Category Archives: Carrera Maker

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Robot de dos llantas + acelerómetro/giroscópio > Una experiencia de Aprendizaje

13 Ene , 2017,
Jean Paul Jimenez
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robot-willieResumen

Les confieso que esta es mi primera publicación; por pura insistencia de mi editor estamos acá escribiendo. En esta primera entrada discutiremos mi experiencia en Intel en la investigación de cómo programar un robot de dos ruedas mediante diversos micro-c0ntroladores, incluyendo el S4A-EDU, Arduino UNO, Aruduino 101 y Sparkfun Thing.

Detalle

A principios de este año 2017. tuve la bendición de poder pasar unos días en Intel en una experiencia “ad-hoc” de aprendizaje de tecnología, investiación, desarrollo, auspiciada por el Centro de Innovación de Intel y por José Núñez.

En esta experiencia pudimos explorar las diferentes reacciones que que tenia el robot cuando instalábamos diferentes programas (en ARDUINO IDE) con  diferente controladores para realizar rutinas como por ejemplo: movilidad hacia adelante y atrás, movimientos con giros con duración específica y también pudimos ver funcionar el acelerometro y giroscópio del chip Intel Curie.

En el fondo nos concentramos en tratar de entender cómo hacer que se mueva el robot (descrito acá) en distintas direcciones y cómo hacer que este pueda tener un movimiento rectilineo preciso, controlado utilizando el giroscopipo disponible en el Intel Curie.

Experiencia con el Acelerómetro de Intel Curie

Comenzamos aprendiendo sobre las diferentes funciones del Intel Curie. Para esto realizamos diversos experimentos descritos en este artículo de Jose Nunez acá en CostaRicaMakers.com.

La verdad me resultó sencillo de utilizar y muy útil para aprender a hacer las lecturas de los diferentes sensores (acelerómetro y giroscópio) y la utilización de las funciones de Blue Tooth Low Energy (BLE)

Experiencia con el Robot de dos llantas y el controlador S4-EDU

La verdad es que comencé con esta experiencia con altas expectativas de lo que podría aprender y hacer. Al principio el primer problema que enfrenté fue aprender un poco de programación, creo que tengo un largo camino por recorrer en esta área.

El robot en sí permite realizar movimientos de manera muy versatil gracias a su sistema de dos llantas independientes sobre las que podemos controlar dirección individual y velocidad.

Como mencioné antes fuimos probando diversos controladores, comenzando por el original del kit del robot (el S4A-EDU) que cuenta con un circuito muy interesante denominado “Puente H” (H-Bridge) que nos permite controlar la dirección y velocidad de los motores.

Una vez que pudimos hacerlo moverse usando el controlador original (S4A-EDU) nos dimos a la tarea de reemplazar dicho controlador (parcialmente) con un ARDUINO101 que como dijimos tiene sensores de movimiento (acelerómetro y giroscopio). Para esto pudimos facilmente desconectar el puente H del S4A-EDU y conectarlo al ARDUINO 101.

Como dije antes, el principal reto que enfrentamos fue la programación. Realizamos diferentes tipos de programa usando el ambiente integrado de desarrollo (IDE) de ARDUINO.

Una vez controlado por el ARDUINO 101 para realizar los movimientos básicos, el siguiente reto era comenzar a utilizar el giroscopio para leer cuanto se desviaba hacia un lado u otro el robot al caminar en una misma dirección. Para poder extraer los datos (que son muchos) de las lecturas del giroscopio, tratamos inicialmente de subirlos por WiFi a un servidor en Internet. Pare este fin introducimos un controlador más: el SPARKFUN THING.

La programación del SPARKFUN THING es algo “truculenta” ya que requiere una interfase serial para conectar la laptop donde uno escribe el programa y subirla al micro-controlador. Intentamos con un cable tipo FTDI, pero no tuvimos suerte. En resumen no funcionó por que el cable que teníamos no cuenta con línea DTR… (eso me queda pendiente de entenderlo mejor). Al día siguiente conseguimos otra interfase denomiada “FOCA V1.2” la cual permite comunicación serial con diversas opciones, con y sin línea DTR, a diferentes voltajes (3V, 5V) etc.

Ahora bien, subir datos por via WiFi a un servidor en Internet, el tiempo minimo que toma son 3 o 4 segundos… y el giroscopio generaba datos cada 200ms o menos… o sea, no nos servía la opción del WiFi… fue entonces cuando decidimos cambiar la solución. En vez de guardar los datos en Internet nos avocamos a graficarlos en mi celular usando una conexion Bluetooth Low Energy (del ARUDINO 101). Para esto fue necesario instalar una app en mi celular denominada nRF Toolbox descrita en el artículo mencionado sobre ARDUINO 101.

En este punto logramos que el robot se moviera en una misma dirección durante dos segundos y graficar durante ese tiempo las lecturas del giroscópio cada 200ms.

Control de Velocidad

Aprendí que la velocidad del robot se puede controlar mediante un método que se llama PWM (Pulse Width Modulation) y la idea es utilizar ese principio para ajustar la velocidad de cada rueda para compensar micro-desviaciones del movimiento rectilineo que queriamos lograr. Desafortunadamente no nos dio tiempo de implementar esa parte correctiva.

Conceptos Relacionados

Quiero listar acá algiunos conceptos que me parece importante profundizar en el futuro para mi propio aprendizaje en el área de robótica, tecnología y mecatrónica:

  • Variables y Constantes
  • Funciones y Métodos
  • Pasos e Instrucciones
  • Condicionales
  • Vibración
  • Frecuencia
  • Ancho de Pulso
  • Voltaje
  • Corriente/Amperaje

Agradecimientos

Quiero agradecer a el Señor Jose Núñez por permitirme esta oportunidad de estar en Intel aprendiendo mediante estos experimentos. Sinceramente me ha servido de mucho, tanto para mis estudios como para mi futuro.

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El último punto funcional reproducible

14 Mar , 2016,
José Núñez
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admin_exprMucho del quehacer maker está relacionado con procesos de experimentación, de aprendizaje y con la creación de nuevo conocimiento.

Durante este tipo de procesos de experimentación “ad-hoc” es fácil caer en una parálisis en la cual “giramos en círculo” con partes de experimentos que a veces son éxitosas y a veces no, sin que podamos comprender la causa de estos resultados divirgentes; especialmente cuando no tenemos una forma estructurada de administrar las incertidumbres y los aciertos resultantes de nuestros experimentos.

Recientemente vivimos esto durante nuestra experimentación para grabar sonido usando Intel Edison, donde a ratos teníamos pruebas exitosas y a ratos “las mismas pruebas” fallaban.

Este tipo de parálisis puede resultarnos costosas, no solo a nivel de tiempo y recursos, sino también en lo referente a la motivación del equipo, al verse desvanecer los éxitos del trabajo sin una razón aparente.

Es por esto que compartimos en este artículo algunas medidas que nos permiten asegurar el éxito progresivo alcanzado en diversos experimentos y avanzar con un paso más seguro, evitando parálisis de análisis.

  1. Planee sus experimentos de manera individual y documente el plan
  2. Documente los pasos a realizar en cada experimento. Mantenga una política de “Un cambio a la vez”
  3. Documente los resultados obtenidos y las desviaciones del plan realizadas durante cada experimento
  4. Una vez obtenido el éxito en cada etapa, verifique la repetibilidad del éxito en cada experimento.
  5. Haga una revisión retrospectiva del plan de experimentación luego de terminar cada experimento.
  6. Una vez alcanzado un nivel de éxito aceptable en diversos experimentos, documente y publique los pasos para alcanzar dicho éxito.
  7. Verifique la reptibilidad antes de publicar sus resultados; y lleve seguimiento de cada “punto funcional reproducible

¿Y qué significa el término “punto funcional reproducible” (PFR)?

Básicamente es el conjunto de pasos que hemos verificado que funciona para llevarnos a una conclusión.

Llevar seguimiento de cada PFR significa ponerle un nombre, una identificación que nos permita referirnos a cada PFR y que nuestros nuevos procedimientos se basen en el PFR más reciente, donde se concentra el conocimiento acumulado más reciente.

En el ejemplo, terminamos documentando los pasos de un proceso de grabación con Intel Edison que pudimos constatar como repetibles; de forma que nuestros siguientes experimentos puedan tomar este PFR como su punto de partida.

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La cultura Maker es también una cultura de Investigación

28 Feb , 2016,
José Núñez
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Cuametodo_cientificondo se trata de cultura Maker, la investigación es esencial.

Y no me refiero a la “investigación” esa de simplemente googlear algo que necesitamos aprender.

Me refiero a la adquisición de conocimiento y su respectiva mejora y creación de nuevo conocimiento; a muchas horas practicando, aprendiendo, documentando y publicando.

Algo que hemos estado aprendiendo sobre la marcha de diversos proyectos y colegas; como es el caso de nuestros colegas de UNED-LiiT (http://investiga.uned.ac.cr/)

Wikipedia: Investigación

Wikipedia: Ciclo de la Investigación Científica

Wikipedia: Protocolo de Investigación

 

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Los grandes científicos tienen grandes publicaciones… los grandes “makers” también

26 Feb , 2016,
José Núñez
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Los grandes científicos tienen grandes publicaciones… los grandes “makers” también.

Ejemplos:

  1. Blogs
  2. Facebook Updates
  3. Tutroriales
  4. Instructables
  5. Evaluaciones de Productos/Dispositivos
  6. Publicaciones Formales en Revistas Científicas
  7. Libros

¡Recuerdenlo!

terminal

La Carrera Maker

21 Feb , 2016,
José Núñez
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laser3_1700x900Recientemente tenía esta convesación con uno de mis compañeros de CostaRicaMakers.com. El ilustre Gerardo Mora.

Hablábamos de la dualidad o diversidad de destrezas que se presentan en el área Maker; principalmente con personas que saben tanto de software como de hardware.

De esta conversación puedo enumerar algunas de las áreas de conocimiento y de destreza que es importante explorar:

  1. Programación y Desarrollo de Software.

  2. Sistemas Operativos


  3. Hardware y Electrónica

  4. Prototipado e Impresión 3D

  5. Física y Química


  6. Documentación de Ideas, Proyectos y Procedimientos

  7. Diseño de Experiencias (User Experience)

  8. Gestión de Proyectos

  9. Desarrollo de Productos


  10. Comunicación Técnica para Audiencias no-técnicas

  11. Emprendimiento Externo (al público en general) e Interno (dentro de una empresa o corporación)

  12. Legislación Sobre Propiedad Intelectual

 

¿Conoces de más destrezas importantes para el área Maker? Compártelas con nosotros a través de los comentarios.