Todo lo que necesitas saber sobre un Robot Arduino

Si no tienes ni idea de lo que es Arduino ni un Robot Arduino, pero te gustaría saber algo de ello, bienvenido. Estás en el lugar indicado. Para no perderte, puedes pinchar en los subtítulos del índice de abajo.

Qué es un robot Arduino

Para saber qué es un robot Arduino vayamos por partes.

Primero qué es un robot

Un definición de robot

Un robot es un sistema electromecánico programable. O sea, un sistema que puede ponerse en movimiento (mecánica), porque recibe impulsos eléctricos o electrones (electrónica) y que recibe órdenes, que se las damos mediante programación (informática). Como vemos, confluyen diferentes disciplinas.

Los robots nos producen opiniones encontradas

La apariencia de un robot, su capacidad de realizar acciones de manera autónoma y también de adaptarse a nuevas situaciones produce la sensación de tener un objetivo propio, lo que produce fascinación en algunas personas y suspicacias en otras. Estas últimas perciben a los robots como una amenaza en el aspecto económico o bélico. Esta dualidad ha sido aprovechada por la ciencia ficción para crear obras inolvidables que exploran la naturaleza humana y otros temas universales. También por la industria del entretenimiento, encontrando en la robótica  la mejor temática para crear juegos de robots.

Robots sin cuerpo

También entes exclusivamente virtuales pueden tener la consideración de robot. A estos se les conoce como bots, o chat bots, y carecerían del aspecto mecánico. Como la simpática señorita, o señor, del Google maps que nos dice por qué camino tenemos que ir mientras conducimos. Si a ellos añadimos Inteligencia Artificial, les damos la posibilidad de aprender.

Y, ¿un robot Arduino?

Un robot Arduino es aquel que incorpora la licencia de código abierto y hardware libre de Arduino. Es lo que se conoce como «open source«. Arduino es un proyecto colaborativo que ha ofrecido sistemas baratos, útiles y fáciles de utilizar para fomentar el aprendizaje de la robótica y la electrónica.

En Arduino diseñan y fabrican placas programables que pueden utilizarse en multitud de pequeños sistemas electrónicos con una gran cantidad de usos. Con las placas de Arduino puedes, desde controlar el sistema de luces de tu hogar hasta fabricar un dron. Y, por supuesto, también un robot o autómata por poner algunos ejemplos. Ese será nuestro robot Arduino.

Filosofía Arduino y robótica educativa

Además de la filosofía del open source, Arduino también es exponente del «háztelo tú mismo«. Esto es consecuencia de su objetivo de fomentar el aprendizaje. Es por eso que tienen bien cubierto el área de la robótica infantil y para niños, los robóticos del futuro.  Si lo que quieres es focalizarte en la robótica educativa, puedes pinchar y visitar nuestras categoría y subcategoría:

Robótica para niños

Programación para niños

Pasos previos a montar nuestro Robot Arduino. ¿Cómo funcionan las placas Arduino?

Antes de montar nuestro robot Arduino, echemos un vistazo a su placa, como paso previo y para entender cómo funciona. No tengáis miedo. Está pensado para que todos lo entendamos.

Partes de la placa para nuestro robot Arduino

Las placas de Arduino facilitan enormemente iniciarse en este campo. De otra manera sería mucho más complicado y más caro. Para explicar cómo funciona utilizaremos imágenes del modelo de tarjeta o placa Arduino 1, la más básica y conocida. Tiene un color azul característico y su logo

La placa Arduino tiene una serie de pines o pinchos a través de los cuales circulan inputs y outputs, o sea, entradas y salidas de corriente. Estos pines o pinchos emiten y reciben entre 0 y 5 voltios de voltaje, y tenemos de los siguientes tipos:

Pines digitales

Los pines digitales son los de arriba. Sólo emiten o reciben a cero o a cinco voltios. Sin valores intermedios. Para entenderlo, si utilizáramos una luz, o bien estaría apagada (0 voltios) o bien está encendida (a 5 voltios). Como cuando enciendes o apagas la luz con el interruptor de tu casa. Si tuviéramos un pequeño diodo led, aquí engancharíamos, de las dos patas, la más larga (positivo).

¿Por qué decimos esto del diodo led? Bueno, es que es una de las típicas cosas que se utiliza para aprender y explicarlo. Son de colores y tienen dos patitas.

Pines tipo tierra

A los pines tipo tierra los llama GND. Estos siempre van a ser así, de esta clase. No pueden cambiarse por el usuario.

No ocurre así con los digitales. A uno digital le podríamos ordenar que no emita (cero voltios), y convertirlo en tierra o GND. De las patas del diodo led aquí engancharíamos la corta (negativo).

Pines tipo PWM

Los pines tipo PWM también son digitales, pero tienen la particularidad de que pueden emitir a valores intermedios entre 0 y 5 voltios, según decida el usuario (puede emitir a . 1, 1’5, 2, 2’5, 3, 4…). Eso quiere decir que, por ejemplo, podríamos regular la intensidad de una luz o regular la velocidad de un motor. Son los que tienen el símbolo de aproximado (~). También pueden recibir voltaje, pero no intermedio. Reciben o cero o 5 voltios.

Puede parecer una tontería subrayar las conjunciones, pero entender lo que significan es la base de todo. También esos conceptos se utilizan en lógica y programación.

Pines analógicos

Los pines analógicos sí pueden recibir o leer voltajes intermedios. Los digitales no.

 

 

Todas las placas Arduino, además de esos pines para conectar lo que sea necesario, tienen un puerto USB.

Cómo enviar instrucciones a nuestro robot Arduino

Entonces, ¿Cómo funciona la placa nuestro robot Arduino? Pues funciona cuando ejecuta las órdenes que le mandamos a la placa Arduino. La forma de enviar órdenes para que sean ejecutadas por el robot Arduino, es conectar tu computadora y el Arduino a través de un cable USB. Nosotros creamos las órdenes en el ordenador, el ordenador se las mandas al Arduino, y éste las ejecuta, las hace, las realiza. ¿No te sientes poderoso? Tú ordenas, tú mandas ?

Esta es la forma en que se conecta:

Bajarse el software de Arduino

Ir a la página de Arduino

Para crear las órdenes en nuestro ordenador necesitamos el software de Arduino. Aquí explicamos cómo obtenerlo, es muy fácil. No conectemos todavía el Arduino al ordenador, primero nos descargaremos el software de la página oficial: https://www.arduino.cc/. En esta página también tendremos actualizaciones periódicas necesarias. Incluso planos para poder montar tu propia placa, si tienes conocimientos suficientes, todo ello de manera gratuita.

¿Quieres contribuir al proyecto Arduino?

En algún momento del proceso te da la oportunidad de donar a la organización, para que Arduino pueda seguir realizando su misión divulgadora. Te lo agradecen así:

También puedes compartir tu buena acción en redes sociales, para que sea del dominio público tu aportación y propósito de apoyar el desarrollo del conocimiento en el mundo ♥. Así hicimos nosotros en nuestro tweet.

Os animamos a seguirnos en Twitter @MyBotRobot_com, compartimos un montón de noticias chulas sobre robótica.

 

 

Ir a la pestaña software

Una vez en la página, nos vamos a la pestaña “software”. En ella tenemos la posibilidad de utilizar un editor online. En el módulo siguiente es donde puedes bajar la última versión:

Como puedes ver a la derecha, admite distintas plataformas y sistemas operativos: Windows, Linux, etc. Nosotros nos bajaremos la versión para Windows.

Descargar y ejecutar

Inmediatamente después te sale la posibilidad de descargártelo, donando o no. En nuestro caso hemos contribuido con una pequeña cantidad. La descarga es muy rápida.

Una vez descargado el archivo.exe, lo ejecutamos y aceptamos el acuerdo de licencia

A continuación nos ofrece por defecto las siguientes opciones de instalación:

Seguidamente te pregunta en qué carpeta quieres que se instale el software, y cuanto ocupa, para que lo compares con tu espacio disponible en el disco:

Después Windows te vuelve a preguntar si deseas instalar el software de Arduino, como advertencia de seguridad. Han intervenido en este software Arduino y Adafruit

Decimos instalar en todas las opciones y ya estaría completada la instalación del software. Abajo tenemos los detalles:

Abrimos el software de Arduino

También se ha creado un acceso directo en el escritorio de nuestro ordenador. Damos doble clic y abrimos el software de Arduino:

El software de Arduino es muy intuitivo. Esta es la pantalla que aparece para que introduzcamos las instrucciones. Vemos que está dividido en dos partes. La primera es donde le decimos qué pines utilizaremos. La parte de abajo es un bucle que se repite infinitamente. Por ejemplo, si quisiéramos tener una luz parpadeando repetidamente.

Ejemplos predefinidos para tu robot Arduino

Arduino tiene ejemplos predefinidos, que nos pueden servir para entenderlo mejor las primeras veces. No hay que asustarse, es todo mucho más sencillo de lo que parece. Para el caso de luces que parpadean, vayamos a: Archivos/ejemplo/básico/blink

La parte de arriba no forma parte del software, sólo describe lo que hace y deja comentarios de los autores acerca de ello. No forma parte de la programación, es sólo información. En este caso concreto dice que Blink enciende un LED por un segundo y que lo apaga por un segundo repetidamente. Es decir, hace que una luz parpadee. Añade que es de dominio público y cita a las personas que han intervenido.

También hay otras marcas de agua que se pueden quitar. Al final se queda todo en unas 5 frases. Tened mucho cuidado con las llaves, pues encierran las instrucciones, o sea, de dónde hasta dónde va el código, por lo que no hay que quitarlas

Analicemos un poco el significado de las instrucciones

La parte del setup en primer lugar

pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT), quiere decir “establecer pin led de salida”. O sea, hace que ese pin sea de salida. Y emitirá un voltaje de 5 o cero voltios. Dependiendo del modelo será un pin u otro. Por ejemplo, en el caso de Arduino Uno, Arduino Zero y Arduino Mega, los más frecuentes al iniciarse, es el pin 13.

En versiones anteriores de la página de Arduino, en las que escogías previamente en el menú qué plaquita de Arduino tenías, si hubiésemos escogido la nuestra, Arduino Uno, directamente te ponía en la instrucción que pin es:

PinMode13, OUTPUT, o sea, que se establezca el pin 13 de salida con un voltaje de cero o 5 voltios. Ahora utilizan el genérico LED_BUILTIN para que sirva para muchos más modelos. Es decir, te pone el pin correcto independientemente del modelo.

Y después la parte loop

La parte de abajo es el de loop. Vemos el significado:

digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);  ⇒Establecer el pin como encendido, esto es, pasan 5 voltios

delay(1000);                                             ⇒ Esperar 1 segundo (1000 milisegundos)

digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW); ⇒ Establecer el pin como apagado, o sea pasan cero voltios

delay(1000);                                              ⇒Esperar 1 segundo

Seleccionamos tipo de placa para trasladar las instrucciones al Arduino

Bien, pasemos estas instrucciones al Arduino, para ver si funciona. Para ello tendríamos que tener una pequeña bombilla LED conectada al pin 13 de nuestra placa de Arduino 1, para ver si funciona. La patita pequeña (negativo) iría a tierra (pin GND) y la patita larga (positivo) al pin 13.

Llegó el momento. Conectemos el Arduino al ordenador. Una vez conectado debemos especificarle qué tipo de placa de Arduino tenemos. Para ello nos iremos a Herramientas / placa Arduino-Genuino Uno, y escogemos nuestro modelo de placa del listado que aparece:

Seleccionemos el puerto

Después seleccionaremos el puerto en Herramientas/Puerto, donde aparecerá automáticamente el correspondiente a nuestra placa de Arduino que hayamos seleccionado.

Una vez seleccionada placa y puerto, ya podemos enviar las instrucciones. Para ello le damos al botón de la flecha, subir, círculo con el símbolo ⇒

Y acto seguido veremos como la luz led de la placa de Arduino se enciende y se apaga en lapsos de 1 segundo. Hemos dado por tanto el primer paso para ver y saber cómo se envían instrucciones a Arduino.

Qué necesitas para construir un robot Arduino. Los kits de robótica

Materiales básicos

Los materiales básicos para construir un robot Arduino, en principio son:

1. Una Placa de Arduino
2. Un Controlador de motores o driver
3. Uno o dos pequeños motores de corriente continua
4. Cables
5. Carcasa o soporte estructural, y ruedas.
6. Rack para baterías o pilas
7. Otros: tornillos, tuercas, soldador, destornillador.

Evita dar vueltas innecesarias comprando un kit para tu robot Arduino

En la mayoría de ocasiones nos encontraremos muchos de esos materiales agrupados en forma de kit, que pueden adquirirse fácilmente y de los que existe gran variedad.

Los kits de robótica tienen la ventaja, por ejemplo, de incluir dentro de ellos el tipo de tornillos exactos que encajen exactamente con los componentes que lleva, junto con un destornillador adecuado. O que la carcasa soporte lleve incorporado ya el rack de las pilas. O tal vez cables con las salidas macho o hembra que se necesiten y encajen, de tal forma que no sea necesario realizar soldadura. Básicamente te evitarán estar dando vueltas innecesarias recopilando componentes. Aunque habrá kits más o menos completos.

Qué debería contener un kit de robótica para tu robot Arduino

Instrucciones del kit

Un buen kit de robótica debe incluir las instrucciones necesarias o la web de la que descargárselas. Indicar también el tipo de placa de Arduino que se necesita, qué controlador de motores y el software necesario. Son por tanto ideales para iniciarse por vez primera.

Cuestiones sobre el montaje

La carcasa o estructura

La carcasa que venga con el kit tendrá las perforaciones estratégicas en número y lugar para poder pasar los cables desde los motores (que estarán debajo junto con las ruedas), hasta el rack de pilas, (que normalmente estará encima).

Respetar los signos

Hay que tener la precaución de respetar los signos (cable rojo con rojo y negro con negro), ya que en caso contrario se podrían dañar los dispositivos. En el caso de los motores puede que, en vez de estropearse simplemente se invierta el sentido de la marcha.

Posibilidad de ampliar el montaje en un momento posterior

Generalmente suele ofrecerse la posibilidad de ampliar el montaje si se desea en un momento posterior. Por ejemplo, añadir un sensor de proximidad, con lo que lograremos un movimiento autónomo, porque no se chocará con nada.

El controlador de motores

Tendremos que conectar con cables los motores al controlador de motores. El controlador de motores tiene los pines necesarios para que encajen en la placa de Arduino. Mejor elegir pines digitales PWM (los del símbolo ~), pues así, además de controlar el sentido del giro (como sería en digitales normales), podremos también controlar la velocidad.

Si no hubiera controlador de motores tendríamos que ir cambiando la colocación de los cables para cambiar el sentido, e ir cambiando pilas de distintos voltajes para modificar la velocidad. No sería nada práctico, como podemos entender.

Tras el montaje del kit es cuando se programa

Después habrá que escribir el código fuente. En el kit suele venir las instrucciones necesarias para lograr la funcionalidad que ofrece cada producto. También se ofrecen varios ejemplos ya hechos en la página web de Arduino, como hemos visto anteriormente.

Las instrucciones serán un poco más numerosas, pero sigue teniendo la misma estructura: La primera parte para establecer la salida de los pines y la segunda el bucle con el tipo de movimiento. Convendrá incorporar un interruptor, pues si no sólo parará cuando le quitemos las pilas.

Al final debería quedarte algo como esto:

Tipos de placas para robot Arduino

Hay una gran variedad de placas de Arduino, conocidas también con el nombre Boards Manager. La tipología suele obedecer al tipo de dispositivo que queramos construir. Eso significa que las habrá de diferentes tamaños y con una mayor o menor cantidad de pines.

Placas de Arduino para iniciarse

Por ejemplo, la placa Arduino Nano es de las más pequeñas que existen, y está indicada para drones y robots. La placa Arduino 1 es la más básica, para principiantes.

Brazos robóticos, ¡pincha y echa un vistazo!

La placa Arduino Omega también se puede usar para construir elementos sencillos que requieran más pines que los que lleva la placa Arduino 1. Cualquiera de estas tres sirve para iniciarse

La gran variedad de placas Arduino

Entre los tipos de placas de Arduino que existen podemos citar las siguientes

Arduino Uno              Arduino Nano            Arduino Yun              Arduino Micro           Arduino Leonardo Arduino Explora        Arduino Mega ADK   Arduino Mega 2560   Arduino Fio                Arduino BT Arduino Mini                Arduino Ethernet      LilyPad Arduino         Arduino Pro               Arduino Pro Mini Arduino NG u older     Arduino Gemma        Lily Pad Arduino USB    Arduino Robot Control  Arduino Robot Motor

Arduino Mega para un huerto robótico. Conoce Farmbot

Las placas compatibles y las no oficiales

Cuando tengamos que elegir una placa Arduino, es importante tener en cuenta que, además de las placas oficiales, arriba descritas, también hay no oficiales y compatibles.

Cómo reconocer una placa Arduino oficial

Las oficiales llevan el logo de Arduino, y las únicas que pueden llevar este nombre como marca registrada. Son las fabricadas por Smart Projects, compañía italiana. El diseño puede proceder de otras empresas como Gravitech (para el Arduino Nano), o SparkFun Electronics (Arduino Pro, Lily Pay y Pro Mini). También Intel ha colaborado en el diseño de estas placas.

El hardware y software libre de Arduino permite placas compatibles

Las no oficiales y las compatibles son fabricadas y diseñadas por otras compañías, son derivadas de las creaciones de Arduino, sin desarrollo propio. Recordemos que Arduino es código abierto. Habitualmente contienen el término “duino” en su denominación, pero no pueden estar registradas ni utilizar el nombre de Arduino. A veces son útiles para cubrir otras necesidades.

Unas pueden ser compatibles desde el punto de vista del hardware, pudiendo utilizar módulos y otros componentes de Arduino sin problema. Otras son compatibles con el software de Arduino, y puede usarse su entorno para programarlas.

¿Quieres hacer tu propia una placa y convertirla en oficial?

Si eres de la filosofía “háztelo tú mismo” y decides crear tu propia placa compatible, pertenecería a la categoría no oficial. Si la envías a la comunidad Arduino la valorará, y si contiene mejoras o se basa en arquitecturas diferentes podrían incluirla como placa oficial.

 

Construye un robot Arduino paso a paso

Hasta ahora hemos visto de manera general cómo qué es el proyecto Arduino, cómo funciona una placa y una visión general de su software, llega el momento de ver cómo se construye paso a paso un robot Arduino. En nuestro caso hemos optado por empezar con un kit. Construiremos un robot Arduino con ruedas y detector de ultrasonidos, por lo que evitará obstáculos por sí mismo.

¡Atrévete a clicar en el botón de abajo!

Tutorial monta un kit arduino

 

Donde comprar un robot Arduino o compatible

Abajo os ofrecemos una lista de tiendas, físicas y online, donde podéis comprar un robot Arduino o un kit para hacerlo por vosotros mismos. La misma página oficial de Arduino tiene tienda.

Sin embargo, antes de lanzaros a comprar, os aconsejamos tener en cuenta parámetros como versatilidad, complejidad, edad y precio. Podrás informarte haciendo clic en el botón:

Comprar kit y robots de manera inteligente

Y ahora sí, aquí tenéis enlaces a distintas tiendas y webs:

https://store.arduino.cc/

http://ultra-lab.net/tienda/kit-ctc

https://programminginschool.com/tienda/

http://www.conectrolinformatica.com/178-arduino

https://www.juguetronica.com/catalogsearch/result/?q=arduino

http://www.andorobots.com/categoria/kits-de-rob%C3%B3tica

http://www.rctecnic.com/298-robotica

https://makeblock.es/

Otras opciones a Robot Arduino: comparativa Arduino vs Raspberry

Sabemos que Arduino representa el más importante esfuerzo realizado para poner la robótica y la electrónica al alcance de todos, tanto en términos de precio como de sencillez en el aprendizaje. Esta idea parece ser tendencia, y ha sido recogida por la Plataforma Raspberry Pi, de origen británico.

Una pequeña diferencia en su origen es que Raspberry pretenden hacer asequible la construcción de ordenadores y fomentar que el alumnado programe por sí mismo. Pero sus placas son también microprocesadores baratos que pueden utilizarse en robótica. Por eso, para mucha gente que empieza, no sabe cuál elegir.

Otra pequeña diferencia es que, mientras Arduino es claramente hardware y software libre, en el caso de Raspberry no es tan abierto. Es más bien un producto con propiedad registrada pero de uso libre para fines educativos o particulares. Una forma de mantener el control de la plataforma. Cualquiera puede ser vendedor o distribuidor de Raspberry, pero si se quiere utilizar a nivel empresarial u obtener beneficios con su uso, se debe consultar a la fundación.

Aclarado esto, veamos características de ambos para valorar.

¿Qué ventajas obtengo usando Arduino para mi robot?

• – Arduino en su web arduino.cc ofrece tutoriales sobre cómo utilizar su software y hardware
• – Arduino puede ser ejecutado en la mayoría de los sistemas operativos, incluidos Windows, MAC OS X y Linux
• – Al desarrollar tanto su software y hardware, se “hablan” correctamente
• – Gran cantidad de placas básicas para diversos propósitos y también placas “shield” que expanden las anteriores y que reconducirán dispositivos adicionales (cables, ejes, botones, etc.), a su pin correcto.
• – Por su generoso concepto, hay también multitud de placas y elementos compatibles con Arduino que añaden rasgos o modificaciones para nuevas aplicaciones, como las novedosas series de wearables Lilypad que pueden ser cosidos a la ropa. Gran crecimiento y evolución del proyecto por tanto.

¿Qué ventajas obtengo si utilizo Raspberry en vez de Arduino en mi robot?

• – El precio de Raspberry y Arduino es muy similar
• – La placa Raspberry es en sí misma un completo pequeño ordenador. Ciertamente no sería capaz de ejecutar programas que requieran un poderoso procesador, como los modernos juegos de ordenador, pero sí tiene todas las funcionalidades y componentes: procesador que ejecuta un sistema operativo, almacenamiento, puertos USB, controlador de audio y video.
• – El sistema operativo de Raspberry está basado Linux, y los lenguajes más populares son Raspbian y Noobs. La más común herramienta de desarrollo es Python, que si bien es mucho más versátil y potente a la hora de ejecutar, lo cierto es que no es tan fácil de usar como Arduino.
• – El hardware de Raspberry admite también Arduino. Sus placas básicas tienen también sus “hats” que extienden su funcionalidad, como los “shields” de Arduino. Incluso estos pueden incluir una plaquita de Arduino o un adaptador que conecte fácilmente los shields de Arduino a la Raspberry Pi.

Entonces, ¿Robot Arduino o robot Raspberry?

Dado que ambas son relativamente baratas comparadas con lo que existía en el mercado hace sólo unos años, la mayoría de la gente que está usando Raspberry empezó o ha experimentado con Arduino. Si lo que quieres es un ordenador barato, está claro que Raspberry es tu opción. Para robótica, si sabes programar y te sientes capacitado, puedes decantarte por Raspberry Pi. Si por el contrario eres nuevo en programación, lo mejor es que para construir tu robot, comiences con Arduino, en concreto con un kit de Arduino.

Como vemos, tanto Arduino como Raspberry responden a diferentes nichos y demandas de mercado, y ambos proyectos son increíblemente útiles, por lo que no podemos decir que sean competencia entre ellas, lo cual está muy bien, la verdad.

Opciones adicionales: Lego Mindstorms

Aparte de Robot Arduino, hay otras iniciativas de construcción de robots, como la de la compañía Lego. Lo más conocido es Lego Minstorms.  Sin embargo, Lego tiene una gran cantidad de líneas en robótica que sirven a distintos propósitos y necesidades.

¡Pincha en el botón de abajo y conoce la amplia robótica de Lego!

Lego, el gran referente en robótica maker

Robot Arduino en robótica industrial

La iniciativa Arduino también tiene aplicaciones en robótica industrial. El primero y robot industrial por antonomasia son los brazos robóticos. Son muchos los que utilizan su programación, beneficiándose del código abierto. Y también hay kits para montar uno por ti mismo, aunque se requiere un poco más de nivel.

En breve tendréis disponible una comparativa de brazos robóticos, por si os apetece adentraros en la robótica industrial.

También te podría interesar…

 

 

¿Quieres saber como hice esta web?

En este enlace tienes mi opinión y valoración del curso con el que nació MyBotRobot