La Biblia de Qudino: Módulo Qudino

Aspecto del  Módulo Qudino y sus conectores

El Módulo Qudino es el cerebro que interpreta al mundo por  medio de sus sensores y acciona mediante sus actuadores.
El Módulo Qudino tiene incorporado un sensor oído y dos actuadores tono y led RGB o un Neopixel para los modelos NEO.
Además el El Módulo Qudino viene acompañado de un cable USB, para programarlo  y un conector para batería externa.

foto del modulo qudino

La Comunicación

La comunicación permite a Qudino interactuar con la computadora a través del monitor serial.
Qubotica puerto serie
En el siguiente ejemplo se ve una “conversación ” entre el Qudino y la computadora.

En la computadora en el monitor puerto serie se ve lo siguiente:

Ojos

El ojo es un sensor analógico, compuestos por una LDR, resistencia dependiente de la luz. Es similar al potenciómetro pero depende de le luz que incide en él.

Ojo mirando la luz, podemos usar un celular como linterna

Ojo mirando la luz, podemos usar un celular como linterna

Ejercicios

  • Podemos tomar el programa del potenciómetro y probarlo con el Ojo

Botón

¿Qué es un Botón?

Un Botón o pulsador es un sensor digital que al presionarlo se activa (1 o verdadero) y al dejar de pulsarlo se desactiva (0 o falso). En nuestra vida diaria estamos rodeados de pulsadores, desde los botones del ascensor a los botones de parada de los colectivos o las teclas de la computadora.Aspecto de los botones

La forma más fácil de programarlo es la siguiente:

 

O usar una sentencia condicional.

¿Qué es una sentencia condicional?

El bloque Si…ejecutar. Una sentencia condicional es plantearse una pregunta para actuar de una forma u otra según la respuesta. Por ejemplo, si llueve, abriré el paraguas. Si por el contrario no llueve, lo cerraré. Si hace frío, me pondré el abrigo. Si hace calor, me lo quitaré. Si es de noche, encenderé una luz. Si por el contrario es de día, la apagaré.

Junto con las sentencias condicionales,los botones serán de gran utilidad para controlar nuestros  robots.

Si se hace de noche… enciende la luz. Controlando un LED con el pulsador. Vamos a aprender a controlar un LED utilizando el pulsador. Conecta el LED blanco al pin S0 y el pulsador al pin E0.

Queremos que el LED se encienda cuando presionemos el pulsador, y se apague cuando dejemos de pulsarlo:

En la pestaña Control encontrarás el bloque Si/entonces.  Si presionamos nuestro pulsador, es decir, si el valor que devuelve el Botón es igual a 1, encenderemos el LED.

En entonces, si no

En el caso de nuestro LED, queremos comprobar si el pulsador está pulsado y vale 1. Si no vale 1 pero en cambio sí vale 0, apagaremos el LED.

El bloque de lo si no,  se ejecutará cuando no se cumpla ninguna de las condiciones anteriores, es decir, cuando nuestro pulsador no esté presionado.

Aún hay más

    A continuación te proponemos un par de ideas para seguir practicando:
  • Conecta dos LED y haz que uno se encienda y el otro se apague y viceversa, según el estado del pulsador.
  • Crea un semáforo que esté en color rojo.  Cuando pulses el botón, espera cinco segundos, apaga el rojo y enciende el verde. A los veinte segundos apaga el verde y vuelve a encender el rojo.

Además, puedes seguir el siguiente video tutorial para aprender más:

A los robots no les gusta la ambigüedad. Necesitan saber qué hacer, cuándo y cómo. Por lo tanto, para facilitar sus decisiones, normalmente se utiliza la llamada lógica booleana, que se basa en preguntas que solo tienen dos respuestas posibles: sí/no o verdadero/falso.
Si contamos con varios datos de tipo booleano, estos se pueden combinar en expresiones lógicas mediante los operadores: AND, OR y NOT.
La lógica booleana es la base de cualquier aparato digital, desde circuitos electrónicos básicos, hasta tu móvil u ordenador, y se denomina así en honor a George Boole, matemático inglés del siglo XIX, que fue el primero en definirla.

 


Prueba con estos ejemplos
Negación (NOT): aquí el led hace lo opuesto al botón, si lo pulsas se apaga

Y (AND): aquí el led se enciende, si lo pulsas ambos botones a la vez


Es similar con O (OR): aquí el led se enciende, si lo pulsas, cualquiera de los  botones

¿Qué es un robot?

La palabra robot proviene del checo: robota, que significa trabajo duro o forzado. Se usó por primera vez durante la obra de teatro Rossum Universal Robots de Karel Čapek y su uso se extendió gracias a las obras de ciencia ficción creadas por el escritor Isaac Asimov , en cuyos  libros aparece por primera vez el termino robótica, como la ciencia de construir robots.
A menudo nos imaginamos a un robot como una máquina con forma humana que camina, habla, gesticula… pero en realidad es algo mucho más sencillo:
“Un robot es una máquina automática programable que es capaz de interpretar información del medio físico para modificar su conducta. Tiene la capacidad de interactuar con el entorno y, en función de ello, realizar unas funciones u otras.
 

Qudino es el cerebro que interpreta al mundo por  medio de sus sensores y acciona mediante sus actuadores.
Sensores: estos son los sentidos de nuestro robot con los que podrá ver, oir y tocar.
Actuadores: son las acciones, que puede realizar nuestro robot; moverse, iluminar, emitir sonidos y hasta cantar.

partes del robot
Si comparamos un robot con una persona, los sensores serían sus sentidos. Éstos transmiten información a su sistema de control o cerebro, modificando su comportamiento e influyendo sobre el mundo mediante sus actuadores. Además, un robot necesitará una fuente de energía para funcionar y una estructura física para sostener los elementos que lo componen.
El sistema de control: Qudino

El cerebro o Qudino es como un pequeño ordenador. Básicamente es un microcontrolador al que se le pueden conectar sensores (sentidos), y actuadores (músculos, voz, etc).

 
Qudino está formado por los siguientes componentes:

  • Pines de Entrada : se conectan Sensores
  • Pines de Salida: controlan a los Actuadores
  • Entrada micro-USB: a través de esta entrada la placa se comunica con el ordenador.
  • Entrada de baterías: la placa recibe energía de las baterías o la fuente de alimentación para poder funcionar.
  •  Led RGB: emite luz roja,verde, azul
  •  Zumbador: emite y capta sonido

Los sensores

Un sensor es un componente electrónico que transmite más o menos electricidad en función de un elemento físico, como la luz, el sonido, la distancia, etc. Si queremos conectar un sensor a nuestra placa, tendremos que averiguar primero si el sensor es digital o analógico.

El sensor digital

Un sensor digital solo puede tener dos valores: 1 o 0, todo o nada. Un ejemplo de sensor digital es un botón, en el que cuando pulsamos el botón éste vale 1, y cuando no lo pulsamos 0.

Botón
 Choque  

El sensor analógico

Un sensor analógico puede tener múltiples estados siendo capaz de transformar la cantidad de luz, temperatura u otros elementos físicos en un valor comprendido entre 0 y 5 volt. Un ejemplo de sensor analógico es un sensor de luz, donde dependiendo de la cantidad de luz que el sensor recibe dará un valor mayor o menor.

Perilla
 
 
 
 
Ojos
 

Los actuadores

Un actuador es un componente electrónico capaz de realizar una acción sobre el entorno. Por ejemplo, un motor que mueve una rueda, un LED que indica que un aparato está encendido, un altavoz que emite un sonido, etc.
Utilizando Qudino, todos los actuadores que utilicemos se conectan a un pin salida. Hay actuadores digitales , como un LED, que sólo tienen dos estados, mientras que otros, como un servomotor, pueden tener múltiples posiciones y por tanto ser analógicos.

Servo de posición  

¿Cómo piensa una placa controladora?
A veces se crea un proyecto o un robot que no se comporta como uno había pensado. Recuerda que tu placa controladora es el cerebro de tu máquina, pero es mucho más limitado que un cerebro humano.

    La placa controladora…
  • Piensa (procesa) las cosas de una en una, no puede hacer dos cosas a la vez.
  • Piensa y repite acciones muy rápido, tanto que a veces no podemos ni ver lo que está haciendo y hay que decirle que espere un poco.
  • Nunca hace nada que no le hayas dicho. Hay que programar todo lo que quieras que haga y darle las órdenes de una en una.
  • Normalmente, cuando la placa acaba su lista de órdenes, vuelve a empezar de nuevo, repitiendo su programación una y otra vez.
 
 

Algunos Vídeos

Qublock bajo Windows

Instalaremos el driver de la placa Arduino-Qudino:
Primero conectamos nuestro Qudino a la pc mediante el cable USB, por lo general automáticamente nos instalara el driver de la placa

Imagen de un arduino que no reconoce el puerto

Si no lo hace entonces realiza lo siguiente:

Para instalar el driver de la placa abrimos el Administrador de dispositivos y nos aparece en el listado Otros dispositivos Dispositivo → desconocido, hacemos click encima de el y en la pestaña “Controlador” pulsamos “Actualizar controlador” y después “Buscar software de controlador en el equipo”, especificamos la ruta de la carpeta drivers que se encuentra dentro de la carpeta de instalación de nuestro Qudino y automáticamente se instala el controlador.
Abrimos el entorno de programación y en Herramientas Puerto Serial → seleccionamos el puerto COM# que nos aparece en el administrador de dispositivos cuando instalamos el driver y en Herramientas -> Dispositivos selecciona el tipo de placa que tienes.
Qudino interfaz
Ahora solo tienen que presionar el boton de enviar, si vez que parpadean los leds RX y TX en la placa al momento de cargar el programa y no te manda algun error el ide de Qudino hemos terminado de configurar tu entorno de desarrollo Qudino.

Conclusion

Hemos instalado y configurado correctamente nuestra placa Qudino y hemos visto el proceso necesario para cargar tus programas a Qudino. Mas adelante veremos algunos ejemplos de desarrollo en esta plataforma, explicaremos la estructura en hardware de la placa asi como el lenguaje de programacion Qudino.

Ahora ¡No olvides instalar qublock!

Nuevo kit con Neopixel

Para utilizar Neopixel un led RGB programable,con Qudino . Se programa dentro de bucle o ciclo el siguiente Actuador.


Salidas neo es la direccion del led incorporado en el Qudino. Número de led de led 0 a 255. Rojo ,verde y, azul desde  0 a 255, obteniendo así un gran número de tonalidades y colores.
Con Qudino se utiliza el siguiente programa:

El video muestra el funcionamiento del programa.

Vehículos de Braitenberg con Qubotica

Los vehículos de Braitenberg son pequeños robots que pueden exhibir comportamientos complejos con un armado muy simple. Los vehículos típicamente tienen cuerpos en forma de caja con una rueda a cada lado. En la parte delantera del vehículo tiene sensores que detectan diferentes tipos de estímulos (por ejemplo, luz) del entorno. Estos sensores están conectados directamente a las ruedas del vehículo de manera que las ruedas giran cuando el sensor se activa.
El concepto es sencillo, pero Braitenberg demostró que estos vehículos pueden exhibir comportamientos aparentemente complejos e interesantes como “amor” o “odio”.

Modelos básico de vehículos de Braitenberg en el ejemplo esta implementado el  “a”

Ejercicios

  • Hacer el modelo “b”
  • Usar el sensor de choque en lugar de los ojos
  • Unir ambos sensores de modo que el robot huya de las paredes y de la luz

Tono y Perilla

Para realizar este programa se conecta la perilla a una entrada del Qudino (E0, E1, E2, E3); el zumbador, esta incorporado en el módulo Qudino. La salida esta por defecto en tono,esto permite el uso del zumbador interno. La frecuencia esta por defecto en 440.

Perilla, nos permite modificar gradualmente el valor de una entrada.

Se observa en la foto el Qudino, conectado a la perilla en la entrada E2, el programa debe respetar esta conexión

Se observa en la foto el Qudino, conectado a la perilla en la entrada E2, el programa debe respetar esta conexión

Programa del ejemplo:

Video del ejemplo: