MI PRIMER ROBOT - CARRO ROBOTICO

 

 Mi Primer Robot

Unidad 1: ¿Qué es Arduino? (El Cerebro)

Teoría:
Imaginen que Arduino es el cerebro de nuestro robot.

1. Entradas (Sentidos): Sensores que le dicen qué pasa afuera (ojos, tacto).

2. Procesamiento (Pensamiento): El programa que nosotros escribimos.

3. Salidas (Acciones): Lo que el robot hace (mover motores, encender luces).

Concepto clave: La Electricidad

• Voltaje (V): Es la fuerza del agua en una manguera.

• Corriente (I): Es la cantidad de agua que fluye.

• Resistencia (R): Es un apretón en la manguera que deja pasar menos agua.

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Unidad 2: El Entorno de Programación (El Idioma)

Todo programa de Arduino tiene dos bloques obligatorios. Imagínalo como la rutina de un estudiante:

codeC++

void setup() {
  // Lo que haces UNA VEZ al despertar (ponerse el uniforme).
}

void loop() {
  // Lo que repites TODO EL DÍA (respirar, caminar, estudiar).
}

Reglas de oro (Sintaxis):

• Cada instrucción termina en punto y coma ;

• Las llaves { } encierran un grupo de instrucciones.

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Unidad 3: Ejercicios de Entrenamiento (Antes del Carro)

Ejercicio 1: "Hola Mundo" (Hacer parpadear un LED)

Objetivo: Entender cómo dar órdenes a un pin.

• Código:

  codeC++

  void setup() {
    pinMode(13, OUTPUT); // Decimos que el huequito 13 enviará energía.
  }
  void loop() {
    digitalWrite(13, HIGH); // Encender (5 Voltios)
    delay(1000);            // Esperar 1 segundo
    digitalWrite(13, LOW);  // Apagar (0 Voltios)
    delay(1000);            // Esperar 1 segundo
  }

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Unidad 4: Los "Ojos" del Robot (Sensores)

1. El Sensor de Ultrasonido (Evita Obstáculos)

Funciona como un murciélago. Envía un sonido, rebota en la pared y regresa.

• Lógica: Si el tiempo de rebote es corto, el objeto está cerca.

2. El Sensor Infrarrojo (Seguidor de Línea)

Lanza una luz que no vemos.

• Blanco: Rebota la luz (El sensor dice "estoy en blanco").

• Negro: Se traga la luz (El sensor dice "estoy en la línea").

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Unidad 5: Los "Músculos" (Motores y Puente H)

Arduino es inteligente pero "débil". No puede mover los motores directamente porque se quemaría. Necesitamos un Puente H (L298N), que es como un interruptor de potencia que recibe órdenes de Arduino y toma la fuerza de las pilas.

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Unidad 6: Lógica de los Proyectos Finales

Proyecto A: Carro Evita Obstáculos (Lógica de Decisión)

Pseudocódigo (Lenguaje humano):

1. Avanzar.

2. Medir distancia con el ultrasonido.

3. SI distancia es menor a 20cm:

   • Detenerse.

   • Retroceder un poco.

   • Girar a la derecha.

4. SI NO:

   • Seguir adelante.

Proyecto B: Carro Seguidor de Línea (Lógica de Comparación)

Usamos dos sensores abajo (Izquierdo y Derecho).

• Si ambos ven BLANCO: Avanzar recto.

• Si el DERECHO ve NEGRO: Girar a la derecha (para volver a la línea).

• Si el IZQUIERDO ve NEGRO: Girar a la izquierda.

• Si ambos ven NEGRO: Detenerse (llegada).

ANALISIS DEL CODIGO DE LA TABLA DE MULTIPLICAR

 RESPONDER EN SUS CUADERNOS LAS SIGUIENTES PREGUNTAS Y ENTREGAR ANTES DE SALIR

Al ejecutar el programa:

numero = int(input("¿De qué número quieres la tabla?: "))

print(f"--- Tabla del {numero} ---")

# El range va de 1 a 11 para incluir el 10

for i in range(1, 11):

    resultado = numero * i

    print(f"{numero} x {i} = {resultado}")

Dá como resultado:

¿De qué número quieres la tabla?: 4

--- Tabla del 4 ---

4 x 1 = 4

4 x 2 = 8

4 x 3 = 12

4 x 4 = 16

4 x 5 = 20

4 x 6 = 24

4 x 7 = 28

4 x 8 = 32

4 x 9 = 36

4 x 10 = 40

Cuestionario de Análisis de Código: Tablas de Multiplicar

1. Sobre la entrada de datos (Input):

• ¿Para qué sirve la función int() que envuelve al input()?

• ¿Qué pasaría con el programa si el usuario ingresa una letra en lugar de un número?

2. Sobre la lógica del bucle (For Loop):

• En la instrucción range(1, 12), ¿cuál es el número de inicio y cuál es el número de parada (límite superior)?

• Si queremos que la tabla muestre los resultados multiplicando del 1 al 11, ¿por qué no podemos poner range(1, 11)? Explica la característica "excluyente" del segundo parámetro.

3. Sobre el funcionamiento de las variables:

• ¿Qué función cumple la variable i dentro del bucle? ¿Qué valores va tomando en cada repetición (iteración)?

• ¿Cuál es el propósito de la variable resultado y por qué debe estar identada (con espacio a la izquierda) dentro del for?

4. Sobre el formato de salida (F-strings):

• En la línea print(f"{numero} x {i} = {resultado}"), ¿qué significa la letra f antes de las comillas?

• ¿Qué sucede con las palabras escritas entre llaves {} al momento de mostrarse en la pantalla?

5. Ejercicio de lógica:

• Si el usuario ingresa el número 5, ¿cuál será exactamente la última línea que imprimirá el programa y por qué?

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SEGUIDOR DE LINEAS EN ARDUINO

 

INVESTIGACION PREVIA:

• Que es una variable en arduino?
• Que es una constante en arduino?
• Para que sirve la estructura de control IF en arduino?
• Que es un diagrama de flujo en arduino?
• Que se necesita par armar un carro seguidor de lineas?
• Investigue acerca del sensor TCRT5000 en arduino

QUE NECESITAMOS PARA ARMAR UN CARRO EN ARDUINO (EVASOR DE OBSTACULOS / SEGUIDOR DE LINEAS)

1. Conceptos Básicos de Electrónica

Antes de conectar cables, el estudiante debe entender cómo fluye la energía:

• Voltaje, Corriente y Polaridad: Diferenciar entre el polo positivo (+) y negativo (-) para evitar quemar componentes.

• Uso de la Protoboard (Placa de pruebas): Entender cómo están conectadas las filas y columnas internamente para hacer puentes.

• Identificación de Componentes: Saber qué es un LED, una resistencia, un motor DC y, lo más importante, el Sensor Ultrasónico (HC-SR04) y el Puente H (L298N o L293D) que controla los motores.

2. Programación en Arduino (Nivel Principiante)

No es necesario que escriba código desde cero de memoria, pero debe entender la lógica de lo que está copiando o modificando:

• Estructura del Código: Diferencia entre void setup() (configuración inicial) y void loop() (instrucciones que se repiten).

• Variables y Tipos de Datos: Saber que se pueden guardar números (como la distancia medida por el sensor) en variables.

• Condicionales (Lógica IF/ELSE): Este es el "cerebro" del robot: "SI la distancia es menor a 20 cm, ENTONCES detente y gira; SI NO, sigue adelante".

• Lectura de Sensores: Entender cómo el sensor ultrasónico envía un pulso y mide el tiempo que tarda en regresar para calcular la distancia.

3. Manejo de Componentes Específicos

• El Sensor Ultrasónico (HC-SR04): Entender que funciona como el oído de un murciélago (emite sonido y recibe el eco).

• Control de Motores (Puente H): Saber que los motores no se conectan directo al Arduino (porque lo quemarían), sino a través de un controlador que regula la potencia y dirección.

• Servomotor (Opcional): Si el robot mueve el sensor de lado a lado para "mirar" antes de girar, el niño debe saber cómo posicionar un servo en grados (de 0° a 180°).

4. Habilidades de Montaje y Mecánica

• Conexionado (Jumpers): Saber conectar cables macho-macho y macho-hembra siguiendo un diagrama de circuito.

• Alimentación: Entender que los motores necesitan su propia fuente de energía (pilas 18650 o una batería de 9V) separada o compartida con el Arduino pero con suficiente amperaje.

• Uso de Herramientas: Manejo básico de destornilladores, pinzas y, en algunos casos, saber que existe la soldadura (aunque a los 12 años se recomienda usar cables con conectores listos).

5. Pensamiento Computacional

• Diagramas de Flujo: Ser capaz de dibujar en papel qué pasos debe seguir el robot antes de programar.

• Resolución de Problemas (Debugging): Aprender que si el robot gira en círculos, probablemente un cable de motor está invertido; o si no detecta nada, puede ser un error en los pines del sensor.

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SENSOR TCRT5000 - SEGUIR DE LINEA - ¿Qué necesitamos?

1. El Nuevo Componente: Sensor Infrarrojo (IR)

Es el componente clave. El estudiante debe entender cómo funciona:

• Módulo Seguidor de Línea (TCRT5000): Saber que tiene un LED que emite luz infrarroja (invisible al ojo humano) y un receptor que mide cuánta luz rebota.

• Reflexión de la luz: Concepto básico de física: el color blanco refleja la luz y el negro la absorbe. El sensor "sabe" que está sobre la línea negra porque no recibe rebote de luz.

• Calibración (Potenciómetro): Muchos sensores tienen un pequeño tornillo (potenciómetro) que regula la sensibilidad. El estudiante debe aprender a ajustarlo para que detecte la línea según la iluminación del lugar.

2. Diferencia en la Lógica de Programación

A diferencia del evasor, que solo reacciona cuando algo está "cerca", el seguidor de línea requiere una lógica de corrección constante:

• Lectura Digital (0 y 1): Entender que el sensor enviará un "1" si ve blanco y un "0" si ve negro (o viceversa, según el modelo).

• Lógica de dos sensores:

  • Si ambos ven blanco: Avanzar.

  • Si el derecho ve negro: Girar a la derecha para recuperar la línea.

  • Si el izquierdo ve negro: Girar a la izquierda.

  • Si ambos ven negro: Detenerse o avanzar (según el diseño del circuito).

3. Conceptos de Señales Digitales vs. Analógicas

• Aunque se pueden usar lecturas analógicas para mayor precisión, a los 12 años se suele empezar con lecturas digitales (digitalRead). El estudiante debe entender que el sensor solo tiene dos estados: "estoy en la línea" o "no estoy en la línea".

4. Mecánica Específica (Altura de los sensores)

• Distancia al suelo: A diferencia del sensor ultrasónico que "mira" a lo lejos, los sensores IR deben estar muy cerca del suelo (entre 5mm y 1cm). El estudiante debe saber ajustar físicamente los sensores para que no choquen con el piso pero que logren leer la línea.

5. Comparativa: ¿Qué cambia respecto al evasor?

Característica	Evasor de Obstáculos	Seguidor de Línea
Sensor principal	Ultrasónico (HC-SR04)	Infrarrojo (TCRT5000 o KY-033)
Tipo de señal	Tiempo de eco (distancia)	Reflexión de luz (color)
Ubicación	Al frente, mirando hacia adelante	Debajo, mirando hacia el suelo
Objetivo	Evitar el contacto	Mantener el contacto con la línea

Resumen de materiales adicionales:

• 2 o 3 Módulos de sensores infrarrojos.

• Cinta aislante negra: Para crear el circuito o camino en un piso claro.

• Cables jumper hembra-macho: Para conectar los sensores directamente a la placa o protoboard.