Definición de Sensor

Un sensor es un dispositivo que detecta eventos o cambios en su entorno físico o químico, mide magnitudes y envía la información al procesador.

Tipos de Sensores

• IR Sensor (Infrarrojo): Emite un haz de luz que es interrumpido por el objeto a detectar.
• Magnetic (Magnético): Par de láminas metálicas que se atraen en presencia de un campo magnético, cerrando el circuito.
• PIR Sensor (Infrarrojo Pasivo): Mide la luz infrarroja radiada de los objetos situados en su campo de visión.
• Tilt Sensor (Inclinación): Detecta la inclinación de un objeto a través de un mecanismo físico al alcanzar cierto ángulo.
• Color Sensor: Emite luz RGB (roja, verde, azul) sobre los objetos, calcula las coordenadas cromáticas y las compara con los valores de referencia guardados.