lunes, marzo 01, 2021

Proyectos educativos con Micro:bit para educar a futuros Makers: Robot que sigue la linea dibujada en el suelo

Este es probablemente uno de los proyectos educativos más extendidos en el mundo, es una práctica muy común entre los futuros Makers que se están iniciando en el mundo de Arduino, Drones o Raspberry Pi,  y por suerte también es posible llevarlo a cabo utilizando placas Micro:bit. En este caso existen muchas variaciones para este proyecto ya que es fácil realizarlo con distinto hardware, en este caso para facilitar las cosas y ahorrar tiempo buscando piezas y esperando a que nos lleguen a casa recurriremos a un kit que viene listo para construir nuestro robot, solo necesitaremos una placa Micro:bit y el kit micro:Maqueen, o el avanzado micro:Maqueen Plus que tienes en Amazon y viene con todo lo necesario para construir nuestro robot.

Figura 1: Proyectos educativos con Micro:bit para educar a futuros Makers.
Robot Maqueen que sigue la linea dibujada en el suelo

Maqueen es un kit pensado para proyectos educacionales que involucren programación gráfica, y es plug & play con las placas de Micro:bit, su construcción es bastante sencilla y cuenta con un montón de funcionalidades como soporte para Makecode (que añade compatibilidad con Scratch y Python), cuenta con numerosos sensores y es compatible, y expandible, con otros kits para realizar diferentes proyectos.


Para poder configurar nuestro maqueen tendremos que importar su librería a nuestro editor de Micro:bit, esto es super sencillo, solo tendremos que copiar el enlace de Github que contiene la librería, abrir el menú de configuración de Makecode, seleccionar la opción añadir paquete y pegar ahí el enlace. Una vez hayamos añadido la librería nos aparecerá un apartado con el logo de Maqueen (en algunos casos aparece otro logo por defecto) en el que podremos acceder a sus comandos.

Figura 3: Libreria de Maqueen en MakeCode

Utilizando esta librería podremos configurar nuestro robot para que haga determinados movimientos o siga un patrón que nosotros le marquemos - podremos, por ejemplo, hacerle que avance un número de centímetros en una dirección y luego hacer que cambie de sentido -, también podremos controlar a la velocidad que se mueve e incluso la velocidad de los giros que queremos que dé.
El robot cuenta con un motor independiente para cada rueda, por lo tanto, cuando queramos que avance o retroceda deberemos establecer la misma velocidad en ambos motores y para realizar los giros solo será necesario girar un motor mientras el otro se encuentra parado haciendo de pivote. Del mismo modo que configuramos la velocidad de los motores podremos configurar los led frontales y de “ambiente” de nuestro robot haciéndoles cambiar de color a nuestro gusto o haciendo que se pongan de color rojo cuando el robot detecte un obstáculo.

La placa de Maqueen también incorpora un zumbador que puede configurarse para que emita pitidos en varios tonos y cuenta con un sensor ultrasónico de distancia con el que podremos medir con precisión a que distancia se encuentra el robot de posibles obstáculos para esquivarlos o simplemente que nos muestre por la “pantalla” de Micro:bit esa distancia en la unidad que seleccionemos.

Construcción del robot que sigue la línea dibujada en el suelo  

Una de las opciones más comunes en proyectos educativos es la construcción de un robot que siga una línea o pista dibujada en el suelo. Esta opción es super sencilla de configurar, solo tendremos que utilizar bucles y combinarlos con las lecturas de los sensores de escala de grises que incorpora Maqueen en su parte inferior. Estos sensores se encuentran uno a cada lado de la zona central del robot y detectan la diferencia entre tonos (en este caso blanco o negro) de la superficie sobre la que circula.

Figura 6: Control y corrección de ruta

Lo que hay que hacer para que el robot avance siguiendo una línea es establecer que cuando los dos sensores no detecten la línea los motores del robot se muevan, en cambio cuando uno de los sensores detecte el borde de la línea este mande una señal que pare el motor de su lado mientras el otro sigue funcionando y así hacer una corrección de la trayectoria. Al realizar estas correcciones de trayectoria constantemente el robot será capaz de seguir la línea sin ningún problema, en la imagen antaerior os dejo un ejemplo del código necesario para este experimento.


Otra de las ventajas de obtener este kit es que también podremos convertir nuestro robot en un coche teledirigido utilizando un mando con sensor infrarrojo o en el caso de disponer de una segunda Micro:bit podremos utilizar la función de radio (al igual que en el proyecto anterior) para mandar las instrucciones al coche, para esto podremos adquirir un kit plug & play que convierte nuestra placa en un mando de juegos arcade, solo nos hará falta configurar la conexión por radio y los botones desde el editor de Micro:bit como en el ejemplo que se muestra a continuación.

Figura 8: Configuración del control por radio final

Por un lado tenemos el código que corresponde al robot y por el otro el código con la configuración de los botones del control remoto, ambos códigos emitiendo en la misma frecuencia para que haya comunicación entre las placas. Como veis, un proyecto muy divertido para comenzar en el mundo de la robótica, y que puedes hacer incluso con tus hijos desde muy jóvenes, que es fácil de entender todo el proceso si quieres educarlo como un creador/a de tecnología maker.

Autor: Sergio Sancho, Security Researcher en Ideas Locas.

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