Activitats LEGO Pràctica 1: Toda velocidad hacia delante CONSTRUCCIÓN Observaciones:
1.- ¿Qué ocurrió cuando ejecutaste el programa? El robot giraba i solo funcionaba un motor.
2.- ¿Qué motor giró? El motor C.
3.- ¿En qué dirección giró el motor? Hacia delante.
4.- ¿Es este el comportamiento deseado? No.
CONSTRUCCIÓN: Pon en funcionamiento el segundo motor Responde a lo siguiente:
6.- ¿Por qué se necesita el comando del segundo motor? Para que funcionen los dos motores i el robot vaya para delante y no gire.
CONSTRUCCIÓN: Detener al robot Responde a lo siguiente:
7.- ¿Por qué el robot no se paró anteriormente en el lugar correcto? Porque sin las acciones de parar los motores, el robot va perdiendo velocidad hasta pararse después de hacer los 720o.
CONTEMPLACIÓN 8.- ¿Cuál es la diferencia entre descargar un programa y ejecutar un programa?¿Cuándo es necesario llevar a cabo cada una de estas acciones? Descargar el programa es copiarlo al robot para poderlo ejecutar después, y ejecutar el programa es hacer que el robot haga lo que has programado. Descargar, cuando se tiene unas instrucciones listas para pasarlas al robot, y ejecutar, cuando se vaya a probar.
9.- ¿Cuáles de las siguientes afirmaciones determina el orden en el que los bloques se ejecutan en el programa? Señala con un círculo una de las respuestas. a) El orden en que los bloques están colocados en el espacio de trabajo, independientemente de dónde estén colocados. El que se suelta antes se ejecuta antes, etc. b) El orden de los bloques en la viga de Secuencia blanca. El programa se inicia en el símbolo NXT pequeño y sigue los bloques en el orden en que éstos están ubicados en la viga blanca. c) Existe un orden de operaciones de los bloques. El software siempre hará que los bloques de comandos de Motores se ejecuten antes, luego los bloques Esperar y luego lod bloques de parada de Motores.
10.- Escribe una breve explicación de una o dos frases sobre lo que hace cada bloque en el programa que has escrito:
Primer bloque: el motor C en funcionamiento para delante, infinito. Segundo bloque: el motor B en funcionamiento para delante, infinito. Tercer bloque: sensor de rotación, esperar a que el motor C gire 720o. Cuarto bloque: el motor C se para completamente. Quinto bloque: el motor B se para completamente.
11.- Consulta tu programa. I. ¿Qué iconos en el programa controlaban la distancia recorrida por el robot antes de pararse? Infinito
II.
Explica como podrías cambiar el programa para hacer que el robot recorra una distancia más larga o más corta. Con el bloque esperar, configurando más o menos grados de rotación de los motores.
III.
En una hoja de papel, esboza un nuevo programa que haga que el robot recorra el doble de distancia original. Asegúrate de incluir cualquier comentario o imagen que identifique los bloques y diga lo que hacen.
12.- Describe el nuevo patrón de movimiento del robot si moviera la clavija del motor del puerto B al puerto A pero no cambiara el programa. ¿Cómo tendrías que cambiar el programa para hacer que el robot vaya de nuevo hacia delante? El robot giraría en rodona. Se tendría que cambiar en el programa el puerto B por el puerto A, cuando el motor va para delante y cuando se para.
13.- Describe el comportamiento del robot que este programa produce cuando se ejecuta.
El robot va para delante y cuando las ruedas han girado 720o se detiene.
14.- ¿Cuánta distancia recorrerá el robot con el programa que se muestra a continuación? Observa detenidamente, ¡es más fácil de lo que parece!
El doble que el anterior, las ruedas giraran 1440 grados y se pararan.
CONTINUACIÓN: Toda velocidad hacia atrás Responde a lo siguiente:
15.- ¿Qué bloques del programa son diferentes entre los comportamientos de movimiento hacia delante y de movimiento hacia atrás? Los bloques de movimiento de los dos motores hacia delante y en el bloque de esperar, se ha de poner el movimiento hacia atrás
CONTINUACIÓN: Hasta allí y retroceder Observaciones:
16.- ¿Ha realizado tu robot ambas acciones según lo esperado? Si no fue así, ¿qué hizo en su lugar? No, ha avanzado un trozo y ha retrocedido el doble.
17.- ¿Porqué ha sido necesario reiniciar el sensor de rotación? Para que vuelva al inicio y no se vaya lo mismo recorrido hacia delante pero para atrás.
18.- ¿Cuándo necesitarás hacer esto en futuros programas? Cuando primero vaya en una dirección y después tenga que ir en la otra dirección.
TEST: Toda velocidad hacia adelante 1.- ¿Cuál es la diferencia entre descargar un programa y ejecutar un programa? ¿Cuál de los dos debe hacer en primer lugar y con qué frecuencia necesita hacerlo? Descargar el programa es copiarlo al robot para poderlo ejecutar después, y ejecutar el programa es hacer que el robot haga lo que has programado. Primero descargar el programa, cada vez que se acaba un programa para probar en el robot.
2.- Pronostique lo que hará el robot cuando se descargue y ejecute este programa.
Irá todo el rato sin parar hacia delante.
3.- Escriba una breve explicación de una o dos frases de lo que hace cada bloque en este programa. Suponga que el comentario “360 grados” describe de forma precisa la cantidad de rotación que esperará el bloque Esperar.
1r bloque: motor C en marcha hacia delante, infinito. 2º bloque: motor B en marcha hacia delante, infinito. 3r bloque: esperar a que el motor C gire 360 grados. 4º bloque: para motor C. 5º bloque: parar motor B.
Pràctica 2: Girar a la derecha CONSTRUCCIÓN Observaciones:
1.- ¿Qué ocurrió cuando ejecutaste el programa? El robot giró hacia la derecha.
2.- ¿Qué motor(es) giró (giraron)? Giró el motor izquierdo (A).
3.- ¿En qué dirección giró cada motor? El motor izquierdo (A) hacia delante y el motor derecho (B) se quedó quieto.
4.- ¿Se giró el cuerpo del robot a su izquierda o a su derecha? Derecha.
5.- ¿Aproximadamente cuánto giró el cuerpo del robot con relación a un giro completo? Casi 180 grados, unos 150 grados.
6.- Este comportamiento se llama giro de “balanceo”. ¿En torno a qué punto se balance el robot? A la rueda derecha (B).
CONTEMPLACIÓN 7.- Escribe una breve descripción de una o dos frases sobre lo que hace cada icono en el programa “GiroBalanceo”.
Primer bloque: Motor C hacia delante, infinito. Segundo bloque: Motor B parado. Tercer bloque: Esperar a que motor C gire 720 grados. Cuarto bloque: Parar motor C. Quinto bloque: Parar motor B.
8.- El robot comenzó en la posición A en el diagrama que se muestra aquí. A continuación giró en su sitio hasta llegar a la posición B. I. ¿Podrías decir en qué dirección giró para llegar a esta posición? Explica por qué o por qué no. Hacia la derecha, sería el giro más fácil, pero puede haber girado hacia cualquier lado.
II.
Supongamos que el robot giró a su izquierda para llegar a la posición B. ¿Qué fracción de vuelta completa realizó para llegar desde A hasta B? de vuelta.
III.
Supongamos que el robot giró a su derecha para llegar a la posición B. ¿Qué fracción de vuelta completa realizó para llegar desde A hasta B? de vuelta.
9.- Considera los efectos de algunos factores adicionales. I. ¿Cómo crees que el uso de ruedas diferentes afectará a la capacidad de robot para girar? ¿Importa esto? Si son más grandes hará más recorrido de giro, si son más pequeñas hará menos.
II.
¿Importa en la superficie en la que gira el robot? Si.
10.- El robot en el programa dado giró a la derecha desplazando su rueda izquierda hacia delante mientras mantenía fija la rueda derecha. I. ¿Podrías tú también hacer un giro a la derecha manteniendo fija la rueda izquierda y desplazando la rueda derecha en sentido contrario? Si.
II.
Escribe el programa para hacer que el robot realice el giro hacia atrás-derecha propuesto en la parte (I).
CONTINUACIÓN: Giro a la izquierda Responde a lo siguiente:
11.- ¿Qué bloques del programa son diferentes entre los comportamientos de giro a la izquierda y de giro a la derecha original? Los dos primeros bloques se cambian, el motor que estaba en marcha se pone parado y viceversa, y el bloque de esperar que ha de esperar a que el motor B gire 720 grados y no el motor A.
12.- Podría hacerse también un giro a la izquierda con la idea de la rueda con desplazamiento hacia atrás de la pregunta 10? Programa el robot para realizar el giro hacia atrás izquierda.
13.- Describe la diferencia entre el movimiento de un giro de balanceo y un giro de punto. El giro de balanceo es el giro en que un motor está en funcionamiento y el otro parado, y el giro de unto es el giro en que un motor gira hacia delante y el otro hacia atrás.
14.- Describe una situación en la que: I. Un giro de balanceo resulte más útil que un giro de punto. Hacer un movimiento de zig-zag. II. Un giro de punto sea más útil que un giro de balanceo. Cambiar de dirección estando en el mismo punto.
TEST: ¡Girar a la derecha! 1.- Pronostique lo que hará el robot cuando descargue y ejecute este programa. Suponga que el comentario es preciso.
El robot girará hacia un lago, utilizando un giro de balanceo, y cuando el motor C haya girado 720 grados se parará el robot.
2.- Carolina cambió su robot para crear un giro de balanceo a la izquierda en lugar de a la derecha, pero ahora su robot no deja de hacer círculos. Observe el programa de Carolina (abajo) y escriba qué está mal.
Da vueltas porque el sensor de rotación está esperando al motor C, y el que gira es el B, se ha de modificar y poner el motor B en el sensor de rotación.
3.- ¿Cuál es la diferencia entre un giro de balanceo y un giro de punto? Describa las diferencias tanto como en el programa como en el comportamiento del robot. En el programa el giro de balanceo un motor está parado y el otro en movimiento, a diferencia de en el giro de punto, que los dos motores están en funcionamiento, pero cada uno para un dirección. En el comportamiento del robot, en el giro de balanceo el eje del giro es la rueda que esta quieta y en el giro de punto el eje de rotación es el centro del robot.
Pràctica 4: Seguir líneas de guía CONSTRUCCIÓN: ¿Qué es el rastreo de líneas? Verifica lo que comprendes:
1.- ¿Qué está buscando el robot? Busca colores claros y oscuros.
2.- ¿Qué camino debe elegir cuando ve un color claro? ¿Por qué? Hacer un pequeño giro de balanceo a la derecha. Para ir a buscar un color oscuro.
3.- ¿Qué camino debe elegir cuando ve un color oscuro? ¿Por qué? Hacer un pequeño giro de balanceo a la izquierda. Para ir a buscar un color claro.
CONSTRUCCIÓN: halle el umbral Anota y verifica:
4.- Anota el valor de umbral calculado. 35
5.- Clasifica cada uno de los valores del sensor de luz como “claro” u “oscuro” utilizando el valor de umbral calculado para el sensor de luz. I. II. III. IV.
34 78 51 40
oscuro claro claro claro
6.- Esboza un sol relleno (claro) o un sol vacío (oscuro) para mostrar qué mitad del bloque de conmutación del programa se ejecutará con cada uno de los siguientes valores (si el umbral del cloque de conmutación es 45). I. II. III. IV.
91 36 5 20
claro oscuro oscuro oscuro
CONSTRUCCIÓN: controla los motores Verifica lo que comprendes:
7.- Utilizando tu propio umbral calculado, describe el movimiento que realizará el robot cuando el sensor de luz indique: I. II. III. IV.
27 38 91 45
girará a la izquierda para buscar un color claro. girará a la derecha para buscar un color oscuro. girará a la derecha para buscar un color oscuro. girará a la derecha para buscar un color oscuro.
CONTEMPLACIÓN 8.- El comportamiento de rastreo de líneas se construye colocando varios bloques de comportamiento más pequeños para que se ejecuten en determinados momentos. Identifica dos de los comportamientos menores y explica qué hacen en el programa y cuándo se utilizan. Hacer un giro de balanceo a la derecha cuando detecta con el sensor de luz, un color claro. Hacer un giro de balanceo a la izquierda cuando detecta, con el sensor de luz, un color oscuro.
9.- Fernando escribe este programa una tarde, lo prueba y ve que rastrea la línea perfectamente. Sin embargo, cuando vuelve la mañana siguiente, no funciona. Coloca su robot sobre la línea y ejecuta el problema pero, para su sorpresa, el robot sólo balance-gira a la derecha un círculo todo el tiempo. Explica cuál es la caula del problema, razona sobre los motivos y lo que debe hacerse para solucionarlo. Si no tienes ni idea de dónde podría estar el error, explica en su lugar qué pasos llevarías a cabo para ayudar a Fernando a solucionar el problema. Para cada paso, explica cómo y por qué efectuarías ese paso. El problema es que la luz ambiente es diferente, i la línea no la detecta, habría de haber la misma intensidad de luz o se habría de modificar el umbral.
10.- Imagínate que en lugar de cinta oscura sobre una superficie clara, tu clase tiene superficies oscuras con cinta clara. I. ¿Sería capaz el robot de seguir esta línea usando el mismo programa? Si.
II.
¿Se comportaría exactamente igual o ligeramente diferente? Explícalo. Un poco diferente, la acción la haría con el borde derecho de la línea en vez de con el izquierdo.
11.- Ahora piensa sobre el desplazamiento físico de tu sensor de luz en el robot. I. ¿Es importante la colocación del sensor de luz? Si, ha de estar apuntando para en suelo perpendicularmente.
II.
¿Qué ocurre si se levanta o se baja el sensor de luz? Qué no detectará bien la línea.
III.
¿Qué pasa si se coloca en la parte trasera del robot en lugar de en la parte delantera pero no se cambia el programa? Rastreará perfectamente la línea.
CONTINUACIÓN: cambio de lado Responde a lo siguiente
12.- ¿Por qué este comportamiento rastrea el lado derecho de la línea en lugar del izquierdo? Por qué cuando detecta un color oscuro el giro de balanceo lo hace a la derecha y cuando detecta un claro lo hace hacia la izquierda.
13.- ¿Cuándo podría resultar útil este comportamiento? Para hacer que no se caiga de un lugar que sea alto y en los bordes tiene una línea de color oscura.
TEST: Seguir líneas de guía 1.- ¿Qué es un umbral y como se calcula? Es el valor que indica la diferencia entre un color oscuro y otro claro. Se calcula con el robot poniéndolo encima de una línea oscura, y apuntar el valor, y lo mismo pero fuera de la línea oscura, zona clara, y con los dos valores de hace una mediana y ese es el umbral.
2.- Resuma la estrategia que utiliza el robot para rastrear la línea en la actividad de Seguir las líneas de guía. Asegúrate de explicar la finalidad del valor de umbral, qué hace el robot cuando se claro/oscuro y por qué esto tiene como resultado que el robot se desplace por la línea. El robot si detecta un color oscuro hace un giro de balanceo a la izquierda, entonces se sale de la línea oscura, y detecta una zona clara y hace un giro de balanceo hacia la derecha, para volver a encontrarse con la línea oscura, y así indefinidamente, o las veces que se ponga en el programa que se repita.
Práctica 5: Detección de obstáculos CONSTRUIR: Sensor táctil Observaciones:
1.- ¿Qué hizo el robot? Fue para atrás hasta chocar con la pared y se paró.
2.- ¿Qué hizo que el robot se parara? El sensor táctil cuando chocó con la pared.
3.- ¿Crees que es una buena idea que el robot choque con obstáculos y se pare? Si, así no intentará seguir moviéndose inútilmente.
4.- ¿Cuáles son las ventajas y los inconvenientes de este comportamiento? Ventaja, que se parará al chocarse y que no intentara seguir moviéndose inútilmente. Inconvenientes, que se para.
CONSTRUCCIÓN: Sensor ultrasónico Observaciones:
5.- ¿Qué hizo el robot? Pararse cuando estaba a una cierta distancia de la pared.
6.- ¿Qué hizo que el robot se parara? El sensor ultrasónico.
7.- ¿A qué distancia se paró del obstáculo el robot? A 21 cm.
8.- ¿Cuáles son las ventajas y los inconvenientes de este comportamiento? Ventajas, que no llega a chocar con el objeto, inconvenientes, si pasa algo por delante moviéndose se parará.
9.- ¿Qué fiabilidad tiene este sensor frente al sensor táctil? Es más fiable el sensor táctil.
CONTEMPLACIÓN 10.- Piensa sobre la fase de construcción que acabas de realizar y compara utilizando los sensores táctil y ultrasónico. I. ¿Cuál es la diferencia principal entre los dos programas? La acción de esperar, en uno es con el sensor táctil y con el otro con el ultrasónico
II.
¿Cuál es la diferencia principal en el comportamiento del robot cuando se utiliza cada uno de los diferentes sensores? Con el táctil se para cuando ya está tocando el objeto y con el ultrasónico a una distancia determinada.
11.- El sensor ultrasónico le permite parara antes de chocarse con un objeto en lugar de después de chocarse con él. ¿Cuáles son las ventajas y los inconvenientes de este comportamiento? Ventajas, que no se chocará, inconvenientes, no se podrá acercar mucho a los objetos.
12.- El sensor táctil sólo tiene dos valores, pulsado y no pulsado. El sensor ultrasónico por otro lado, puede detectar cualquier distancia entre 0 y 200 cm. I. ¿Por qué necesitas establecer un nivel de umbral para el sensor ultrasónico y no para el sensor táctil? Por qué el sensor táctil solo puede tener dos valores y el ultrasónico, puede tener muchísimos.
II.
¿Qué ocurre con el comportamiento del robot cuando se cambia el nivel del umbral del sensor ultrasónico? Que se podrá acercar más o menos a los objetos, según el umbral que se ponga.
13.- Existen muchas razones para utilizar y ni utilizar el sensor táctil a la hora de crear un robot para un mundo real. I. Indica tres razones por las que utilizaría un sensor táctil en un robot para el mundo real para detectar objetos. 1- Para poder chocar con los objetos. 2- Para poder cambiar de dirección3- Para saber si hay algún objeto en algún lado o no.
II.
¿Qué tipo de robots podrían utilizar sensores táctiles de este modo? Describe al menos dos. Un robot que vaya marcha atrás y que si choca con algo se pare. Un robot que si se choca con algo, que gire hacia un lago y tire hacia atrás para cambiar la dirección.
III.
Describe al menos la situación en la que NO podría utilizarse aceptablemente un sensor táctil para detectar objetos. Si el objeto esta elevado por encima del sensor táctil.
14.- Existen muchas razones para utilizar o no el sensor ultrasónico a la hora de crear un robot para el mundo real. I. Indica tres razones por las que utilizarías un sensor ultrasónico en un robot para el mundo real para detectar obstáculos. 1- No chocar con el obstáculo. 2- Hacer una parada a una determinada distancia del obstáculo. 3- Detectar obstáculos sin estar demasiado cerca.
II.
¿Proporciona el sensor ultrasónico detección fiable para cada tipo de obstáculo posible? No.
III.
Describe al menos una situación en la que podría utilizarse aceptablemente un telémetro ultrasónico como detector de obstáculos. Un robot va recto sin parar hacia una pared, cuando está a la distancia programada anteriormente, detecta la pared y se para.
IV.
Describe al menos una situación en la que no podría utilizarse aceptablemente un telémetro ultrasónico como detector de obstáculos. Si el objeto es bajo y el sensor está colocado en la parte superior del robot.
15.- ¿Qué otros tipos de sensores podrían utilizarse para detectar obstáculos y como los usarías? Sensor de luz apuntando hacia delante.
CONTINUACIÓN: Detección de objetos cotidianos Observaciones:
16.- ¿Qué muestra el sensor cuando tiene dificultad para detectar algo? Un valor bajo.
17.- ¿Marca alguna diferencia la forma o curvatura de un objeto? Si.
18.- ¿Qué detecta mejor el sensor, objetos blandos o duros? ¿A que crees que se debe? Duros, por qué es más fácil de que se pulse el sensor.
19.- ¿Cuál es el objeto más pequeño detectado? Una pelota.
20.- ¿Detecta bien el sensor los objetos finos? No.
21.- Gira el sensor 90 grados sobre un lado de modo que quede colocado “boca arriba”. ¿Detecta ahora mejor los objetos finos? Si.
TEST: Detección de obstáculos 1.- ¿Cómo detecta obstáculos el parachoques con sensor táctil? Cuando se choca y se presiona el sensor.
2.- ¿En qué se diferencia el Sensor ultrasónico del Sensor táctil cuando se utiliza como detector de obstáculos? En que el sensor táctil toca al objeto y se activa y el ultrasónico lo detecta a una distancia determinada anteriormente en el programa.
3.- Fancy Fragile es una tienda que vende cosas de cristal rompible muy caro. Todo lo que hay en la tienda está hecho de cristal, incuyendo las paredes y las estanterías. Al propietario de Fancy Fragile le gustaría desarrollar un robot para ayudarle a mantener limpia la tienda y a contar los artículos de los estantes para el seguimiento del inventario. a. ¿Sería es sensor táctil una buena opción en esta situación? Explique por qué o por qué no. No, porque no ha de tocar a los objetos porque podría romperlos.
b. ¿Sería el Sensor ultrasónico una buena opción en esta situación? Explique por qué o por qué no. Si porque no tocaría a los objetos.
c. El Sensor de reflectancia láser detecta distancias enfocando una luz láser hacia delante y observando la luz reflejada de cualquier objeto que pudiera estar en la trayectoria del láser. ¿Sería el Sensor de reflectancia láser una buena opción en esta situación? Explique por qué o por qué no. No, porque al rebotar en el cristal el láser se dispersaría para todas partes.