NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT XT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT por NXT NXT NXT NXT Este libro NXT fue elaborado miembros NXT del Equipo de Investigación Pedagógico para la enseñanza de la Ciencia y la Tecnología de Wernher Von Braun (Institución Educativa Particular S.R.L.) Director Eco: José Linares Gallo; Wernher von Braun (Institución Educativa Particular S.R.L.) Asesoría Tecnológica: Ing. Gustavo Gallo Cortés Asesoría Pedagógica Mg. Jessica Takamura Z. Equipo de elaboración: Jhuamer Hurtado Vilela Renee López Chinchay Lic. Ana Luisa Burgos Franco Alexandro Juro Salas Lic. Jessica Takammura Diseño de Portada: Jack Ñaupari Celestino Diagramación: Jack Ñaupari Celestino Alexandro Juro Salas Derechos de edición reservados (Prohibida la reproducción total o parcial de este documento sin autorización) WERNHER VON BRAUN WERNHER VON BRAUN Jr. Manuel Candamo 241 Lince Lima 2008 Telefax: 471 7309 e-mail: info@legovonbraun.edu.pe www.legovonbraun.edu.pe Tiraje Primera Edición (Prohibida la reproducción total o parcial de este documento sin autorización) Impreso en Lima por SEDIOT S.A. con domicilio en Huancabamba 915 – Breña – Telefax: 423-3596 Hecho el deposito legal Nº1501052003-6945, Ley 26905 – Biblioteca Nacional del Perú
XT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT VB NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT 01NXT XT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT Instituto de Educación Superior
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NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT XT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT
CONTROL Y AUTOMATIZACIÓN
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NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT XT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT Índice
- Presentación ................................................................................................ 06 - Orientaciones Metodológicas ......................................................................... 07 - Robótica ...................................................................................................... 09 - ¿Qué es un robot? ........................................................................................ 10 - Máquinas simples ......................................................................................... 13 - Mecanismos motorizados .............................................................................. 14 - Control y automatización - Reconociendo piezas y elementos .......................... 16 - Programando el ladrillo NXT ......................................................................... 20 - Menú principal ............................................................................................. 22 - Sensores ..................................................................................................... 23 - Programando el NXT .................................................................................... 24 - El robot educador ......................................................................................... 29 - Sensor de contacto ....................................................................................... 37 - Sensor de luz ............................................................................................... 40 - Sensor de sonido .......................................................................................... 42 - Sensor de ultrasonido .................................................................................. 44 - Cables ......................................................................................................... 46 - Barra de herramientas ................................................................................. 47 - Programación paleta básica .......................................................................... 48 - Programaciones ........................................................................................... 50 - Programación sensor de sonido ..................................................................... 54 - Programación sensor de ultrasonido .............................................................. 55 - Programación de paleta intermedia ............................................................... 56 - Programación de paleta personalizada ........................................................... 57 - Sesión de aprendizaje 01 .............................................................................. 59 - Sesión de aprendizaje 02 .............................................................................. 63 - Sesión de aprendizaje 03 .............................................................................. 65
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NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NX NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NX Presentación l estudio de la robótica en la escuela está fuertemente asociado a la búsqueda de entornos de alta creatividad y multidisciplinariedad para el estudiante. También para el estímulo de un trabajo en equipo creando prototipos con bastante proximidad al mundo real; asímismo, ayuda a la comprensión del mundo que nos rodea y a la forma como la ciencia se aplica en la vida diaria.
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El objetivo es guiar a los estudiantes en el diseño y construcción de robots autónomos, teniendo en cuenta los aspectos mecánicos y electrónicos. Pero centrándose en los aspectos informáticos, fundamentalmente en la programación con el software que los controla, el cual permite automatizar sus movimientos y recolectar datos a través de sus sensores. La robótica es una disciplina con sus propios fundamentos y sus leyes. Tiene dos vertientes: teórica y práctica. En el aspecto teórico, se unen las aportaciones de automática, informática e inteligencia artificial. El lado práctico o tecnológico hay aspectos de construcción (mecánica, electrónica) y de gestión (control, programación), por lo tanto, la robótica presenta un marcado carácter interdisciplinarío. La construcción de prototipos de máquinas automatizadas (robótica) permite a los alumnos desarrollar sus capacidades, conocimientos y actitudes para la construcción, programación y prueba de robots, integrando ciencia, tecnología y matemática. El trabajo en equipo permite la comunicación integral explorando, investigando y solucionando problemas a través de experiencias tecnológicas. En el área de Matemática, la Robótica contribuye a que los estudiantes formulen e investiguen conjeturas, desarrollen, evalúen argumentos y comprueben demostraciones matemáticas, resolviendo problemas en contextos reales o matemáticos. En el área de Ciencia, Tecnología y Ambiente; la robótica contribuye a que los estudiantes desarrollen su cultura científico tecnológica, lo cual les permite entender el mundo que los rodea y participar activamente en experimentos concretos favoreciendo el desarrollo de proyectos y utilización de equipos de última tecnología. La robótica es importante también el área de Educación para el Trabajo porque es la técnica que aplica el diseño, la informática y el empleo de aparatos para ayudar al hombre en sus actividades cotidianas. Cuando se trata de realizar operaciones repetitivas, peligrosas o de precisión; trabajos que por lo general se requieren en instalaciones industriales. El aprendizaje de la robótica permite a los estudiantes desarrollar capacidades, conocimientos y actitudes que le facilite su inserción en el mundo laboral.
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NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT XT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT Orientaciones NXT NXT metodológicas NXT NXT NXT Del trabajo en equipo - Las actividades con los materiales didácticos tecnológicos, requieren siempre del trabajo en equipo. En consecuencia, oriente el rol de cada miembro del equipo y cuando se pueda se debe permitir que los estudiantes tomen enteramente esta decisión. - Se debe considerar el nivel de interacción dentro de cada equipo y cuando se requiera se pueden reagrupar a los niños según la compatibilidad mostrada. -Todos los integrantes deben decidir democráticamente una denominación para el equipo y pueda sugerir usar nombres alusivos a la ciencia y la tecnología. - Se presenta el problema a los alumnos, se discuten las reglas, las posibles soluciones, disponibilidad de materiales y cómo se debe presentar la solución del problema. - Durante la realización de los proyectos, el docente se convierte en un facilitador, es decir a solicitud del alumno actúa como orientador, para ayudar que el alumno descubra e investigue por sí mismo. Permitiendo que el estudiante actúe con la máxima libertad posible para construir aprendizajes significativos. - Cada equipo presenta su proyecto, de acuerdo a las necesidades de cada diseño se realizan las pruebas y todos aportan al desarrollo del proyecto. Algunas veces, el docente solicitará que se realicen mejoras a los proyectos o aumentará la complejidad de los desafíos.
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NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NX NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NX Del orden y cuidadoNXT de los materiales -
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Haga que los estudiantes conozcan que son enteramente responsables de mantener invariable el número y la funcionalidad de los elementos del maletín que se les confía. Para aumentar la sensación de pertenencia y una actitud favorable al cuidado de los maletines, pida que diseñen una etiqueta que contenga su denominación, un signo distintivo alusivo y que la peguen en el maletín que utilizaran durante todo el año académico. Ordenar el kit. Hágales saber que la única forma de mantener invariables los maletines es a través de un inventario, que conozcan que inventariar es una actividad usual y necesaria, mostrar la impresión iconográfica (fichas de inventario) que proporciona cada maletín para dicho fin. Organizar las piezas y elementos en las bandejas de clasificación tal como se observa al reverso de la tapa del kit y ubicar la guía de construcción. De esta manera, el proceso de construcción es mucho más rápido. Pida que tomen turnos para inventariar los maletines y si fuera posible elaborar un programa bimestral o anual para las responsabilidades del cuidado del material. Cada equipo deberá firmar al final de clase una Lista de Inventario donde se deberá reportar con la palabra “Conforme” cuando el número y la funcionalidad de los elementos no ha sido alterada; si ésto no fuera así, se deberá reportar qué elemento(s) se ha(n) perdido o deteriorado.
Normas de trabajo - Cuando la edad lo permita, pida a los propios estudiantes que sugieran normas de trabajo. A continuación sugerimos las siguientes: Los elementos del maletín son un gabinete de ciencia, en consecuencia, debe ser usado con la debida seriedad, cuidado y manipulando adecuadamente sus elementos. Durante el trabajo de construcción sólo deben estar fuera del maletín los elementos que conforman la construcción. En consecuencia, los elementos que se requieran, irán siendo extraídos paulatinamente; y los que no, serán devueltos a su lugar de origen. Los equipos deben usar sólo los elementos del maletín destinado para ellos, salvo que el profesor autorice lo contrario. De la ambientación del salón de clases - Promueva que cada equipo elabore un cartel con su denominación y distintivo, colóquelos ordenadamente en la pared del aula. - Promueva un trabajo colectivo de aula para la elaboración de afiches y otras expresiones artísticas alusivas a la ciencia y la tecnología.
NXT 08 NXT NXT NXT NXT NXT NXTVB NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT N Instituto de Educación Superior
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NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT XT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT Robótica
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l estudio de la robótica está asociado al estímulo de trabajo en equipo, para crear y reproducir prototipos con bastante proximidad el mundo real.
El estudio de la robótica ayuda a la comprensión del mundo que nos rodea y a la forma como la ciencia se aplica en la vida diaria; permitiendo el desarrollo de las capacidades fundamentales: Pensamiento creativo, pensamiento crítico, solución de problemas y toma de decisiones. El objetivo, por lo tanto, es guiar en el diseño y construcción de robots autónomos, teniendo en cuenta los aspectos mecánicos, electrónicos, pero centrándose en los aspectos informáticos, fundamentalmente en la programación del software que los controle. La robótica es una disciplina, con sus propios problemas, sus fundamentos y sus leyes, la cual tiene dos vertientes: teórica y práctica. En el aspecto teórico, se interpretan los aportes de la automática, la informática y la inteligencia artificial. Por el lado práctico o tecnológico, hay aspectos de construcción (mecánica, electrónica) y de gestión (control, programación). La robótica presenta por lo tanto un marcado carácter interdisciplinario.
Robot Los robots son dispositivos compuestos de sensores que reciben “datos de entrada” y que pueden estar conectados a la computadora. Ésta, al recibir la información “de entrada”, “ordena” al robot que efectúe una determinada acción. Puede ser que los propios robots dispongan de microprocesadores que reciben “datos de entrada” de los sensores y que estos microprocesadores ordenen al robot la ejecución de las acciones para las cuales está concebido. En este último caso, el propio robot es a su vez una computadora.
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NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NX NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT ¿Qué NXT es ser NXT un robot? NXT NXT NXT NXT NXT NXT NX
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a mayoría de nosotros hemos visto robots en películas y libros como imitaciones mecánicas de personas. Esta es una manera de pensar en robots. Pero, un robot no tiene que seguir necesariamente estos patrones.
Realmente, un robot es cualquier máquina que hace un trabajo automáticamente. Por ejemplo, los sistemas de calefacción en nuestros hogares funcionan sin que nosotros hagamos nada, y de este modo funcionan muchos artefactos eléctricos alrededor de nosotros. Hay una forma simple de saber si una máquina es un robot. Todos los robots tienen estos tres elementos en común:
1. Cuerpo : Estructura de algún tipo. 2. Control : Un programa para controlar el robot. 3. Comportamiento : Muestran algún tipo de acción o acciones .
1. Cuerpo En cualquier lugar donde se encuentre sistemas de robótica, es interesante darse cuenta de sus atributos físicos variantes. Pueden tener sensores, como nuestros sentidos, o los sensores de luz o contacto. Los robots pueden incluso tener torso, brazos, piernas o manos. Simulando partes de cuerpo parecida a la humana, a una caja o a un bicho – dependiendo de las funciones que deben cumplir. La alternativa de forma, tamaño, material e inclusive estilo, depende en primer lugar, de la función. Un VHS puede ser redondo, pero sería costoso fabricarlo de esa forma, una máquina dispensadora puede ser pequeña, pero una máquina de ese tamaño tendría que ser llenada frecuentemente.
NXT 10 NXT NXT NXT NXT NXT NXTVB NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT N Instituto de Educación Superior
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NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT XT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT Otro NXTfactor NXT NXT NXT NXT NXT NXT importante NXT en el diseño de un robot es el peso. Un diseñador sin experiencia puede cometer el error de construir un robot que sea pesado para moverse o para mover su carga, o muy pesado para permitir la velocidad y maniobrabilidad. Necesitas hacer un robot estable y suficientemente fuerte para soportar todas sus partes, los ingenieros en robótica tienen que equilibrar las necesidades del peso ligero y la gran fuerza, por ejemplo, cuando se ensamblan robots para viajar al fondo del océano o al espacio. 2. Control Alguna vez te imaginaste cómo hacer que los robots “entiendan” y hagan lo que queremos que ellos hagan?, ¿Cómo la máquina contestadora sabe cuándo contestar el teléfono y registrar un mensaje?, ¿Qué hace que una puerta eléctrica se abra cuando nos paramos frente de ella?, ¿Cómo sabe que estamos ahí?, ¿Y qué me dices acerca del carro a control remoto con el que nos gusta jugar?, ¿Qué es lo que hace que retroceda, gire, avance y se detenga cuando le decimos eso? Todo esto es parte del control. Cada robot necesita que se le diga qué hacer. Al establecer el control del robot se confía en tres cosas que trabajan conjuntamente: 1. Entrada: La información que viene de los sensores del robot. 2. Programa: Las instrucciones o conjunto de reglas que le das al robot para que las siga. 3. Salida: La acción que toma el robot. Usualmente la salida implica motor (movimiento), luces o sonido.
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NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NX NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NX 3. Comportamiento Solamente cuando pensamos en robots en términos humanos es claro pensar sobre su “comportamiento”. Simplemente, el comportamiento significa “¿Qué es lo que el robot realiza?” Los robots tienen algunas veces que realizar sus tareas que usualmente son llevadas a cabo por personas. Robots, como éstos controlados por computadoras en las fábricas de ensamblaje de automóviles, pueden realizar trabajos que son muy aburridos y repetitivos para las personas, como por ejemplo: soldar, taladrar partes de un motor y pintar autos. Ya sea que un robot esté diseñado en base a una criatura viviente o no, cada robot exhibe un comportamiento. Una puerta eléctrica se abrirá cuando sienta movimiento, una alarma de incendio sonará cuando sienta humo, y una alarma antirrobo sonará y llamará a la policía cuando sienta movimiento, ruido o una ventana rota. Todos estos son ejemplos de comportamiento.
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NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT XT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT simples NXT NXT Máquinas Una máquina simple es un dispositivo que requiere únicamente la aplicación de una fuerza para funcionar, facilitan la realización de un trabajo, disminuyendo el esfuerzo y aumentando la eficacia del trabajo que las personas realizan.
En las máquinas simples se distingue siempre: La potencia que es la fuerza aplicada y se simboliza por P La Resistencia es la fuerza que se debe vencer, y se representa por R Hay varios tipos de máquinas simples, entre ellos están: - La palanca
Las máquinas simples con frecuencia se usan en combinación, como componentes de máquinas más . complejas
- La rueda y el eje - El engranaje - La polea
Todas las máquinas simples convierten una fuerza pequeña en una grande o viceversa. Algunas cambian también la dirección de la fuerza. La relación entre la intensidad de la fuerza de entrada y la de salida es la ventaja mecánica. Por ejemplo, la ventaja mecánica de una palanca es igual a la relación entre la longitud de sus dos brazos.
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NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NX NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NX Mecanismos motorizados
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odas las máquinas se componen de mecanismos. Se llama mecanismo a un conjunto de elementos rígidos, móviles unos respecto de otros, unidos entre sí, mediante diferentes tipos de uniones, cuyo propósito es la transmisión de movimientos y fuerzas.
Los elementos que componen una máquina son: - Motor: Es el mecanismo que transforma la energía para la realización del trabajo requerido. Los motores también son máquinas, en este caso destinadas a transformar la energía original (eléctrica, química, potencial, cinética) en energía mecánica en forma de rotación de un eje o movimiento alternativo de un pistón. - Mecanismo: Es el conjunto de elementos mecánicos, de los que alguno será móvil, destinado a transformar la energía proporcionada por el motor en el efecto útil buscado. - Bastidor: Es la estructura rígida que soporta el motor y el mecanismo, garantizando el enlace entre todos los elementos. Las máquinas se dividen en varios tipos, pueden ser agrícolas, industriales, domésticas, etc. Es por esto que decimos que son elementos que utilizamos cotidianamente, porque están hechas para realizar cualquier tipo de acción, desde construir una casa hasta preparar un café. A través de su utilización podemos sembrar campos, confeccionar autos, escuchar música, hacer un regalo, etc. Podemos dividirlas según su rubro o rama industrial como a su vez su importancia en el mercado. - Máquinas domésticas Son las más conocidas y las que más utilizamos ya que nos rodean permanentemente y su uso es casi obligatorio y casero; por ejemplo: la máquina de hacer café, la máquina de limpieza, la máquina de hacer pastas, la máquina de coser,etc.
NXT 14 NXT NXT NXT NXT NXT NXTVB NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NX Instituto de Educación Superior
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NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT XT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT - Máquinas industriales Son utilizadas únicamente en procesos de fabricación y manufactura, por ejemplo las máquinas agrícolas como cosechadoras, sembradoras, fumiga-doras, etc. Un proceso de fabricación, también denominado proceso industrial, manufactura o producción, es el conjunto de operaciones necesarias para modificar las características de las materias primas. En la mayoría de los casos, para la obtención de un determinado producto serán necesarias multitud de operaciones individuales de modo que, dependiendo de la escala de observación, puede denominarse proceso tanto, al conjunto de operaciones desde la extracción de los recursos naturales necesarios hasta la venta del producto como a las realizadas en un puesto de trabajo con una determinada máquina. - Tipos de máquinas usadas en la industria - Máquinas industriales del tipo térmicas: Este tipo de máquina suele cumplir un rol fundamental para el correcto desempeño de las sociedades contemporáneas. Generalmente, su aplicación es en los medios de transporte y en las industrias en que la refrigeración cumple un proceso importante; es decir, máquinas que mediante cambios en la temperatura son capaces de aumentar la circulación de un fluido desplazando, por ejemplo, el aire de un sector a otro produciendo energía cinética. - Maquinas industriales con “brazo robótico”: Su principal componente está constituido por un brazo robótico. Este tipo de máquina suele aplicarse en distintos puntos de una cinta transportadora. Por ejemplo, mientras la cinta transporta el producto que se está fabricando, los distintos brazos serán los encargados de ir colocando las partes para la elaboración del producto. Por ejemplo: máquinas para colocar partes, máquinas para soldar componentes, máquinas para pintar, máquinas para poner tornillos, etc.
T NXT NXT NXT NXT NXT NXT V NXT NXT B 15 NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT Instituto de Educación Superior
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NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NX NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXTy Automatización NXT NXT NXT NXT NXT NXT NX Control MINDSTORMS NXT l kit Mindstorms NXT consta de diversos elementos (conectores, ladrillos, vigas, planchas, etc.), así como de distintas máquinas simples (engranajes, poleas, ruedas, ejes, tornillo sin fín) y sensores que permiten construir prototipos que los alumnos diseñan y operan reproduciendo auténticamente los procedimientos automatizados y herrami-entas robóticas usadas continuamente en la industria. Incluye un software iconográfico que permite interactuar con los motores,
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lámparas y sensores.
Reconociendo las piezas y elementos casco rojo
Peluca negra del personaje cabeza amarilla cuerpo blanco del personaje que practica surf
piernas anaranjadas
ladrillo translucido verde de 1x2
brazo palanca con conector
doble espiga de conexión con agujeros transversales
rueda polea
llanta anillo
clavija del conectador modulo 3 doble , gris
ladrillo translucido rojo de 1x2 ladrillo translucido amarillo de 1x2
Viga de ½ curva gris de 3x5
NXT 16 NXT NXT NXT NXT NXT NXTVB NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT N Instituto de Educación Superior
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NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT XT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT lámpara blanca 1x2
bloque gris transversal
rueda gris para el neumático pequeño
bloque gris transversal de 3
neumático negro pequeño
extensión de eje
bloque cruzado doble negro engranaje gris de 8 dientes espiga de conexión con eje gris engranaje gris de 16 dientes espiga de conexión con eje azul engranaje corona gris de 24 dientes
engranaje compuesto gris de 20 dientes
espiga de conexión con seguro
rueda de polea pequeña amarillo
seguro gris engranaje gris de 24 dientes azulejo de 1x2 engranaje compuesto negro de 12 dientes plancha de 1x2 tornillo sin fin ladrillo de 1x2 engranaje de 4 dientes negro ladrillo de 2x2 plancha de 1x4
plancha agujereada de 2x4
engranaje gris de 40 dientes
viga gris de 1x4 plancha agujereada de 2x6
viga gris de 1x6
T NXT NXT NXT NXT NXT NXT V NXT NXT B 17 NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT Instituto de Educación Superior
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NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NX NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NX plancha agujereada gris de 2x8 viga de 1x8
engranaje de 36 dientes negro viga de 1x16 bloque cruzado de 2x1 gris elemento de ángulo de 180º
Faja roja de 24mm
espiga de conexión negra espiga larga de conexión negra
viga de 1x2
ladrillo gris con agujero estrella de 1x2
Faja amarilla de 32 mm
viga de 3 agujeros eje gris de 5 ½ gris viga de 5 agujeros eje rojo de 2 viga de 7 agujeros eje gris de 3 viga de 9 agujeros
eje gris de 5
viga de 11 agujeros eje negro de 4 viga de 13 agujeros
viga de 15 agujeros
eje negro de 6
eje negro de 8
eje negro de 10 viga angular de 4x2 eje negro de 12 viga angular de 3x5
viga angular de 4x6 rotor
viga angular de 3x7
NXT 18 NXT NXT NXT NXT NXT NXTVB NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT N Instituto de Educación Superior
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T NXT NXT NXT NXT NXT NXT V NXT NXT B 19 NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT
Instituto de Educaci贸n Superior
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cable de 50 cm
servo motores
NXT
cable de 35 cm
cable adaptador del NXT
bola roja
sensor de sonido
bola azul
cable usb
neumatico grande negro
sensor de contacto
cable de 20 cm
sensor de luz
bateria recargable de NXT
rueda gris para el neum谩tico grande
sensor de ultrasonido
NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT XT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT
NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NX NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NX Programando el Ladrillo NXT l ladrillo programable NXT es el objeto donde reside todo el control del robot, básicamente es un controlador, con puertos de entrada, de salida y memoria para almacenar nuestros programas, se comunica con el computador a través de un puerto USB o Bluetooth. Está compuesto por un microprocesador de 32 bits, este microprocesador incluye 256 KB de memoria flash, 64 KB de RAM y una velocidad de funcionamiento de 48 MHz. Tiene cuatro botones en la parte superior para utilizar los programas que tengamos instalados, configurarlos y ejecutarlos. También podemos visualizar en la pantalla el estado de los sensores o crear pequeños programas sin necesidad de utilizar el compuntador y programas adicionales.
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Especificaciones técnicas - 32-bit ARM7 microcontrolador. - 256 Kbytes FLASH, 64 Kbytes de RAM. - Microcontrolador de 8-bit AVR. - 4 Kbytes FLASH, 512 Byte RAM. - Comunicación inalámbrica (Bluetooth Clase II v2.0). - Puerto USB de velocidad completa (12 Mbit / s). - 4 puertos de entrada.
- 3 puertos de salida. - 100 x 64 píxeles de pantalla LCD gráfica. - Altavoz - 8 kHz calidad de sonido. Canal de sonido con 8-bits de resolución y frecuencia de muestreo de 2-16 KHz. - Fuente de alimentación: 6 baterías AA o batería recargable 9 V (incluida en el kit).
NXT 20 NXT NXT NXT NXT NXT NXTVB NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT N Instituto de Educación Superior
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NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT XT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT Los NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT puertosNXT para los motores El NXT cuenta con tres puertos de salida para conectar los motores - Puertos A, B y C
Puertos para los sensores La NXT tiene cuatro puertos de entrada para conectar sensores - Puertos 1, 2, 3 y 4.
Puerto USB Conecte un cable USB al puerto USB y descargar programa de la computadora al NXT (o la carga de datos del robot a su equipo). También puede utilizar la conexión inalámbrica Bluetooth para la carga y descarga. Altavoz Permite escuchar los sonidos programados. Botones de NXT Botón naranja: Sirve para encender el NXT, aceptar una acción y ejecutar un programa. Flechas de color gris claro: Se utiliza para moverse a izquierda y derecha en el menú del NXT Botón gris oscuro: Se utiliza para apagar el NXT o regresar a una acción anterior . Para apagar el NXT, presione el botón gris oscuro hasta que aparezca la pantalla “Turn off?”, luego presione el botón naranja. Es muy importante tener en cuenta que cuando hemos descargado un programa al ladrillo, el robot se vuelve autónomo y no es necesario mantenerlo conectado a la computadora o tenerla encendida salvo para realizar los cambios necesarios en la programación. Sensor de Tacto
T NXT NXT NXT NXT NXT NXT V NXT NXT B 21 NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT Instituto de Educación Superior
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NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NX NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT MenúNXT principal NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NX My Files
Software Files
NXT Programs
Try Me
View Setting
Bluetooth
Programas descargados del computador NXT Files Programas hechos directamente en el NXT Sound Files Archivos de sonido En este sub-menú, se puede programar directamente el NXT. Programas prediseñados para probar motores y sensores, debe usar los puertos predeterminados. Permite visualizar el estado de los motores y sensores en tiempo real. Permite ajustar el volumen del sonido del NXT, ajustar el modo “Sleep” para apagar automáticamente el NXT y también borrar programas. Permite ajustar distintos parámetros de la comunicación inalámbrica
Puertos predeterminados Puertos de Entrada 1 2 3 4
Sensor de Tacto Sensor de Sonido Sensor de Luz Sensor de Ultrasonido
Puertos de Salida A B C
Motor para función extra. Motor izquierdo Motor derecho
Indicadores Bluetooth encendido Bluetooth visible para otros dispositivos Bluetooth conectado a otro dispositivo USB conectado y trabajando bien USB conectado, con problemas NXT, operando correctam ente Batería baja Batería cargada
NXT 22 NXT NXT NXT NXT NXT NXTVB NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT N Instituto de Educación Superior
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NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT XT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT Sensores NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT Le proporciona al robot el sentido del tacto, tanto cuando se presiona como cuando se suelta. También podemos utilizarlo para ciclos completos de presionar y soltar. Sensor de Sonido Le permite al robot escuchar. El sensor de sonido puede detectar tanto decibeles (dB), como decibeles ajustados (dBA). Decibel es una medida de la presión de sonido. dBA: La sensibilidad del sensor es ajustada al oído humano. dB: La sensibilidad del sensor, no está ajustada y puede “escuchar” sonidos por debajo o por encima de la capacidad del oído humano. El sensor puede medir sonido hasta de 90 dB. La lectura del sonido se visualiza en porcentaje de acuerdo a la siguiente tabla: Sensor de Luz Le proporciona al robot el sentido de la visión. Le permite al robot distinguir entre Porcentaje 4%-5% 5%-10% 10%-30% 30%-100%
Descripción Habitación en silencio Personas hablando lejos Conversación normal Personas gritando y música a alto volumen
luz y oscuridad. El sensor es monocromático, es decir puede distinguir entre el blanco y el negro pasando por una gama de grises, la lectura la entrega en porcentaje. Sensor de Ultrasonido También le proporciona al robot un sentido de visión. El sensor emite un sonido y mide el tiempo que la señal tarda en regresar, para luego calcular la distancia, a la cual se encuentra el objeto u obstáculo. Es el mismo principio utilizado por los murciélagos y el sonar de las naves, tiene una rango de 0 a 255 cm con una precisión de +/- 3 cm. Sensor de Rotación
T NXT NXT NXT NXT NXT NXT V NXT NXT B 23 NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT Instituto de Educación Superior
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NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NX NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NX Los servomotores, dan movimiento a nuestro robot. Los motores incluyen un sensor de rotación, con una precisión de +/- 1 grado, con el cual podemos calcular el número de vueltas o grados rotados del eje del motor. También podemos utilizar los motores, estándar LEGO, mediante el cable adaptador. Las lámparas podemos utilizarlas como indicadores, también conectandolos con el cable adaptador.
Programando en el nxt
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e puede escribir un programa sencillo de 2 acciones siguiendo el proceso de Entrada, Salida, Entrada, Salida, Fin o Recursión. Por ejemplo, avanzar hasta que el sensor de sonido detecte un sonido y luego dar marcha atrás hasta que se toque el sensor de tacto. El programa está escrito para hacer selecciones en la parte inferior de la pantalla del NXT. Las elecciones del usuario se visualizan en cinco recuadros que se encuentran en la parte superior de la pantalla.
En el ejemplo que aparece a continuación, tres de los cinco recuadros han sido programados, y el usuario está a punto de seleccionar un sensor de contacto para utilizarlo.
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Los 5 recuadros de programación
Desplácese hasta el icono que desee y pulse el botón naranja para seleccionarlo.
NXT 24 NXT NXT NXT NXT NXT NXTVB NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT N Instituto de Educación Superior
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NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT XT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT Acceder NXT alNXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT menú de programación NXT. Ubicar la pantalla de programa NXT, como se muestra en la imagen, haga clic en el botón naranja. La primera pantalla muestra dónde conectar los sensores cuando aparece la pantalla de programación. A continuación, se muestra la selección de íconos de programación disponibles para programar directamente en el NXT.
Programando con el software mindstorms nxt
Prueba los siguientes programas:
T NXT NXT NXT NXT NXT NXT V NXT NXT B 25 NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT Instituto de Educación Superior
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NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NX NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT Instalando el software NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NX Para instalar el software realice las siguientes acciones: v Cierre todos los programas abiertos. v Inserte el CD-ROM. v Si el CD-ROM no se ejecuta automáticamente: Haga clic en el botón Inicio. Haga clic en Ejecutar. Tipo D: \autorun.exe (suponiendo que D: es la unidad de CD). Siga las instrucciones en pantalla. v Aparecerá el ícono del software, haga doble clic en este ícono para ejecutar el software. v Conecte un extremo del cable USB en una ranura USB del ordenador y el otro extremo al NXT. v Aparecerá una ventana emergente en la parte inferior derecha de su pantalla en la que se le informa que su NXT está instalado y listo para ser utilizado. v Ahora puede programar el software para hacer que el robot NXT tenga movimiento. Creando nuestro primer programa - Arrancar el software haciendo doble clic en el ícono del programa. - Para iniciar la programación, haga clic en el cuadro de texto que aparece bajo el título Iniciar nuevo programa y escriba un nombre para el archivo. - Haga clic en Ir >> para empezar. 1.- Robot Educador: Aquí se encontrará las instrucciones de construcción y programación para ser utilizados con el robot que contiene la guía de construcción
Requerimientos de hardware: WINDOWS -
Procesador Intel Pentium o compatible, mínimo 800 Mhz Windows XP Professional o Home Edition con Service Pack 2 256MB de RAM mínimo Hasta 300 MB de espacio disponible en disco duro XGA display (1024x768) 1 puerto USB disponible Lector de CD-ROM Adaptador Bluetooth compatible (optional)
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NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT XT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT cargar el softwareNXT observaremos NXT AlNXT NXT NXTla siguiente NXT ventana: NXT NXT NXT
incluida en el kit. 2.- Mi portal: Permite acceder a www.MINDSTORMSeducation.com donde podemos encontrar herramientas, descargas e información. 3.- Barra de herramientas: La barra de herramientas incluye los comandos más utilizados de la barra de menú de la mayoría de aplicaciones estándar de Window. 4.- Área de trabajo: En este espacio se realizará la programación arrastrando los iconos de programación para formar el programa. 5.- Ventana de ayuda: Aquí se podrá acceder a la ayuda para el uso del software. 6.- Mapa de la zona de trabajo: Permite observar y acceder rápidamente a determinadas zonas del área de trabajo. 7.- Paleta de programación: La paleta de programación contiene los iconos de programación. Existen tres tipos de paleta (se diferencia por colores): paleta común, paleta completa y paleta personalizada. - Paleta común, contiene los iconos básicos de programación y de uso frecuente. - Paleta completa, contiene mayor variedad de iconos por ejemplo el uso de sonidos, gráficos en pantalla (display), variables y sensores del RCX. - Paleta personalizada, permite crear iconos personalizados que accionen programas diseñados por el usuario o descargar programas desde Internet. 8.- Panel de configuración: Cada icono de programación tiene un panel de configuración que permite personalizarlo, por ejemplo el tiempo de funcionamiento, puerto de conexión, potencia y otros. 9.- Controlador: Permite descargar los programas desde la computadora al ladrillo NXT o cambiar su configuración. 10.- Ventana de NXT: Proporciona información sobre el NXT, memoria y configuración para la comunicación. - Los programas se crean arrastrando los iconos de la paleta que se encuentra en la parte izquierda de la pantalla y soltándolos en el área de trabajo. - El ícono “Mover”, que se encuentra en la parte superior de la paleta, es el mejor para empezar. Haga clic y arrástrelo al área de trabajo situado al lado del símbolo de inicio del programa, como puede ver en la figura.
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NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NX NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT- Creando NXTun programa NXT NXT NXT NXT NXT NXT NX
- El ícono se coloca en su lugar y está listo para ser comprobado. - Cuando suelte el ícono “Mover” en el área de trabajo, aparecerá el menú de este bloque en la parte inferior de la pantalla. Aquí puede cambiar la dirección, la velocidad y el tiempo de funcionamiento de los motores. Pruebe a modificar las variables (variando potencia, tiempo u otros).
Con el ícono Mover configurado, haga clic en el botón Descargar y ejecutar y vea cómo mueve el motor!
NOTA: Ahora que ha descargado su primer programa, el NXT ha almacenado el programa en su memoria. Desconecte el cable USB del NXT. Observe que en la pantalla NXT se encuentra el programa que ha descargado al NXT. Pulse el botón naranja para volver a ejecutar el programa. Esto significa que puede trasladar el NXT lejos de la computadora y ejecutar el programa. Cuando esté preparado para volver a programar, simplemente tendrá que volver a conectar el cable USB. l Robot Educador (parte derecha de la pantalla) muestra paso a paso, la construcción y programación de robots propuestos. Contiene 39 actividades con las que enseña a nuevos usuarios cómo programar el NXT con el software.
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Al abrir una actividad, el usuario contará con sencillas instrucciones del ejercicio a
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NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT XT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXTEducador NXT NXT El Robot desarrollar (normalmente en forma de animación flash o de presentación de diapositivas), la guía de construcción y la guía de programación que le lleva, paso a paso, por una posible solución al reto propuesto. - Haga clic en el signo que encontrará al lado de la Paleta Común. - Seleccione la Actividad 8. - Observe las instrucciones de la actividad - Siga la guía de montaje/Base de desplazamiento y guía de programación, foto- grama a fotograma, mientras programa. - Descargue el programa al NXT y ejecútelo.
Intente la siguiente actividad del Robot Educador (el robot avanzará en cuadrado):
Instrucciones de la actividad
Guía de construcción
Guía de programación
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NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NX NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NXT NX Nota: NXT En el próximo capítulo comenzaremos con la programación, para ello necesitamos construir el modelo, comenzando en la página 8 hasta la 22, del manual 9797.
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