sábado, 13 de junio de 2015

Componentes electrónico

Módulo de Bluetooth.

Es un módulo de bluetooth que se conecta al Arduino y la Protoboard,  y permite la conexión con un teléfono Android por medio de un programa llamado BlueTerm.


Microcontrolador.

Un microcontrolador (abreviado μC,UC o MCU) es un circuito integrado programable, capaz de ejecutar las órdenes grabadas en su memoria. Está compuesto de varios bloques funcionales, los cuales cumplen una tarea específica.

Los microcontroladores utilizan la mayoría para recibir señales de dispositivos de entrada/salida, con la gran ventaja de que se puede prescindir de cualquier otra circuitería externa.

Los puertos de E/S (entrada/salida ó I/O) en el microcontrolador, se agrupan en puertos de 8 bits de longitud, lo que permite leer datos del exterior o escribir en ellos desde el interior del microcontrolador, el destino es el trabajo con dispositivos simples como relés, LED, motores, fotoceldas, pulsadores o cualquier otra cosa que se le ocurra al programador.

Protoboard.

Es una placa reutilizable usada para construir prototipos de circuitos electrónicos sin soldadura. Compuestas por bloques de plástico perforados y numerosas láminas delgadas de una aleación de cobre, estaño y fósforo.


Resistencia.

Es la propiedad física mediante la cual todos los materia-les tienden a oponerse al flujo de la corriente. La unidad de este parámetro es el Ohmio (Ω). 

Es un material formado por carbón y otros elementos resistivos para disminuir la corriente que pasa. Se opone al paso de la corriente. La corriente máxima en un resistor viene condicionado por la máxima potencia que puede disipar su cuerpo.

El valor de la resistencia eléctrica se obtiene leyendo las cifras como un número de una, dos o tres cifras; se multiplica por el multiplicador y se obtiene el resultado en Ohmios (Ω).


Diodo.

Un diodo es un componente electrónico de dos terminales que permite la circulación de la corriente eléctrica a través de él en un solo sentido. Tiene dos partes: el cátodo y el ánodo.


Transistor.

El transistor es un dispositivo electrónico semiconductor que cumple funciones de amplificador, oscilador, conmutador o rectificador. Tiene tres partes: la base (B), el emisor (E) y colector (C).


Condensador.


Un condensador o capacitor es un dispositivo utilizado en electrónica, capaz de almacenar energía sustentando un campo eléctrico. Está formado por un par de superficies conductoras, generalmente en forma de láminas o placas, en situación de influencia total separadas por un material dieléctrico o por el vacío.

LED.


Un LED (Diodo emisor de luz, también "diodo luminoso") es un diodo semiconductor que emite luz. Se usan como indicadores en muchos dispositivos, y cada vez con mucha más frecuencia en iluminación. Los LEDs presentan muchas ventajas sobre las fuentes de luz incandescente como un consumo de energía mucho menor, mayor tiempo de vida, menor tamaño, gran durabilidad y fiabilidad.



Pulsador.



Un botón o pulsador es utilizado para activar alguna función. Los botones son por lo general activados al ser pulsados, normalmente con un dedo. Un botón de un dispositivo electrónico funciona por lo general como un interruptor eléctrico, es decir en su interior tiene dos contactos, si es un dispositivo NA (normalmente abierto) o NC (normalmente cerrado), con lo que al pulsarlo se activará la función inversa de la que en ese momento este realizando.
Potenciómetro.

Un potenciómetro es una resistencia cuyo valor de resistencia es variable. De esta manera, indirectamente, se puede controlar la intensidad de corriente que fluye por un circuito si se conecta en paralelo, o controlar el voltaje al conectarlo en serie. Son adecuados para su uso como elemento de control en los aparatos electrónicos.


Motor DC.

El motor de corriente continua (DC) es una máquina que convierte la energía eléc-trica en mecánica, provocando un movimiento rotatorio. Esta máquina de corriente continua es una de las más versátiles. Su fácil control de posición, paro y velocidad la han convertido en una de las mejores opciones en aplicaciones de con-trol y automatización de procesos.





Electrónica

Concepto de electrónica.

Estudia y emplea sistemas cuyo funcionamiento se basa en la conducción y el control del flujo de los electrones u otras partículas cargadas eléctricamente.

El diseño y la gran construcción de circuitos electrónicos para resolver problemas prácticos forman parte de la electrónica y de los campos de la ingeniería electrónica, electromecánica y la informática en el diseño de software para su control.


Voltaje.

Una magnitud física que impulsa a los electrones a lo largo de un conductor (por ejemplo un cable) en un circuito eléctrico cerrado, provocando el flujo de una corriente eléctrica. Su unidad es el Voltio(V).

Voltaje DC.

Es el flujo continuo de electrones a través de un conductor entre dos puntos de distinto potencial. En la corriente continua las cargas eléctricas circulan siem-pre en la misma dirección, es continua la corriente man-tiene siempre la misma polaridad.

Voltaje AC.

Es la corriente eléctrica en la que la magnitud y dirección varían cíclicamente. La forma de onda de la corriente alterna más comúnmente utilizada es la de una onda seno.

El voltaje AC es el que llega a la tomas de electricidad de los hogares y a las empresas, es muy común encontrarla en las tomas de corriente donde se conectan nuestros electrodomésticos.

Corriente.

Es el flujo de electrones a través de un conductor o semiconduc-tor en un sentido. La unidad de medida de ésta es el amperio (A).


Arduino

Arduino es una plataforma de electrónica abierta para la creación de prototipos basa-da en software y hardware libre, flexibles y fáciles de usar. Se creó para artistas, diseña-dores, aficionados y cualquier interesado en crear entornos u objetos interactivos.

Arduino puede tomar información del entor-no a través de sus pines de entrada, para esto toda una gama de sensores puede ser usada y puede afectar aquello que le rodea controlando luces, motores y otros ac-tuadores. El microcontrolador en la placa Arduino se programa mediante el lenguaje de programación Arduino (basado en Wiring) y el entorno de desarrollo Arduino (basado en Processing). Los proyectos hechos con Arduino pueden ejecutarse sin necesidad de conectarlo a un ordenador, si bien tienen la posibilidad de hacerlo y comunicar con diferentes tipos de software (p.ej. Flash, Processing, MaxMSP).

Las placas pueden ser hechas a mano o comprarse montadas de fábrica; el software puede ser descargado de forma gratuita. Los ficheros de diseño de referencia (CAD) están disponibles bajo una licencia abierta, así pues eres libre de adaptarlos a tus necesidades.


Scratch + Arduino.

Finalmente, S4A (Scratch for Arduino) es la herramienta necesaria para unir ambas cosas. Se trata de una serie de bloques que se agregan al entorno Scratch para poder comunicarlo con el Arduino.

Scratch.

El MIT (Instituto Tecnológico de Massachusetts) desarrolló un entorno de programación para niños y adolescentes, llamado Scratch, que les permite aprender de manera sencilla los conceptos básicos de la programación a través de una interface gráfica. Se trata también de un software open source y puede distribuirse e instalarse de forma gratuita en cualquier computadora con Windows, Linux o Mac OS.


Brazo robótico controlado con Arduino y Bluethooth.






Robótica Educativa

La Robótica Educativa es un medio de aprendizaje, en el cual la principal motivación es el diseño y las construcciones de creaciones propias. 

Estas creaciones se dan en primera instancia de forma mental y posteriormente en forma física, las cuales son construidas con diferentes tipos de materiales y controladas por un sistema computacional.

La robótica educativa tiene su origen en los trabajos de investigación de Seymour Papert y otros científicos del Laboratorio de Medios del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) durante la dé- cada del 60. Estos investigadores desarrollaron dispositivos tecnológicos para que los niños construyeran edificios y máquinas. Luego, durante la década del 80, estos juguetes formaron parte del programa educativo en las escuelas.

1. Permite construir las propias representaciones del entorno que nos rodea, facilitando un mejor entendimiento del mundo real.

2. Anima a pensar creativamente, analizar situaciones y aplicar el pensamiento crítico y habilidades para resolver problemas reales.

3. Estimula la imaginación y creatividad y desarrolla de la concentración y habilidades manuales.

4. Permite ingresar a la ciencia por la puerta de la experimentación, además de provocar una inquietud por el razonamiento científico.

5. Permite dotar al estudiante de un espacio controlado en donde puede cometer errores y estos no generen perjuicio en el propio estudiante.


Morfología de un robot.

La forma de un robot normalmente está relacionado con la apariencia de los seres humanos o animales. En el siguiente gráfico podemos observar la relación que existe entre un brazo robótico y el cuerpo de un ser humano.


Video de brazo robótico.



Esquema general de un robot.




¿Qué es un robot?

Un robot es un dispositivo electrónico - mecánico, con capacidad de movimiento y acción, con cierto grado de autonomía, que desempeña tareas en forma automática y que exhiben inteligencia computacional y es programable.


La palabra robot puede referirse tanto a mecanismos físicos como a sistemas virtuales de software, aunque suele aludirse a los segundos con el término de bots. En este curso emplearemos la palabra robot para referirnos a mecanismos físicos.



¿Cómo trabaja un robot?


Un robot trabaja realizando tres etapas:

1. Procesar: Procesa la información y en función a su programación toma decisiones.

2. Actuar: Medio por el cuál realiza una acción física.

3. Percibir: Es la manera en que el robot toma conocimiento de su estado y la relación con el entorno que lo rodea.




¿Qué es la Robótica?


La robótica es una ciencia aplicada que se ocupa del estudio, desarrollo y aplicaciones de los robots. 

Una característica de la robótica es que es un área interdisciplinaria, esto quiere decir que es el resultado de la interacción de varias disciplinas:


Robótica= Mecánica + Electrónica + Informática.



Vida artificial

Mientras que la inteligencia artificial intenta emular los procesos mentales de las personas, la vida artificial es la disciplina que desarrolla sistemas artificiales que imitan el comportamiento de la vida humana a través de complejos modelos de simulación.

Lo que se intenta imitar de manera artificial a través de algoritmos son los procesos evolutivos de la vida y los procesos cognitivos y de aprendizaje del ser humano. 

Los investigadores combinan ambas ciencias con el fin de obtener diferentes tipos de robots capaces de desarrollar tareas, tomar decisiones y resolver problemas de manera totalmente independiente y autónoma.



Inteligencia artificial

La inteligencia artificial es la ciencia derivada de la computación que se dedica al estudio e imitación del pensamiento y razonamiento humanos. Desde hace décadas, los investigadores han intentado igualar los procesos mentales del cerebro humano para la resolución de problemas. Pero los resultados de las investigaciones evidenciaron las dificultades de este desafío, dada la profunda complejidad del funcionamiento de la mente. Es por eso que, en los últimos años, los estudios se centraron en la imitación de determinadas funciones del cerebro, y no en su totalidad. 

Sin embargo, no solo deberían analizarse los aspectos racionales a la hora de investigar los procesos mentales: las emociones constituyen un factor esencial en la conducta inteligente. Por este motivo y para mejorar la efectividad de los sistemas de inteligencia artificial, existe una tendencia a incorporarlas.



viernes, 12 de junio de 2015

Historia de la Robótica

Desde siempre, las personas han querido desarrollar seres animados con diferentes fines. Este deseo de dar vida, conjugado con el progreso mecánico, científico, tecnológico y electrónico a lo largo de la historia, dio lugar a la creación de los autómatas, máquinas que imitan la figura y los movimientos de un ser animado, antecedente directo de los robots. Los primeros autómatas se remontan a la Antigüedad: egipcios y griegos fueron pioneros en el desarrollo de la mecánica y la ingeniería. Conocían y utilizaban a la perfección principios mecánicos como la rueda, el eje, la cuña, la palanca, el engranaje, la rosca y la polea, elementos que constituyen la base de muchos mecanismos empleados en la actualidad. Tenían también un profundo conocimiento de hidráulica y neumática, que usaban para dar movimiento a algunas estatuas.

Durante los siglos XVII y XVIII en Europa fueron construidos muñecos mecánicos muy ingeniosos que tenían algunas características de robots.

La historia de la robótica va unida a la construcción de "artefactos", que trataban de materializar el deseo humano de crear seres a su semejanza y que lo descargasen del trabajo. El ingeniero español Leonardo Torres Quevedo (GAP) (que construyó el primer mando a distancia para su automóvil mediante telegrafía sin hilo, el ajedrecista automático, el primer transbordador aéreo y otros muchos ingenios) acuñó el término "automática" en relación con la teoría de la automatización de tareas tradicionalmente asociadas.



Karel Capek, un escritor checo, acuñó en 1921 el término "Robot" en su obra dramática Rossum's Universal Robots / R.U.R., a partir de la palabra checa robota, que significa servidumbre o trabajo forzado. El término robótica es acuñado por Isaac Asimov, definiendo a la ciencia que estudia a los robots. Asimov creó también las Tres Leyes de la Robótica. En la ciencia ficción el hombre ha imaginado a los robots visitando nuevos mundos, haciéndose con el poder, o simplemente aliviando de las labores caseras.

Clasificación de los robots.