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PASIÓN
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Guía Teórica
y Práctica
EL MONTAJE DE LA PIEZAS
● Las partes que componen un robot
● Los pasos para ensamblarlas
LA INTELIGENCIA
● Trabajar con microcontroladores
● Lenguajes de programación
ROBOTS AUTÓNOMOS
● Utilización de sensores
● Mecanismos para generar movimiento
Gonzalo Zabala
APRENDA A ARMAR ROBOTS DESDE CERO
ROBOTICA

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TÍTULO: ROBÓTICA
AUTOR: Gonzalo Zabala
COLECCIÓN: USERS Express
FORMATO: 22 x 15,5 cm
PÁGINAS: 288
Copyright © MMVII. Es una publicación de Gradi S.A. Hecho el depósito que marca
la ley 11723. Todos los derechos reservados. No se permite la reproducción parcial o
total, el almacenamiento, el alquiler, la transmisión o la transformación de este libro,
en cualquier forma o por cualquier medio, sea electrónico o mecánico, mediante fo-tocopias,
digitalización u otros métodos, sin el permiso previo y escrito del editor. Su
infracción está penada por las leyes 11723 y 25446. La editorial no asume responsa-bilidad
alguna por cualquier consecuencia derivada de la fabricación, funcionamien-to
y/o utilización de los servicios y productos que se describen y/o analizan. Todas las
marcas mencionadas en este libro son propiedad exclusiva de sus respectivos due-ños.
Impreso en Argentina. Libro de edición argentina. Primera impresión realizada
en Sevagraf, Costa Rica 5226, Grand Bourg, Malvinas Argentinas, Pcia. de Buenos Ai-res
en noviembre de MMIX.
ISBN 978-987-1347-56-8
Zabala, Gonzalo
Robótica. - 1a ed. - Banfield - Lomas de Zamora: Gradi, 2007.
288 p.; 22 x 16 cm. (Users Express; 29)
ISBN 978-987-1347-56-8
1. Informatica. I. Título
CDD 005.3

PRELIMINARES
Gonzalo Zabala
4
Profesor de Enseñanza Primaria (Normal No. 1) y Licencia-do
en Ciencias de la Computación (UBA, Ciencias Exactas),
ha conjugado ambas vocaciones en la educación tecnológica
y el uso de tecnología para la educación. Trabajó durante mu-chos
años como docente de diversas ramas de la informática,
y a fines del siglo pasado comenzó a usar robots para la en-señanza
de programación. En el año 2000 creó la Roboliga,
Olimpíada Argentina de Robótica, que ya lleva siete eventos
con participación de alumnos y docentes de toda la Argenti-na.
En 2004 ingresó en el Centro de Investigaciones de la Fa-cultad
de Tecnología Informática de la Universidad Abierta
Interamericana, donde creó el Grupo de Investigación de
Robótica Autónoma. Fue coordinador de diversos equipos de
alumnos que han participado en forma nacional e interna-cional
en competencias de robótica, y obtuvieron excelentes
resultados en fútbol de robots y pruebas de rescate. Actual-mente,
continúa en el Centro de Investigaciones y es repre-sentante
de Argentina de la RoboCup Junior, director técni-co
y pedagógico del proyecto Lego Education en el país, co-ordinador
del Campeonato Argentino de Fútbol de Robots,
miembro del Consejo Latinoamericano de RoboCup y Co-chair
de la categoría SimuroSot de la FIRA.
Dedicatoria
A Laura y Gastón, porque sus constantes preguntas me ha-cen
pensar una y otra vez mi impreciso modelo del universo.
A Ignacio Luppi, porque es un mago que logra que sus
alumnos construyan robots maravillosos de la nada.
Y a Marcelo De Vincenzi, porque me abrió las puertas
para que continuara mis investigaciones en este maravi-lloso
mundo de la robótica. Y porque disfruta de todo es-to
más que cualquiera de nosotros.

Sobre el autor
5
Agradecimientos
Son muchas las personas que entran en juego en la confección de un libro,
aunque luego aparezca sólo una en la tapa. Aquí mencionaré a algunas de
ellas, pero seguramente me olvidaré de muchas más, que espero que me
perdonen y me lo recriminen, para no olvidarme la próxima vez.
Antes que nada, quiero agradecerles a Néstor Balich y a Gonzalo Mon por
la colaboración en los capítulos en los que están mencionados, en especial
a Néstor por su aporte del controlador y por todas las dudas que disipó
cuando probábamos las cosas. Otra heroína es Iris, mi compañera del al-ma,
que soportó abandonos familiares y responsabilidades extras para de-jarme
tiempo libre para escribir el libro.
Un capítulo aparte merecen Paula Budris y Diego Spaciuk por aceptar mis
constantes incumplimientos, por alentarme cuando me quería bajar del
tren y por guiarme en todo este camino.
También quiero agradecerles a Darío Cardacci y a Carolina Soleil del CAETI
(Centro de Investigaciones en Tecnología Informática de la UAI), que también
soportaron incumplimientos de mi parte para que yo llevara adelante esta tarea.
Por último, agradezco a todos mis alumnos de estos años, porque gran parte de
lo que aprendí fue gracias a sus preguntas. Para ellos, mi más dulce recuerdo.

PRELIMINARES
Prólogo
Si Ud. tiene este libro en sus manos, es por alguna o algunas de las siguien-tes
6
razones:
a) Ha sido alcanzado por el sueño eterno de la humanidad de crear un ser
a su imagen y semejanza.
b) Desea bajar los costos de producción de su industria, para darles más
horas libres a sus fieles obreros.
c) Quiere entender de qué hablan sus hijos o nietos cuando están reunidos
en la mesa, y dejarle de temer a ese ser espeluznante que de vez en vez
le habla con voz metálica y le solicita un hueso, una pelotita o simple-mente
que lo enchufen para recargar sus baterías.
d) Quiere armar, de una vez por todas, un robot que funcione, que siga la
línea o la pelota, que busque la luz, sin tener que comprar 999 fascícu-los
con destino incierto.
Aunque este libro les será de utilidad a los tres primeros grupos, segura-mente
el que quedará más conforme es el lector que pertenece al último de
ellos. Nuestro objetivo es poder describir, paso a paso, la electrónica, la
mecánica y la programación necesarias para poder construir un robot sen-cillo
y de bajo costo, que permita realizar tareas simples en forma autóno-ma.
Para ello, presentaremos todos los aspectos esenciales que conforman
la arquitectura de un robot, inclusive más allá de los que necesitaremos pa-ra
la construcción de nuestro modelo, de manera tal que el lector pueda
perfeccionar su creación con nuevos sensores, actuadores y procesadores.
Nuestro punto de partida será mínimo, pero es necesario cierto conoci-miento
básico (muy básico) de programación para poder definir el com-portamiento
del robot. Para este fin, hemos elegido un lenguaje tan senci-llo
como el Basic, pero dado que no es un libro de programación, le dedi-caremos
pocos capítulos a este aspecto. El uso de estructuras de decisión,
de ciclos de repetición y el manejo de variables sencillas es el requerimien-to
para poder comprender los algoritmos presentados sin problemas.
También es bueno tener una base de electrónica, aunque no es imprescindi-ble.
De hecho, si no tiene ningún conocimiento en este campo, probable-

Prólogo
mente le parezca mágico el funcionamiento de ciertos aspectos del robot. Sin
embargo, como seguiremos la descripción de la construcción de forma deta-llada,
7
podrá construirlo sin saber el por qué profundo de esa construcción.
Con respecto a la mecánica, nuestro robot es tan sencillo que no necesita-mos
ningún conocimiento vinculado a ese tema. Si en algún momento nos
encontramos en una lucha de sumo de robots, con seguridad los que se-pan
más de mecánica nos vencerán pero, para seguir una línea, basta con
ubicar las ruedas en forma razonable.
Bienvenido entonces, estimado lector, a esta nueva aventura. Es nuestro
profundo deseo que al finalizar estas páginas, tenga dando vueltas por su
casa un pequeño robot independiente y que nos podamos encontrar en al-guna
de las tantas competencias de robótica que existen en nuestro país (¡o
en el planeta!). Y por qué no, que un día, al golearnos con su equipo de
robots en un partido de cinco contra cinco, nos honre al contarnos que su
primera experiencia fue con esta humilde obra. Le podemos asegurar que
ese día, a pesar de la derrota, ¡tocaremos el cielo con las manos!
Lic. Gonzalo Zabala y colaboradores.

PRELIMINARES
El libro de un vistazo
La robótica ha llegado a nuestros hogares y trabajos. Antes de que nos inviten a dejar
nuestro living o escritorio, proponemos crear nuestro primer robot para entender pro-fundamente
8
los conceptos que entran en juego. En los siguientes capítulos estudiare-mos
paso a paso los elementos necesarios para llevar a cabo esta tarea con éxito.
Capítulo 1
CONCEPTOS FUNDAMENTALES
Presentaremos los conceptos fundamenta-les
de la robótica en general y de los robots
autónomos en particular. Conoceremos los
primeros intentos de la historia, veremos la
arquitectura básica de un robot e intoduci-remos
la terminología que utilizaremos.
Capítulo 2
COMPONENTES DEL ROBOT
Antes del desarrollo, es fundamental tener
una visión de los objetivos y los alcances de
nuestro robot, y de las etapas y dificultades
que encontraremos. Aquí presentaremos el
proyecto y prepararemos los implementos
necesarios. Introduciremos el microcontro-lador,
los motores, los sensores y los mate-riales
para construir la carcasa.
Capítulo 3
LA INTELIGENCIA DEL ROBOT
Empezamos la construcción de nuestro ro-bot
por la parte más delicada: el controla-dor,
que es el director de todo lo que realiza
nuestro robot. Desarrollaremos los aspec-tos
para construirlo desde cero y veremos
cómo construir un programador para incor-porarle
programas al microcontrolador.
Capítulo 4
COMIDA DE ROBOTS
Éste es uno de los problemas fundamenta-les
de la robótica autónoma. Estudiaremos
las ventajas y desventajas de los diversos ti-pos
de baterías, y seleccionaremos la que
nos convenga para nuestro proyecto.
Capítulo 5
HABLAR CON NUESTRO ROBOT
Comenzaremos a programar el controlador
con un lenguaje tan sencillo como el Basic.
Veremos las similitudes y diferencias con la
programación tradicional y otros lenguajes.
Capítulo 6
RECORRER EL MUNDO
Dentro de la robótica autónoma, uno de los
objetivos esenciales es trasladarse en el
ambiente donde se desarrolla la tarea. Para
ello, tenemos diversos sistemas de locomo-ción
que difieren en costo, eficiencia, ta-maño,
consumo y otras variables.
Capítulo 7
SENSAR EL MUNDO
Tenemos que ver qué pasa a nuestro alre-dedor
para no chocarnos, salirnos del ca-mino
o perdernos. Analizaremos los tipos

El libro de un vistazo
9
de sensores y los probaremos con nuestro
controlador. Del mar de componentes digi-tales
subconjunto para aplicarlo a nuestro robot.
Capítulo 8
EL CUERPO DEL ROBOT
En este punto, tenemos el robot casi termi-nado
usamos para construir el cuerpo del robot?
¿Qué ventajas y desventajas presenta cada
uno? ¿Qué herramientas necesitamos? Aquí
intentaremos responder estas preguntas.
Capítulo 9
SALIR AL RUEDO
Presentamos desafíos y proyectos de apli-cación
electrónicas, mecánicas y de programación.
Analizaremos las características de las
pruebas de robots autónomos y los proble-mas
Capítulo 10
JUGAR AL FÚTBOL
Uno de los campos más atrayentes de
aplicación de la robótica autónoma es el
!
y analógicos, seleccionaremos un
pero desmembrado. ¿Qué materiales
con sus respectivas modificaciones
que hay que enfrentar para superarlas.
INFORMACIÓN COMPLEMENTARIA
A lo largo de este manual encontrará una serie de recuadros que le brindarán infor-mación
complementaria: curiosidades, trucos, ideas y consejos sobre los temas tra-tados.
Cada recuadro está identificado con uno de los siguientes iconos:
CURIOSIDADES
E IDEAS
ATENCIÓN SITIOS WEB ❘❘❘
DATOS ÚTILES
Y NOVEDADES
▲
❴ ❵ ✱
fútbol de robots. Explicaremos el por qué
de tanta pasión y cómo podemos usar
nuestro robot para participar de compe-tencias
nacionales e internacionales.
Apéndice A
CONCEPTOS BÁSICOS DE ELECTRÓNICA
Si nos quedan dudas sobre cómo ocurre lo
que hemos visto en este libro, aquí encon-traremos
material. Desde qué es la electri-cidad
hasta la historia y el funcionamiento
de los circuitos integrados, esclareceremos
los temas electrónicos fundamentales.
Apéndice B
SITIOS WEB
Y como todo esto es el comienzo, presenta-remos
una lista de sitios de electrónica y
robótica donde podremos profundizar nues-tros
estudios y conocimientos.
Servicios al lector
BIBLIOGRAFÍA
Como bien decía Newton, podemos ver lejos
porque nos hemos parado en hombros de
gigantes. Aquí presentaremos las fuentes
de nuestras investigaciones y estudios.

Contenido
Sobre el autor 4
Agradecimientos 5
Prólogo 6
El libro de un vistazo 8
Introducción 14
Capítulo 1
CONCEPTOS FUNDAMENTALES
Introducción a la robótica 16
¿Qué es un robot? 16
Tipos de robots 19
Unidades de un robot 23
Procesamiento 24
Sensores 33
Actuadores 39
Resumen 43
Actividades 44
Capítulo 2
COMPONENTES DEL ROBOT
Una mirada global a nuestro
futuro robot 46
Objetivos de nuestro robot 47
Tipo de procesamiento
seleccionado 48
¿Cómo le damos movimiento
a nuestro robot? 50
¿Y cómo captamos el mundo
que nos rodea? 53
Materiales para la mecánica 55
Resumen 59
Actividades 60
Capítulo 3
LA INTELIGENCIA DEL ROBOT
El cerebro 62
Componentes de nuestro robot 63
Objetivos del controlador 64
El microcontrolador,
cerebro del cerebro 64
Conceptos fundamentales
de un PIC 65
Características del PIC16F88 66
Compatibilidad con el 16F84 67
Puente H para el control
de los motores 67
PRELIMINARES
10

Contenido
11
Listado de componentes
del controlador 68
Descripción del circuito 69
Placa experimental 71
El programador 71
Nuestro programador 71
Resumen 75
Actividades 76
Capítulo 4
COMIDA DE ROBOTS
La fuente de energía 78
Características de las celdas
de las baterías 79
Tipos de baterías 81
Calidad de las baterías 86
Cargadores 87
Ayudar a que no sólo
las baterías duren más 89
Resumen 91
Actividades 92
Capítulo 5
HABLAR CON NUESTRO ROBOT
Comunicación con el robot 94
Lenguajes de programación
para robots 95
PicBasic Pro 95
Compilador CCS C 97
MikroBasic 98
Editor de código fuente
de mikroBasic 100
Explorador de código 103
Depurador 103
Manos a la obra 106
Elementos del léxico 108
Organización de los módulos 110
Alcance y visibilidad 111
Variables, constantes y tipos 112
Estructuras 115
Operadores 116
Sentencias 117
Resumen 123
Actividades 124
Capítulo 6
RECORRER EL MUNDO
El movimiento del robot 126
Tipos de motores 126
Motores de corriente continua 127
Motores paso a paso (Motores PaP) 135
Servos 140
Resumen 145
Actividades 146

Capítulo 7
SENSAR EL MUNDO
Adaptación al entorno 148
Tipos de sensores 148
Características esenciales
de los sensores 149
Sensores digitales 152
Los sensores analógicos 158
Tipos de sensores analógicos 162
Resumen 165
Actividades 166
Capítulo 8
EL CUERPO DEL ROBOT
Cuerpo a cuerpo 168
Características mecánicas
de un robot autónomo 169
Robots aéreos 173
Robots subacuáticos 174
Robots terrestres 174
Sistemas con ruedas 179
Estructura de nuestro robot 184
Mecanismos de transmisión
y reducción 190
Cinemática de un robot 194
Odometría 196
Resumen 197
Actividades 198
Capítulo 9
SALIR AL RUEDO
Presentarse a competir 200
PRELIMINARES
12

Características comunes de las
pruebas de robots autónomos 200
Pruebas tradicionales
para robots autónomos 210
¡La luz, la luz, he visto la luz! 213
Resumen 219
Actividades 220
Capítulo 10
JUGAR AL FÚTBOL
Fútbol de robots 222
Características del fútbol
de robots 222
Ligas nacionales e internacionales
de fútbol de robots 232
Modificaciones para
que nuestro robot pueda jugar 242
Una pelota infrarroja 244
Resumen 245
Actividades 246
Contenido
Apéndice A
CONCEPTOS BÁSICOS DE ELECTRÓNICA
La electrónica 248
Conceptos de electricidad 248
Componentes que utilizamos
en nuestros circuitos 251
Herramientas fundamentales 256
Consejos para soldar 258
Apéndice B
SITIOS WEB
Listado de sitios 260
Aplicaciones útiles 267
Servicios al lector
Bibliografía 270
Indice temático 275
Equivalencia de términos 277
Abreviaturas comúnmente
utilizadas 279
13

PRELIMINARES
Introducción
Decir que la robótica es un tema del futuro es una prueba fehaciente de miopía.
Los robots están entrando por nuestras puertas, ventanas, cerraduras, y es inevita-ble
14
que así sea. Desde los lavarropas hasta los vehículos espaciales utilizan tecno-logías
muy vinculadas con la disciplina. Seguramente, comenzaron con investiga-ciones
que en ese momento parecían desconectadas de la realidad (vieja excusa que
utilizamos para aquellos que entran a nuestros laboratorios y nos preguntan ¿y eso
que hacen para qué sirve?). Es por eso que después de algunos años de investiga-ción
sobre este tema, y luego de escribir algunos artículos inentendibles, tuvimos
ganas de abrir el juego. La gente de esta editorial nos invitó a presentar el tema en
forma más amena y al alcance de más lectores.
Mi relación con la robótica comenzó desde el ámbito educativo como un recurso con-creto
y tangible para enseñarles programación a jóvenes entre 13 y 17 años. En mi ex-periencia
como docente de programación había llegado a una conclusión terrible: cuan-do
enseñamos a programar, dentro del aula tenemos dos grupos de alumnos. Los que
entienden todo sin que se les explique demasiado porque tienen una suerte de gen del
programador y, con sólo recibir un par de ideas y algunos apuntes, al cabo de un mes
regresaban con un sistema de control de centrales termonucleares. Y el otro conjunto
de alumnos, más abultado, que a pesar de todos los recursos, inventos y triquiñuelas
didácticos, no lograban superar el PRINT “HOLA MUNDO”. Por lo tanto, mi tarea
como docente era inútil en los dos casos: en el primer grupo, porque no me necesita-ban,
y en el segundo, porque no les podía aportar cosas nuevas. En ese momento co-mencé
a buscar algún mecanismo para que nadie se diera cuenta de esto y, a conti-nuación,
un recurso que permitiera mejorar la enseñanza de programación. Allí me
crucé con los robots y con los entornos de objetos. Con el primer tema me casé y con
el segundo tengo una relación de amante que espero oficializar en un próximo libro.
Tengo la suerte de que en las últimas investigaciones que he desarrollado, ambos aspec-tos
se han unido y manejamos los robots desde un ambiente de objetos. La robótica me
ha dado inmensas satisfacciones, me ha permitido viajar a lugares que nunca creí que
iba a conocer y ha pagado alguna que otra comida mía y de mi familia. Pero ante todo,
me ha brindado la posibilidad de sorprenderme día tras día. Siempre hay algo nuevo,
siempre hay otro desafío. Espero que este libro sirva como un punto de partida sencillo
para viajar a obras mucho más completas que nos regalarán experiencias maravillosas.

Robótica
Conceptos
fundamentales
Capítulo 1
¿Qué es un robot? ¿Cuándo
conviviremos con ellos? ¿Tendremos
diversos tipos de robots entre nosotros?
¿Lavarán los platos? En este primer
capítulo intentaremos responder estas
y otras preguntas, con el objetivo
de entender cuáles son
los alcances posibles de nuestro
primer proyecto robótico.
SERVICIO DE ATENCIÓN AL LECTOR: lectores@redusers.com
Introducción a la robótica 16
¿Qué es un robot? 16
Tipos de robots 19
Unidades de un robot 23
Procesamiento 24
Sensores 33
Actuadores 39
Resumen 43
Actividades 44
Colaborador:
Ing. Gonzalo Mon

INTRODUCCIÓN
A LA ROBÓTICA
Día a día, nos sorprendemos con las
noticias que aparecen en los medios
de comunicación vinculadas a la
presencia de robots en diversos cam-pos
de la vida cotidiana. Robots en-fermeros,
mascotas, repositores de
supermercados, detectores de explo-sivos,
aspiradoras hogareñas, o sim-ples
jugadores de fútbol, son algu-nos
de los ejemplos que podemos
encontrar en el mercado de la tecno-logía
de última generación.
En síntesis, la robótica ya no es
parte de nuestro futuro sino de
nuestro presente tangible. Sin em-bargo,
probablemente gracias a la li-teratura
y al cine de ciencia ficción,
el concepto de lo que es un robot,
sus posibilidades y sus limitaciones
reales están desdibujados en el ima-ginario
colectivo. Es por eso que en
este primer capítulo haremos una
introducción a los conceptos funda-mentales
de la robótica.
¿Qué es un robot?
Sueño de muchas generaciones, la
explosión tecnológica nos ha puesto
al alcance de poder concretarlo.
Para comenzar nuestro recorrido,
hagamos un repaso de la historia de
la robótica para comprender hacia
dónde nos dirigimos.
1. CONCEPTOS FUNDAMENTALES
Figura 1. Roomba, la aspiradora robótica más popular y económica del mercado.
16

A imagen y semejanza
Desde los orígenes del hombre, po-demos
encontrar varios relatos sobre
la creación de vida artificial. Por
ejemplo, en la leyenda del Golem,
un rabino de Praga le infunde vida a
una estatua de barro. Asimismo, en
la obra literaria Frankenstein, el
doctor de dicho nombre crea un ser
a partir de órganos de otras perso-nas,
que luego se vuelve contra él.
Si nos apartamos de la literatura, en
el antiguo Egipto encontramos esta-tuas
de dioses que incorporaban bra-zos
mecánicos operados por los sa-cerdotes.
En el siglo XIX, también se
hicieron conocidas las creaciones de
robots que jugaban ajedrez, aunque
en realidad éstos ocultaban a un ser
humano de baja estatura que opera-ba
la máquina desde su interior (Fi-gura
2). Es decir, el deseo de creación
de un ser a nuestra imagen y seme-janza
está presente desde los prime-ros
tiempos de la humanidad.
El origen de la palabra robot se re-monta
a comienzos del siglo XIX. El
dramaturgo Karel Capek utilizó por
primera vez este término en su obra
Opilek para referirse a un conjunto
de máquinas inventadas por un cien-tífico
para realizar tareas pesadas y
aburridas. En checo, idioma original
de la obra, el término robota signi-fica
trabajo tedioso. Pero fue el es-critor
Isaac Asimov quien populari-zó
el término e introdujo el concep-
Introducción a la robótica
Figura 2. El Turco, un robot que simulaba
jugar al ajedrez y que, en realidad, tenía
un jugador humano adentro.
Figura 3. Éste es un robot que aparecía
en la adaptación de la obra de Karel
Capek: Rossum's Universal Robot.
17

to de robótica en diversos relatos de
ciencia ficción de su autoría. En sus
obras, Asimov muestra facetas hu-manas
de los robots y define un con-junto
de leyes para que estos seres
nuevos nunca se rebelen contra los
humanos. Luego, el cine y la televi-sión
generaron cientos de robots de
diversa índole, algunos simpáticos
(como R2D2 y Cortocircuito), y
otros definitivamente en contra de
sus creadores (Terminator, HAL).
A partir de la creación de las prime-ras
computadoras comenzó el verda-dero
desarrollo de los robots primi-tivos.
En 1974, la empresa Cinci-nnati
Milacron realizó el primer ro-bot
industrial, conocido como The
Tomorrow Tool. A partir de ese mo-mento,
junto con la evolución de los
sistemas de procesamiento, el creci-miento
de la robótica ha sido expo-nencial.
La reducción de tamaño y
de costos, y el aumento de la capa-cidad
de cálculo de los procesadores,
han permitido la creación de robots
cada vez más sofisticados, rápidos y
autónomos. Sin embargo, aún esta-mos
lejos de crear un robot a nues-tra
imagen y semejanza.
Definición de la palabra robot
Existen muchas definiciones de la
palabra robot. En cada una de ellas,
encontramos destacado algún aspec-to
en particular, que es el que cada
autor quiere resaltar en su obra. Se-gún
la Asociación Japonesa de Robó-tica
Industrial (JIRA), los robots son
dispositivos capaces de moverse de mo-do
flexible, análogo al que poseen los
organismos vivos, con o sin funciones
intelectuales, lo que permite la realiza-ción
de operaciones en respuesta a ór-denes
recibidas por humanos. Vemos
que en esta definición se encuentra
resaltada la capacidad de movimien-to
de los robots y su analogía con los
seres de la naturaleza. Sin embargo,
a la JIRA no le interesa la inteligen-cia
artificial aplicada al robot, dado
que su función fundamental es ser
operado por un humano. Por su par-te,
el Instituto de Robótica de Nor-
18
Figura 4. Isaac Asimov, creador
de cientos de cuentos sobre robots
y de la palabra robótica.

teamérica (RIA) define a un robot
industrial como un manipulador
multifuncional y reprogramable dise-ñado
para desplazar materiales, com-ponentes,
herramientas o dispositivos
especializados por medio de movimien-tos
programados variables, con el fin de
realizar diversas tareas. En este caso,
el acento está puesto en la capacidad
de programación del robot y, por lo
tanto, en cierta independencia de
funcionamiento con respecto a la
operación humana. Como dijo Jo-seph
Engelberg, padre de la robótica
industrial: es posible que no sea ca-paz
de definir qué es un robot, pe-ro
sé cuándo veo uno.
Particularmente, y ya que nos hemos
ganado el derecho dado que estamos
escribiendo un libro sobre robótica,
agregaremos una definición más de
robot a la larga lista preexistente: un
robot es un dispositivo con un de-terminado
grado de movilidad, que
puede realizar un conjunto de ta-reas
en forma independiente y que
se adapta al mundo en el que ope-ra.
El objetivo de esta definición es
comenzar a introducirnos en el tipo
de robot sobre el que vamos a centrar-nos
en el desarrollo del libro.
Tipos de robots
De la misma manera que con las de-finiciones,
podemos encontrar mu-chas
clasificaciones distintas de ro-bots.
En esta obra, al presentarlos,
intentaremos acercarnos a los diver-sos
problemas mecánicos, electróni-cos
y de software que encontramos
en el desarrollo de un robot. Las cla-sificaciones
elegidas son:
Según el uso del robot
A continuación presentaremos una
clasificación posible de los robots se-gún
su utilidad específica.
• Industriales: se utilizan dentro de
un proceso de trabajo industrial. Es
el tipo de robot que más ha sido de-sarrollado
en la historia (Figura 5).
• Espaciales: deben desenvolverse en
zonas inexploradas y a larga distan-cia
de su centro de control.
• Médicos: son utilizados como
apoyo en la intervención médica
✱
Uno de los primeros robots reales fue el jugador de ajedrez autómata de Wolfgang
von Kempelen, en 1769. Éste consistía en una cabina de madera de 1,20 metros de
largo, 60 centímetros de profundidad y 90 centímetros de altura. Cuando se abrían
las puertas de la máquina, se podía ver un complejo mecanismo de engranajes que,
supuestamente, permitían jugar un partido de ajedrez de buen nivel. En realidad,
dentro de la estructura se escondía un pequeño jugador humano.
19
UN ROBOT QUE JUGABA AL AJEDREZ

sobre los humanos y como com-plemento
para las personas con ca-pacidades
disminuidas.
• Domésticos: el sueño de todo amo
o ama de casa, un robot que reali-ce
alguna o todas las tareas del ho-gar.
Ya hay entre nosotros aspira-doras,
lavarropas, heladeras, etcé-tera,
que modifican su comporta-miento
en forma autónoma según
el ambiente en el que trabajan.
• Sociales: robots utilizados en ám-bitos
sociales (como películas,
eventos y supermercados) con fun-ciones
de comunicación intensiva
con los humanos. En estos casos,
uno de los elementos de investiga-ción
fundamental es el aspecto es-tético
del robot, el estudio de la in-terfaz
con el humano para realizar
una comunicación completa, con
gestos, tonos, silencios, etcétera.
• Agrícolas: así como en sus co-mienzos
la robótica tuvo amplia
aplicación en la industria, en los
últimos años ha comenzado a cre-cer
en forma exponencial el uso de
robots y de la inteligencia artificial
en el sector agrícola-ganadero. Las
cosechadoras autónomas, las sem-bradoras
controladas por mapas
satelitales, los fumigadores roboti-zados
y otros dispositivos hicieron
su aparición dentro de lo que ac-tualmente
se conoce como agri-cultura
Figura 5. Kit de brazo robótico
RA-01 con 5 servos.
de precisión (Figura 6).
❘❘❘
Como si no fueran suficientes los insectos que nos perturban durante todo el año, los
ingenieros han decidido que, antes de imitar a un humano, es necesario lograr un in-secto
20
ROBOTS INSECTOS
robótico. Los sistemas de visión y de vuelo de los insectos son dos fuentes de
inspiración muy importantes, dado que con mecanismos sumamente sencillos, logran
captar el mundo que los rodea y volar sobre él de una manera altamente adaptativa.

Según el medio en el que desarro-lla
la actividad
• Acuáticos: se caracterizan por movi-mientos
tridimensionales en un am-biente
hostil desde el punto de vista
mecánico y electrónico (Figura 8).
• Terrestres: son los más populares
y económicos. Podemos, a su vez,
subclasificarlos por sistema de lo-comoción:
fijos, ruedas, orugas,
patas, arrastre, etcétera.
• Aéreos: con movimientos tridi-mensionales,
como el acuático, pe-ro
con una exigencia mucho ma-yor
en el control en tiempo real del
sistema de levitación (Figura 7).
• Híbridos: combinación de algu-nos
de los anteriores.
En esta clasificación, las característi-cas
mecánicas del robot se modifi-can
en forma sustancial entre uno u
otro medio. Prácticamente, es impo-
21
Figura 6. Demeter, un robot de
aplicación agrícola desarrollado
en la Universidad de Carnegie Mellon.
Figura 7. Robot insecto volador desarrollado en la Universidad de Berkeley.

sible utilizar la mecánica de un ro-bot
construido en un medio para
que funcione en otro, salvo en el ca-so
de algunos híbridos.
Según la ubicación de la inteligen-cia
del robot
• Autónomos: la inteligencia está
ubicada en el mismo robot. Puede
comunicarse con otros o con un
sistema central, pero los aspectos
esenciales de funcionamiento se
resuelven en forma independiente
en el propio robot.
• Control automatizado (semiautó-nomos):
la mayor parte de la inte-ligencia
del robot está ubicada en
un sistema central. Los sensores
pueden ser locales, es decir que le
envían la información obtenida a
ese sistema central, o globales. El
sistema central les comunica a los
robots las acciones que deben rea-lizar.
Un ejemplo de este modelo
es la categoría Mirosot de fútbol
de robots de la FIRA.
• Híbridos: son robots autónomos
que, en ciertos momentos del pro-ceso,
pueden ser controlados por
humanos o por un sistema central.
Un ejemplo son los robots que se
utilizan en misiones espaciales, que
operan en forma autónoma pero
que, ante un percance, pueden ser
dirigidos desde nuestro planeta.
También podríamos clasificar a los
robots por sus características estruc-turales,
por el tipo de sensado del
mundo, etcétera. De todas maneras,
todos los robots comparten la mis-ma
arquitectura básica, desde el más
pequeño hasta Terminator. A conti-nuación
veremos la fuerte analogía
22
Figura 8. Robot
acuático japonés,
que imita la
estructura de
algunos seres
acuáticos.

que encontramos entre un robot y
una computadora convencional.
Unidades de un robot
En la arquitectura de cualquier com-putadora,
podemos encontrar las si-guientes
unidades que la componen:
• Unidades de procesamiento: es el
conjunto de dispositivos que se
encargan de realizar la transforma-ción
de los datos de entrada para
obtener los datos de salida.
• Unidades de entrada: son las uni-dades
que permiten realizar el in-greso
de información para su pos-terior
procesamiento.
• Unidades de salida: son las unida-des
que se ocupan de comunicarle
los resultados del procesamiento al
usuario u operador.
En un robot podemos encontrar la
misma arquitectura. A las unidades
de entrada de un robot las llamamos
sensores, que pueden ser externos,
como un sensor de tacto, o internos,
como un encoder que permite deter-minar
la distancia recorrida por una
rueda. A las unidades de salida se las
conoce como actuadores. Aquí po-demos
mencionar leds de señaliza-ción,
buzzers, motores, displays,
etcétera. En síntesis, el robot recibe
información del ambiente mediante
sus sensores, procesa la informa-ción
con su unidad de procesamien-to
y realiza sus acciones al mover
motores y encender luces y buzzers.
Tomemos como ejemplo a uno de los
robots más conocidos: Terminator.
En este caso, sus sensores son las cá-maras
que le permiten mirar, su siste-ma
auditivo y los sensores de tacto
que tiene su piel. No recordamos que
tenga olfato o que alguna vez haya co-mentado
lo sabroso de alguna comi-da.
Sus actuadores esenciales son los
motores o los músculos de alambre
que conforman su cuerpo.
Uno de los problemas más apasio-nantes
de la robótica es el equilibrio
que es necesario obtener entre las tres
unidades, para lograr que el robot
cumpla con su objetivo. Por ejemplo,
los sensores más sofisticados o que
GENERACIONES DE ROBOTS
23
❘❘❘
Así como hablamos de generaciones de
computadoras, también se ha definido
el grado de evolución de los robots in-dustriales
como vemos a continuación:
● Primera generación: repiten una ta-rea
sin considerar las modificaciones
que ocurren en su entorno.
● Segunda generación: toman informa-ción
limitada de su entorno y modifican
su comportamiento.
● Tercera generación: son programados
en lenguaje natural y organizan sus tareas
en forma automática en un nivel más alto
que los de Segunda generación.

entregan mayor cantidad de datos,
como puede ser una cámara de video,
exigen de parte del procesador un
mayor tiempo de trabajo para poder
obtener un conjunto de información
que resulte significativo. De la misma
manera, el control de los actuadores
sofisticados, como cierto tipo de mo-tores,
consume tiempo de procesa-miento
que es absolutamente necesa-rio
para que el robot opere en tiem-po
real. En síntesis, es imprescindible
lograr el equilibrio entre velocidad
y precisión, en especial en aquellos
robots que operan en entornos muy
dinámicos. Es por eso que, habitual-mente,
se utilizan ciertos procesado-res
específicos para el filtrado de la in-formación
de entrada y para el con-trol
de los actuadores, y así se libera
de esta tarea al procesador central y
se complementa su función.
En las próximas páginas, analizare-mos
cada una de estas unidades en
profundidad, de forma tal que poda-mos
realizar la elección adecuada se-gún
los objetivos específicos que
tengamos para nuestro robot.
Procesamiento
Cuando comenzamos a analizar lo
que nos ofrece el mercado de la ro-bótica
con respecto a procesamiento,
probablemente nos encontremos
confundidos ante la diversidad de
posibilidades. Podemos encontrar
desde micros de muy bajo precio, en
los que debemos construir en forma
artesanal toda la electrónica que los
complementa para poder procesar
las entradas y salidas, hasta costosos
kits que tienen absolutamente todo
resuelto. Está claro que con éstos úl-timos
podremos hacer que nuestro
robot funcione en algunas horas, pe-ro
es en el primer caso donde tendre-mos
un control absoluto y de bajo
nivel de las capacidades de procesa-miento
de nuestro dispositivo.
De todas maneras, analizaremos en
forma detallada las ventajas y las
desventajas de ambas propuestas: el
desarrollo con el uso de kits frente a
la construcción en forma artesanal
de los robots. Además, conoceremos
brevemente algunos kits y micros
disponibles en el mercado, y hare-mos
una lista de los sitios web don-de
se puede conseguir información
más detallada y completa.
Kits
Los kits para la construcción de ro-bots,
en general, presentan los si-guientes
elementos:
• Un procesador o conjunto de pro-cesadores
con toda la electrónica de
entrada y salida de los sensores re-suelta.
Además, poseen un sistema
operativo dentro del controlador
(firmware), que eleva el nivel de pro-gramación
de los procesadores, lo
que posibilita el uso de lenguajes de
alto nivel o interfaces gráficas para el
24

desarrollo de la inteligencia de nues-tro
robot en forma muy sencilla.
• Un conjunto de sensores que
aprovechan la electrónica ya re-suelta,
y que con una simple cone-xión
funcionan de manera casi
mágica. Por ejemplo, sensores de
luz donde el firmware interpreta el
voltaje que entrega el sensor como
un valor entre 0 y 100.
• Un conjunto de motores que
también utilizan la electrónica de
salida, que se alimentan directa-mente
de la misma fuente que ali-menta
al procesador, y que gracias
al firmware podemos indicarle di-rección,
velocidad, etcétera, sin la
necesidad de cálculos complejos.
• Material constructivo para resolver
la mecánica del robot, altamente
reutilizable y que en poco tiempo
permite la elaboración de la física del
robot mediante la aplicación de co-nocimientos
de nuestra infancia.
Si tenemos en cuenta este conjunto
de materiales, es sencillo notar que las
ventajas que nos presenta el uso de
kits para la construcción de nuestro
robot son las siguientes:
• Menor tiempo de construcción
del robot: en pocas horas, podemos
obtener robots poderosos para los
desafíos habituales en robótica.
• Alta reusabilidad del material:
una vez terminado el desafío, po-demos
desarmar el robot y utilizar
todas las piezas, los sensores, los
motores y el procesador para armar
un robot completamente distinto.
• Baja necesidad de conocimientos
25
Figura 9. Lego Nxt con el conjunto de motores y sensores que vienen con el kit.

Figura 10. Un humanoide realizado
con el Lego Nxt.
técnicos: sin saber electrónica y
prácticamente sin saber programa-ción,
podemos desarrollar un robot
poderoso. Desde ya que para aque-llos
usuarios que sí tengan esos co-nocimientos,
el aprovechamiento
será mucho mayor. Más aún si los
desarrolladores del kit tuvieron la
precaución de dejar abiertos tanto el
firmware como el hardware del pro-cesador
y los sensores.
De todas formas, no todas son cosas
positivas. Las desventajas que tene-mos
con el uso de kits son:
• El alto o altísimo costo de un kit:
la relación puede ser de 20 a 1 con
respecto a un desarrollo manual. El
robot que construiremos en este li-bro
mantiene esta relación con los
kits más económicos de robótica.
• La imposiblidad, en muchos casos,
de poder realizar modificaciones de
bajo nivel en el hardware o el firm-ware
del robot. A pesar de todos los
esfuerzos de documentación que ha-ga
la empresa creadora del kit, es im-posible
que todo sea altamente mo-dificable,
por la misma necesidad de
mantener la arquitectura intrínseca
del robot. Su elaboración artesanal
desde cero nos permite modificar
hasta el más mínimo detalle.
• Baja precisión y calidad final de
los robots: dado que los kits son
para el desarrollo de robots de di-versos
propósitos, en todos los ca-sos
perdemos precisión y calidad.
Por ejemplo, los motores sirven
para moverse en un determinado
ambiente con alto margen de
error, pero no son veloces ni per-miten
movimientos de precisión
como lo pueden exigir ciertos ob-jetivos.
En general, los sensores
son económicos, y el rango de va-lores
que devuelven es pobre.
Los kits de robótica más conocidos
en el mercado son los siguientes:
• Lego Nxt: sucesor del modelo
Mindstorms, es el kit de mayor di-fusión
en todo el mundo (Figura 9).
26

Su procesador es un ARM7 de 32
bits. Cuenta con 256 Kb de Flash y
64 Kb de RAM. Se comunica por
Bluetooth clase 2 y por USB. Tiene
4 entradas para sensores y 3 salidas
para actuadores. En el kit se inte-gran
3 motores servo con encoders
incorporados para controlar su mo-vimiento
con precisión.
Además, cuenta con un sensor de
tacto, uno de sonido, otro de luz y
por último un sensor ultrasónico.
Para la mecánica del robot cuenta
con piezas de las denominadas
Technic, que permiten diseñar dife-rentes
estructuras según el destino
del robot creado (Figura 10). El len-guaje
de programación es un am-biente
gráfico muy sencillo, similar
al Robolab de las versiones anterio-res,
pero con mayor potencia y ver-satilidad.
Para finalizar, una de las
mejores decisiones que ha tomado la
firma Lego es publicar muchísima
información sobre el desarrollo tan-to
de hardware como de software del
kit, lo que ha permitido que en po-co
tiempo (salió a la venta en agos-to
de 2006) las personas de todo el
mundo que tienen este hobby hayan
desarrollado hardware y software es-pecífico
fuera del oficial. Para obte-ner
más información, podemos visi-tar
http://mindstorms.lego.com.
27
Figura 11. Placa educativa del Basic Stamp de Parallax.

Figura 12. Aquí podemos ver uno
de los modelos constructivos de XiOR,
conocido como N10.
• Parallax: el producto más popular de
esta empresa es el micro Basic Stamp
(Figura 11). Aunque uno puede adqui-rir
solamente el micro y realizar el ro-bot
desde cero como comentaremos
más adelante, hay tantos desarrollos
y tantas presentaciones de productos
de la firma Parallax que hemos deci-dido
presentarlo dentro de esta sec-ción.
El Basic Stamp Starter Kit es-tá
desarrollado para iniciarse en el
mundo de la robótica. Incluye un Ba-sic
Stamp II, que tiene una velocidad
de procesamiento de 20 Mhz, con 2
Kb de EEPROM(electrically-erasable
programmable read-only memory,
ROM programable y borrable eléc-tricamente)
y 16 E/S (entradas y sa-lidas)
más 2 dedicadas. Este micro es-tá
instalado en una placa educativa
con una pequeña protoboard (pla-queta
de experimentación), donde
podremos realizar todas nuestras ex-periencias.
Viene con un servo, leds,
capacitores, resistencias y otros com-ponentes
para diseñar nuestro robot.
Las guías que acompañan a este y
otros kits son excelentes (¡y algunas
están en castellano!), y pueden con-seguirse
en forma gratuita en el sitio
de la empresa. La última creación de
Parallax ha sido el micro de nombre
Propeller, con 8 procesadores para-lelos
en su interior. Tiene una arqui-tectura
de 32 bits, 80 Mhz, con 32
pines de E/S direccionables por cual-quiera
de los 8 procesadores. Para
buscar más información, podemos
visitar www.parallax.com.
• XiOR: en América Latina, conta-mos
con nuestro propio kit de ro-bótica.
XiOR (www.xior.org) es
una empresa argentina de tecnolo-gía
y entre sus trabajos ha desarro-llado
un sistema constructivo para
la fabricación de robots móviles au-tónomos.
El modelo N10 es el pri-mer
robot desarrollado con él (Figu-ra
12). Una de sus principales carac-terísticas
es la posibilidad de que el
usuario reconfigure toda su morfo-logía
física para adaptarlo a diferen-tes
entornos y experimentos. Inclu-so
es posible combinarlo con otros
robots similares para formar parte
de estructuras mayores.
Normalmente, está equipado con
2 o 4 celdas de Li-Ion de 900 mAh,
28

agrupadas en packs de a dos. En
cuanto a las capacidades de procesa-miento,
el controlador XiOR.0107
tiene un procesador AVR ATMega8
(Atmel, 2003) de 16 MIPS aproxi-madamente,
y 8 KB de RAM de
programa, e incorpora comunica-ciones
RS-232, 2WI y drivers de po-tencia
para agregar dos motores adi-cionales
de corriente continua o un
motor paso a paso.
El sistema constructivo Múltiplo
ofrece piezas de aluminio y plásti-co
cuidadosamente diseñadas para
desarrollar robots de tamaño redu-cido,
pero con una precisión y ro-bustez
sorprendentes. Podemos
encontrar más información en
www.xior.org.
Además de estos kits que mencio-namos,
el mercado de la robótica
educativa crece día a día, y en la
Web podemos encontrar muchos
otros que tal vez se ajusten mejor
a nuestras necesidades. Aunque
aquí describimos los más conoci-dos,
podemos navegar para buscar
más información sobre el tema.
Figura 13. Sphinx, otro modelo de XiOR
para el control de pozos de petróleo.
Robótica sin kits
Como comentamos antes, realizar
un robot sin la ayuda de un kit nos
proporciona mayor versatilidad, ro-bustez,
potencia, precisión, veloci-dad
y adaptabilidad. El problema
esencial es que nos exige mayor co-nocimiento
y trabajo. Cuando co-mencemos
un desarrollo de este tipo,
lo primero que debemos analizar es
el procesador que vamos a utilizar,
según la funcionalidad y el costo que
deseamos que tenga nuestro robot.
29
▲
OTROS KITS LATINOAMERICANOS
Además de los kits mencionados, a continuación presentamos links donde se pue-den
encontrar otros kits desarrollados en Latinoamérica:
•NeoRobotic: kits de robótica autónoma (www.neorobotic.com).
•Arbot: robots controlados desde la PC por puerto paralelo (www.dutten.com.ar).
•Blocky-tronic: sistema constructivo con microcontrolador, sensores y motores
(www.blockymania.com.ar/blockytronic/).

Además, debemos tener en cuenta
que es necesario complementar el
procesador con un circuito de con-trol
adecuado para realizar las cone-xiones
de entrada, salida, alimenta-ción
y control de dispositivos.
Microcontroladores
El procesamiento más habitual en los
robots pequeños y de bajo costo es el
provisto por microcontroladores.
Los micros más utilizados son los de
la familia PIC, de la firma Micro-chip.
De todos los modelos que se
ofrecen, el más popular para la cons-trucción
de robots es el PIC16F84.
Posee una memoria de programa
Flash de 1 KB con palabras de 14 bits,
una memoria RAM de datos de 68
bytes y una EEPROM de 64 bytes, y
13 pines de E/S.
Por otra parte, su precio es más que
accesible. Dado que desarrollaremos
nuestro robot con PIC, dejaremos
para más adelante una descripción
más detallada de éstos.
La empresa Atmel fabrica otro tipo
de microcontroladores, que también
son de uso habitual en la construc-ción
de robots. De todas sus líneas, la
denominada AVR de 8 bits es la más
recomendada para el procesamiento
en esta disciplina. Toda la línea AVR
presenta características como bajo
poder de consumo, arquitectura
RISC y Harvard, 32 registros de 8
bits de propósito general y facilidad
de implementación de lenguajes de
alto nivel para la programación.
En particular, el micro ATMega8 (Figu-ra
15) es ideal, dado que presenta una
memoria de 8 KB de programa, 1 KB
de SRAM y 512 bytes de EEPROM,
seis canales de PWM, USART progra-
Figura 14. Otro de los micros
de la firma Microchip, creadora
del 16F84.
Figura 15. ATMega8 en una placa
de prototipado rápido.
30

mable, conversor analógico digital de
cuatro canales multiplexados de 10 u 8
bits y dos canales de 8 bits, entre otras
características que se pueden encontrar
en la página de la firma.
PDA
Si no tenemos una base de conoci-miento
❘❘❘
y experiencia en electrónica
para utilizar los microcontroladores
que presentamos pero contamos con
una Palm o una PocketPC, podemos
destinar parte de su tiempo de uso pa-ra
que actúe como cerebro de nuestra
creación. En los últimos años, estos
dispositivos han bajado de precio en
forma notable y, además, algunos mo-delos
han caído en desuso, aunque
pueden adaptarse perfectamente para
ser empleados con nuestros robots.
Uno de los ejemplos más interesantes
en este punto es la adaptación del ro-bot
Robosapien (Figura 17) de la fir-ma
Wow Wee para que pueda ser
controlado desde una PocketPC por
infrarrojo, con lo cual utilizamos la
PDA como control remoto inteligen-te
que puede generar su propio pro-cesamiento.
Para la detección del
mundo se utiliza una cámara que se
conecta en el puerto de tarjetas de me-moria.
En síntesis, con poco dinero
podemos tener un robot humanoide.
Se puede obtener más información en
www.informatik.uni-freiburg.de/
~nimbro/media.html.
El Instituto de Robótica de Car-negie
Mellon desarrolló un proyec-to
para la construcción de un robot
autónomo móvil de bajo costo, y se
utilizó una Palm como procesador (Fi-gura
18). En el sitio www.cs.cmu.edu/
~reshko/PILOT podemos encontrar
todos los pasos y los materiales nece-
ARDUINO, UNA PLATAFORMA OPEN HARDWARE PARA ROBÓTICA
31
Figura 16. Arduino, una plataforma
abierta en software y hardware para
el desarrollo de robots.
Arduino es una placa basada en el micro Atmel ATmega8, programable por serial o
USB, con entradas y salidas analógicas y digitales. Su diseño y distribución son com-pletamente
libres. En su sitio web, www.arduino.cc, podemos encontrar los planos pa-ra
armar la placa y el software necesarios para su programación. Si no nos animamos
a construirlos desde cero, podemos adquirir los componentes en el mismo sitio.

sarios para construirlo, incluido el
software que es indispensable bajar
en la Palm para la programación. Si
bien utiliza ruedas omnidirecciona-les,
servos y otros materiales que
pueden ser costosos en el mercado
local, con ellos obtendremos un ro-bot
móvil de excelente calidad.
Comprar una PDA pura y exclusiva-mente
para la construcción de un ro-bot
es demasiado costoso en compa-ración
con las otras variantes. Pero si
disponemos de una, o si los precios
de estos dispositivos continúan ba-jando,
puede ser una posibilidad
muy interesante por su potencia de
procesamiento y tamaño.
Computadoras (PC)
Por último, no queremos dejar de pre-sentar
la posibilidad de usar mother-boards
de PC convencionales pero de
tamaños reducidos, conocidos como
Mini y Nano-ITX (Figura 19). Por
ejemplo, la conocida firma VIA ha de-sarrollado
la línea EPIA, de bajo con-sumo
y con un tamaño que oscila en-tre
12 y 17 centímetros de lado. Uno
de sus modelos, el VIA EPIA NL, po-see
placa de video de S3, zócalo para
memoria DDR 266/333/400, un slot
mini PCI, un puerto S-ATA y dos
P-ATA, placa de sonido, LAN, puerto
serie, USB y otros, que permiten tener
toda la potencialidad de una PC ¡en 12
x 12 centímetros! En el sitio www.
mini-itx.com se muestran desarrollos
Figura 17. Robot Robosapien
hackeado con una PDA en
su cabeza como procesador.
Figura 18. Palm Pilot Robot Kit
es un kit de robótica cuyo
procesador es una Palm Pilot.
32

de fanáticos de estos modelos, no só-lo
en robótica, sino también en los
dispositivos más extraños. En www.
epiacenter.com se analizan muchos
mothers de este tipo, de diferentes
marcas, y se ofrecen los links a tiendas
en línea donde adquirirlos. La enorme
ventaja de utilizar este tipo de tecno-logía
❘❘❘
es la potencia que nos brinda una
PC para el procesamiento de la infor-mación
de los sensores y la toma de
decisiones, la posibilidad de progra-mar
cómodamente en lenguajes de al-to
nivel, y la facilidad de desarrollar y
de testear en nuestra computadora de
escritorio. Por otra parte, tanto los
sensores como los actuadores que que-ramos
conectar pueden desarrollarse
sobre plataformas muy conocidas, co-mo
serial, paralelo o USB. Cualquier
cámara web puede conectarse en se-gundos,
y todos los drivers de los dis-positivos
ya desarrollados funcionan
sin problema en nuestro robot.
Sensores
Una de las características fundamen-tales
que debe tener un robot es po-seer
Figura 19. Nano-itx, un motherboard
de la empresa Via, de 12 cm por 12 cm.
algún mecanismo de modifica-ción
de su comportamiento según el
ambiente en el que se encuentra. Pa-ra
esto, tiene que contar con disposi-tivos
que le permitan sentir el mun-do
que lo rodea, según la tarea que
deba realizar. Por ejemplo, en am-bientes
muy dinámicos, es probable
que deseemos sensores que puedan
captar rápidamente la información,
aunque perdamos precisión. Si esto
no fuera así, la información recibida
no sería útil, porque representaría un
ROBOTS CON NOTEBOOKS
Gracias a la baja de su precio y a su tamaño, no es sorprendente encontrar robots
cuyo procesamiento lo realiza una notebook. Permite utilizar lenguajes de alto ni-vel,
muy buena velocidad de procesamiento y entradas y salidas estándares como
serial, paralelo, USB o firewire. Además, es posible desarrollar todo el comporta-miento
del robot desde una PC convencional, y cualquier desperfecto es fácil de sal-var
33
con la instalación una nueva notebook.

estado antiguo que, con seguridad,
ha sido modificado por el alto dina-mismo
del ambiente. Un ejemplo de
esto es el fútbol de robots.
En otros casos, necesitamos la mayor
precisión posible por la operación que
realizamos y para lograrlo, tendremos
que utilizar sensores de mayor fiabili-dad,
aunque su tiempo de respuesta
sea bajo. En realidad, cuando cons-truimos
un robot, siempre luchamos
con esta dualidad (y, seguramente,
con muchas variables más). Es por
eso que la elección de los sensores
que utilicemos estará determinada
por la tarea que vayamos a realizar y
sus requerimientos particulares.
Los sensores pueden definirse como
dispositivos que nos permiten medir
alguna característica del ambiente, co-mo
la temperatura, la distancia, la po-sición,
el sonido, la intensidad de la
luz, los colores, la altitud, la velocidad,
la rotación, etcétera. Lamentablemen-te,
en la realidad no existe el sensor
perfecto, y por lo tanto debemos com-pletar
y corregir la información con la
utilización de algoritmos de correc-ción
y redundancia de sensores.
Otro aspecto importante para tener
en cuenta es que, según el tipo de
controlador que utilicemos para
nuestro robot, deberemos diseñar
circuitos intermedios entre el sen-sor
y el controlador, con el fin de
convertir la señal del sensor en un
34
30
25
20
15
10
5
0
0 5 10 15 20 25 30
Tiempo
Valor
Figura 20. En este caso, los valores son los de un sensor analógico.

valor interpretable por nuestro pro-cesador.
Por lo tanto, aunque poda-mos
utilizar un mismo sensor para
diferentes plataformas de controla-dores,
con seguridad tendremos que
diseñar estas interfaces en forma de-dicada
para cada procesador.
Clasificación
Podemos dividir a los sensores en dos
grandes grupos: analógicos y digita-les.
Los analógicos entregan un valor
(por ejemplo, una tensión) dentro de
un determinado rango continuo (Figu-ra
20). Un ejemplo de este tipo es una
fotorresistencia, que mide la intensi-dad
de la luz, y que podemos adaptar
para que entregue un valor de 0 a 5 Vol-tios.
Los sensores digitales entregan una
señal discreta dentro de un conjunto
posible de valores (Figura 21). Es decir,
este conjunto de valores se modifica de
un rango a otro por saltos discretos y
no continuos.
Un ejemplo clásico es el sensor de to-que,
que devuelve valor 1 (ó 0 Vol-tios)
si está apretado y 0 (ó 5 Voltios)
si no es así.
Desde ya que, a pesar de que el sen-sor
sea analógico, finalmente, en la
lectura del controlador, obtendremos
un valor discreto. Es decir, se realiza-rá
una conversión analógico/digital
dentro del controlador o en la inter-faz
que construyamos para la adapta-ción
del sensor al controlador.
35
30
25
20
15
10
5
0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
Tiempo
Valor
Figura 21. Aquí podemos ver un ejemplo de valores tomados por un sensor digital.

Figura 22. Aquí podemos apreciar
un sensor de efecto hall.
Otra clasificación posible de los sen-sores
es internos y externos. Los in-ternos
son aquellos que nos brindan
información del propio robot, como
la velocidad, la rotación, la posición,
la altura, etcétera; en tanto que los ex-ternos
son los que proporcionan da-tos
del ambiente, como las distancias,
la temperatura, la presión, etcétera.
Por último, también podemos dividir
los sensores en pasivos y activos. Los
activos son los que necesitan enviar una
señal hacia el ambiente para luego reci-bir
el rebote de esa señal y, de esta ma-nera,
interpretar el estado del mundo
que lo rodea. Un ejemplo clásico de es-te
tipo de sensor es el ultrasónico, que
envía una señal sonora que, al rebotar
con un objeto, vuelve al robot, y al cal-cular
el tiempo de demora, puede in-terpretar
la distancia al objeto. Desde
ya que los sensores activos necesitan
mucha más electrónica para su funcio-namiento,
pero la información que nos
brindan es mucho más rica que la que
nos ofrecen los sensores pasivos.
Tipos de sensores
Hacer una lista de todos los tipos de
sensores existentes sería imposible.
Los que nombraremos a continua-ción
son los más utilizados en robó-tica
de bajo costo:
• Sensores de interrupción: simple-mente,
detectan si pasa corriente o
no. Se utilizan como sensores de
choque o contadores de eventos
(vueltas de una rueda, por ejemplo).
• Sensores de posición: determinan la
posición del robot. Un sensor de es-te
tipo puede ser un potenciómetro
que cambia su valor por la rotación
de las ruedas; u ópticos, como los que
SIMULADORES
▲
Existen cientos de simuladores de distintos tipos de robots: humanoides, autóno-mos,
36
robots para fútbol, etcétera. Por ejemplo, uno de los más interesantes en el
fútbol de robots lo podemos conseguir en el sitio www.fira.net/soccer/simurosot/
R_Soccer_ v15a_030204.exe. Sin embargo, un simulador no es lo mismo que la ro-bótica
física. Creer que la experiencia física es igual a la simulada es pensar que
Second Life es igual a la vida misma. Y no es así, ¿no?

se usan en un mouse tradicional, que
cuentan la cantidad de veces que re-cibe
❴❵
señal el sensor óptico de una rue-dita
que tiene ventanitas cada deter-minado
ángulo (podemos abrir uno
para verlo, el mecanismo es sencillo).
• Sensores de efecto hall: estos sen-sores
utilizan una propiedad de los
imanes, que modifican su conduc-tividad
cuando encuentran un ob-jeto
metálico (Figura 22).
• Sensores de luz o brillo: detectan
la cantidad de luz que reciben. Se-gún
el tipo de sensor utilizado, por
este mecanismo podemos detectar
diferencias entre los colores, si és-tos
no son brillantes.
• Sensores infrarrojos: envían una
señal infrarroja y determinan el
tiempo que tardan en volver a reci-birla.
Permiten detectar obstáculos
(si la señal vuelve) o medir distan-cias
si el sensor es preciso.
• Sensores de ultrasonido: como
explicamos antes, envían una señal
sonora y captan el rebote, de la
misma manera en que lo hace un
Sonar en el mar.
En los últimos tiempos, gracias a la
posibilidad de contar con mucha ca-pacidad
de procesamiento en tamaño
reducido, se ha comenzado a utilizar
el video como sensor de los robots.
37
Figura 23. Laser Sick, usado como
sensor por su magnífica precisión.
ROBOTS ADAPTATIVOS
Una de las dificultades más complejas en el desarrollo de robots es la de darles la
capacidad de adaptarse en tiempo real al mundo que los rodea. Por ejemplo, los sis-temas
de visión son muy dependientes de la luz que existe en el ambiente. Por esa
razón, es habitual que en las competencias de robots, los equipos que han tenido un
gran desempeño en días anteriores, ante un leve cambio de iluminación no puedan
realizar prácticamente ninguna tarea.

Figura 24. En esta imagen podemos ver un insecto robótico que,
en lugar de motores, utiliza músculos de alambre.
El procesamiento de imágenes es un
tema muy complejo y apasionante al
mismo tiempo, y escapa a la arquitec-tura
❘❘❘
y los costos de fabricación de los
robots que nos hemos propuesto pa-ra
este libro. Pero seguramente, en
poco tiempo podremos utilizar nues-tras
webcam en forma sencilla y eco-nómica
para nuestras creaciones. Las
cámaras son los sensores que más da-tos
nos proveen en un lapso de tiem-po
muy breve. El problema funda-mental
es que necesitamos mucho
tiempo de procesamiento en algorit-mos
complejos para extraer informa-ción
útil de semejante cantidad de
MÚSCULOS DE ALAMBRE
Hasta hoy, el movimiento de los robots se ha realizado con motores. Pero si queremos
imitar el movimiento de organismos vivos, ninguno de ellos utiliza este tipo de dispo-sitivos.
38
Es por eso que se ha desarrollado otro tipo de sistema de movimiento conoci-do
como músculos de alambre (wired muscles). Los músculos de alambre son, como
su nombre lo indica, alambres que cambian su longitud cuando se calientan, lo que se
puede lograr al pasar corriente eléctrica por ellos (Figura 24).

❘❘❘
bits. Es en este tipo de algoritmos
donde podremos encontrar con más
claridad el dilema a resolver entre
velocidad y precisión.
Actuadores
Si nuestro robot sólo observara el
mundo sin actuar en él, sería un robot
sumamente limitado. Nuestro deseo
es que modifique su estado y el del
ambiente según la información que
obtiene en el proceso. Con este fin,
disponemos de motores, músculos de
alambre, lámparas, displays, buzzers,
etcétera. Al conjunto de estos disposi-tivos
se lo denomina actuadores.
Los actuadores más sencillos de utili-zar
son las lámparas, que no ameritan
demasiada descripción para su uso.
Simplemente, con conectarlas a algu-na
salida del procesador y proveer la
alimentación necesaria para su fun-cionamiento,
podremos encenderlas
y apagarlas con nuestro programa.
Sin embargo, pondremos nuestro fo-co
de atención en los motores, dado
que definen en gran medida nuestra
capacidad de desplazamiento, los
grados de libertad y otros aspectos
vinculados al movimiento del robot.
Por definición, el motor eléctrico es
un dispositivo electromotriz, es decir,
que convierte la energía eléctrica en
energía motriz. Todos los motores
disponen de un eje de salida para aco-plar
un engranaje, una rueda, una po-lea
o cualquier mecanismo capaz de
transmitir el movimiento creado por
el motor. La etapa de elección de un
motor puede ser una tarea muy com-plicada
según las limitaciones de
nuestro proyecto, si tenemos en
cuenta todas las características que
definen al motor. Éstas son: tamaño,
peso, velocidad (revoluciones por mi-nuto,
RPM), torque (kilogramo por
centímetro) tensión y, la más sensi-ble:
el costo. En la actualidad, existen
diferentes tipos de motores, que des-cribiremos
a continuación:
Motores de corriente
continua (CC)
Son los motores más comunes y que
casi todos conocemos (Figura 25). En
general, los encontramos en cualquier
LEYES DE LA ROBÓTICA
Dentro de su producción literaria basa-da
en la robótica, Asimov definió tres
leyes para la protección de los huma-nos
que los robots de ficción tienen al-macenadas
en su cerebro positrónico.
Éstas son:
1. Un robot no puede hacerle daño a un
ser humano o, por inacción, permitir que
un ser humano sufra daño.
2. Un robot debe obedecer las órdenes
de un humano, salvo que alguna de és-tas
entre en conflicto con la primera ley.
3. Un robot debe proteger su propia
existencia, salvo que esto viole la pri-mera
39
o la segunda ley.

Figura 25. Motores y motorreductores
de corriente continua.
tipo de juguete (¡un buen lugar don-de
ir a buscarlos!). El funcionamien-to
del motor se basa en la acción de
campos magnéticos opuestos que ha-cen
▲
girar el rotor (eje interno) en di-rección
opuesta al estator (imán ex-terno
o bobina). De este modo, si su-jetamos
la cubierta del motor por me-dio
de soportes o bridas, el rotor con
el eje de salida será lo único que gira-rá.
Para cambiar la dirección de giro
en un motor de corriente continua,
tan sólo debemos invertir la polaridad
de su alimentación eléctrica.
Un detalle importante es que, casi
siempre, se utilizan acompañados de
un sistema de engranajes que reducen
la velocidad y proporcionan mayor
fuerza, dado que este tipo de motores
carece de esta cualidad. Es convenien-te
conseguir el conjunto completo
porque las adaptaciones son compli-cadas
y pocas veces se obtienen muy
buenos resultados.
Motores paso a paso (PAP)
Un motor paso a paso (Figura 26) se
diferencia de uno convencional por-que
puede ubicar su eje en posicio-nes
fijas o pasos, con lo cual es ca-paz
de mantener la posición. Esta
peculiaridad se debe a la construc-ción
del motor en sí: por un lado,
tiene el rotor constituido por un
imán permanente, y por el otro, el
estator construido por bobinas. Al
alimentar alguna de esas bobinas, se
atrae el polo magnético del rotor
opuesto al polo generado por la bo-bina,
y éste permanece en esta posi-ción
hasta que la bobina deje de ge-nerar
el campo magnético y se acti-
FANÁTICOS DE LEGO
Como comentamos anteriormente, Lego tuvo la precaución de liberar muchísima
información sobre sus diseños de manera que otros pudieran desarrollar material
para sus kits. Es por eso que podemos encontrar varios lenguajes para poder pro-gramar
40
los robots de esta firma. Además, también se pueden conseguir los planos
de los sensores de todo tipo. Una de las páginas más conocidas de sensores case-ros
es www.extremenxt.com/lego.htm.

ve otra bobina, lo cual hace avanzar
o retroceder al rotor. De esta mane-ra,
al variar los campos magnéticos
en torno al eje del motor, se logra
que gire. Los motores PAP pueden
ser de dos tipos:
Bipolar: lleva dos bobinados indepen-dientes.
❘❘❘
Para controlarlo se necesita in-vertir
la polaridad de cada una de las
bobinas en la secuencia adecuada.
Unipolar: dispone, normalmente,
de 5 ó 6 cables, dependiendo de si el
común está unido en forma interna
o no. Para controlar este tipo de mo-tores
existen tres métodos con sus
correspondientes secuencias de en-cendido
de bobinas. El común irá
conectado a +VCC o masa según el
circuito de control usado y, luego,
sólo tendremos que alimentar la bo-bina
correcta para que el motor
avance o retroceda según avancemos
o retrocedamos en la secuencia. Es-tos
motores son muy utilizados en
disqueteras, lectoras de CD e impre-soras.
En las antiguas disqueteras de
51/4, podemos encontrar algunos
bastante poderosos, y en las lectoras
de CD, unos más pequeños pero
siempre acompañados de buenos me-canismos
reductores.
Servomotores
El servo (Figura 27) es un pequeño pe-ro
potente dispositivo que dispone en
su interior de un pequeño motor con
un reductor de velocidad y un multi-plicador
de fuerza. También cuenta
con un pequeño circuito eléctrico en-cargado
de gobernar el sistema. El re-corrido
del eje de salida es de 180º en
41
Figura 26. Vista interna
de un motor paso a paso.
BUZZERS PARA DETECTAR ERRORES
Una de las herramientas fundamentales para detectar errores en nuestro robot es
la posibilidad de mostrar en un display el valor de los sensores, las variables, etcé-tera.
El problema es que como se trata de un ente autónomo, tendríamos que co-rrer
detrás de él para ver qué ocurre y leer los valores que se muestran en el dis-play.
Es por eso que usualmente al robot se le agrega un buzzer que nos permite
emitir sonidos y enterarnos de lo que sucede.

Figura 27. Servomotor tradicional de la marca Hitec.
la mayoría de ellos, pero se puede mo-dificar
✱
con facilidad para tener un re-corrido
libre de 360º y, entonces, ac-tuar
como un motor común.
El control de posición lo efectúa el
servo en forma interna mediante un
potenciómetro que va conectado en
forma mecánica al eje de salida. Éste
controla un PWM (Pulse Width Mo-duler,
modulador de anchura de pul-sos)
interno para compararlo con la
entrada PWM externa del servo, me-diante
un sistema diferencial y así,
modificar la posición del eje de sali-da
hasta que los valores se igualen y
el servo se detenga en la posición in-dicada.
En esta posición, el motor del
servo deja de consumir corriente y
sólo circula una pequeña cantidad
hasta el circuito interno. Si en ese
NANOBOTS
Los nanobots son robots de tamaño microscópico, cuyas dimensiones están en el or-den
42
de una millonésima de milímetro. Se realizan con técnicas de nanotecnología y,
aunque aún son ensayos y especulaciones teóricas, ya se han dado pasos para su con-creción.
Esencialmente, se han desarrollado nanobots químicos o moleculares con fun-ciones
limitadas. La aplicación para estos futuros robotitos está apuntada a la medici-na,
la industria, la ecología y la producción de alimentos.

momento forzamos el servo (al mo-ver
el eje de salida con la mano), el
control diferencial interno lo detecta
y manda la corriente necesaria al mo-tor
para corregir la posición.
Para controlar un servo, tenemos que
aplicar un pulso de duración y una
frecuencia específicos. Todos los ser-vos
disponen de tres cables: dos pa-ra
la alimentación y uno para aplicar
el tren de pulsos de control que ha-rán
que el circuito de control dife-rencial
interno ponga el servo en la po-sición
indicada por la anchura del pul-so.
Los servomotores son una muy
buena alternativa, ya que traen inte-grado
un sistema reductor que nos
ahorrará dolores de cabeza a la hora de
buscar fuerza. La desventaja para al-gunas
aplicaciones es que, en general,
son lentos. Se utilizan mucho en los
automóviles y aviones radiocontrola-dos,
principalmente para accionar el
mecanismo que les da la dirección.
43
… RESUMEN
En este primer capítulo hemos hecho una breve introducción a los conceptos fun-damentales
de la robótica. Un robot no es más que un dispositivo con un deter-minado
grado de movilidad, que puede realizar un conjunto de tareas en forma
independiente y se puede adaptar al mundo en el que opera. Existen diversos ti-pos
de robots, según el uso para el cual se han destinado, el medio en el que se
mueven, la capacidad de autonomía que presentan, etcétera.
Cualquiera de estos robots está dirigido por una unidad de procesamiento, que se
puede adquirir en forma completa con todas sus comunicaciones de entrada y sa-lida
resueltas, o que podemos desarrollar desde cero con micros, dispositivos
portátiles o, simplemente, motherboards de PC.
Además, necesita de sensores para poder captar el mundo. Cuanto más complejo
sea un sensor y más datos nos provea, tendremos que renunciar a ciertos aspec-tos
de velocidad para obtener información más precisa. Por último, para que el ro-bot
pueda trasladarse y actuar sobre el entorno, necesitamos de los actuadores.
Los esenciales y más usados son los motores, de los cuales tenemos diversos ti-pos
según el objetivo de nuestro robot y la cantidad de dinero que poseamos.

✔
ACTIVIDADES
TEST DE AUTOEVALUACIÓN
1 ¿Cuál es nuestra definición de robot?
2 ¿Qué clasificaciones encontramos de
los diferentes tipos de robots?
3 ¿Cuáles son las unidades que presen-ta
44
un robot?
4 Compare las ventajas y desventajas del
uso de un kit de robótica o el desarrollo
desde cero del procesamiento del robot.
5 Si desarrollamos la unidad de procesa-miento
por nuestros propios medios,
¿qué dispositivos podemos utilizar?
6 ¿Qué es un sensor? ¿Cuál es la diferen-cia
entre sensores activos y pasivos?
7 ¿Cuáles son los tipos de sensores con
los que podemos contar en la elabora-ción
de nuestro robot?
8 ¿Qué ventajas y desventajas presenta
el uso de video como entrada de datos
de un robot?
9 ¿A qué llamamos actuadores?
10¿Qué tipos de motores encontramos
en el mercado?

Robótica
Componentes
del robot
Capítulo 2
Antes de comenzar a construir nuestro
robot, daremos una mirada general
a todos los componentes
que lo conformarán. Desde
ya que elegiremos puntualmente
alguno de ellos, pero con este capítulo
nos será sencillo seleccionar otras
variantes según el objetivo que
Una mirada global a nuestro
futuro robot 46
Objetivos de nuestro robot 47
seleccionado 48
a nuestro robot? 50
que nos rodea? 53
Materiales para la mecánica 55
Resumen 59
Actividades 60

UNA MIRADA
GLOBAL A NUESTRO
FUTURO ROBOT
Como hemos podido ver en el primer
capítulo, la cantidad de variantes que
tenemos para construir nuestro robot
es inmensa. Es por eso que en este
capítulo, presentaremos los materia-les
que hemos decidido utilizar para
nuestra primera creación, y justifica-remos
la elección que hemos realiza-do.
En primer lugar, vamos a dar un
paseo por el mundo de los micropro-cesadores,
introduciremos un conjun-to
de conceptos que nos serán im-prescindibles
a la hora de construir el
controlador de nuestro robot. Luego
veremos el tipo de motores que vamos
a utilizar y dónde podemos conse-guirlos.
Para esto podremos desarmar
algún equipo electrónico antiguo, co-mo
disqueteras, impresoras, etcétera.
Luego, haremos lo mismo con los
sensores, siempre con el objetivo de
gastar la menor cantidad de dinero
posible en nuestro primer proyecto
(¡luego vendrán proyectos multimi-llonarios!).
Y por último, echaremos
una mirada sobre el material que po-demos
utilizar para la construcción
del cuerpo de nuestro robot.
2. COMPONENTES DEL ROBOT
46
Figura 1. Ejemplo de un robot artesanal con diversos sensores.

Objetivos de nuestro robot
Para la elección de todos los compo-nentes
de nuestro robot, es necesario
que fijemos claramente cuáles serán
los objetivos, es decir, las tareas que
queremos que nuestro robot realice.
La primera decisión fundamental es
definir si vamos a utilizar un kit o
construiremos nuestro robot desde
cero en forma artesanal. Es una deci-sión
fundamental porque implica un
presupuesto mucho más alto en el pri-mer
caso y, de alguna manera, tam-bién
acota las posibilidades de lo que
vamos a diseñar. Por otra parte, en el
primer capítulo ya enumeramos las
ventajas que brinda el uso de un kit,
pero en nuestro proyecto vamos a de-sarrollar
el robot desde cero, paso a
paso, componente por componente.
En nuestro caso, la primera razón por
la que lo haremos de esta manera es
porque así vamos a aprender mucho
más sobre todas las capas que com-ponen
al robot. La segunda razón, no
menos importante, es el costo de
nuestro proyecto. La idea es que po-damos
reutilizar elementos que en-contremos
en desuso. Un humilde
aporte ecológico de nuestra parte.
Bien, ahora que hemos decidido ar-mar
en forma artesanal nuestro pri-mer
robot, tenemos que dejar en cla-ro
qué es lo que queremos que haga.
En este libro, nuestro objetivo es re-alizar
un robot que pueda, en dife-rentes
adaptaciones, detectar obje-tos
Una mirada global a nuestro futuro robot
y esquivarlos, seguir una línea
negra, y buscar una luz.
Cuando decimos diferentes adaptacio-nes,
lo que queremos acentuar es que
no necesariamente hará las tres cosas el
mismo robot. Vamos a organizar dife-rentes
proyectos, con mínimas modi-ficaciones
entre uno y otro, para lograr
los tres objetivos. Luego, si combina-mos
la capacidad de tocar objetos con
la detección de la línea negra, podre-mos
construir un luchador de sumo. Y
para realizar un sencillo jugador de fút-bol,
uniremos la detección de luz con
el tacto de los objetos, dado que nos
prepararemos para una categoría que
47
Figura 2. Partido de fútbol de robots
donde se utiliza una pelota infrarroja.

Figura 3. Uno de los micros
de la firma Atmel.
usa una pelota infrarroja (Figura 2). Pe-ro
ya llegaremos a este punto dentro de
unas cuantas páginas. Comencemos
con el procesamiento.
seleccionado
Si seguimos la línea que acabamos
de presentar, decidimos realizar
nuestro controlador basándonos en
un microcontrolador que fuera
económico y de uso popular. Pero,
para empezar, veamos qué es esto de
los microcontroladores. A esta al-tura
del siglo XXI, no nos sorpren-de
encontrar en cualquier casa u ofi-cina
una computadora, con sus uni-dades
de entrada, de salida y de pro-cesamiento.
Y estas computadoras,
para nuestra alegría, se reducen cada
vez más en precio y tamaño. ¿Pero,
cuál es el límite de esta reducción?
Aquellos que usaron un dispositivo
portátil, como una PDA, habrán no-tado
que la pantalla y el teclado son,
en estos momentos, los puntos crí-ticos
de reducción. Ahora bien, si no
necesitáramos información por una
pantalla y el ingreso por teclado,
¿podríamos tener una computadora
mucho más pequeña? Sí, podemos,
y de alguna manera eso es un mi-crocontrolador,
un circuito integra-do,
con CPU, memoria y conexión
para entradas y salidas. Todo esto, en
un tamaño muy reducido, no mayor
al de una estampilla.
Si lo vemos de esta manera, pode-mos
confundir un microcontrolador
con un microprocesador. ¿En qué se
diferencian? Principalmente, en que
el microcontrolador suma a un mi-croprocesador
un conjunto de ca-racterísticas
electrónicas que lo ha-
❘❘❘
La primera prueba sorprendente que realizaremos con un robot, y la competencia
más habitual en los torneos de robots, es el seguimiento de una línea. En general,
esta prueba está condimentada con otras dificultades, como la presencia de obstá-culos
48
SEGUIDOR DE LÍNEA (LINETRACKER)
que tenemos que esquivar, variaciones de iluminación o de colores en la lí-nea,
secciones donde la línea desaparece, etcétera.

cen menos dependiente de los chips
de apoyo. Por ejemplo, la memoria,
los conversores analógico digitales y
el reloj, ya están incluidos dentro de
los microcontroladores.
¿Y para qué sirve un microcontrola-dor?
Bueno, tener una computadora
de ese tamaño nos permitiría contro-lar
en forma medianamente inteligen-te
diversos dispositivos. Y esto es lo
que ocurre alrededor nuestro: en el au-to,
en la heladera, en el microondas o
en el lavarropas, con seguridad podre-mos
encontrar uno o más microcon-troladores,
que hacen muchísimo más
sencilla la electrónica del aparato.
Algunos de los microcontroladores son
de propósito específico, es decir, fueron
diseñados y optimizados para una tarea
determinada. En general, estos micro-controladores
no pueden ser reprogra-mados,
por lo que también contamos
con micros de propósito general, que
pueden ser programados en diversos
lenguajes y con destinos de todo tipo.
Las empresas de microprocesadores de
propósito general más conocidas son
Microchip (PIC) y Atmel (AVR).
Pondremos nuestra atención en la pri-mera
de las dos, dado que el micro que
usaremos será el PIC 16F88. Micro-chip
Technology Inc. es una empre-sa
de electrónica de Estados Unidos,
surgida de la empresa GI (General Ins-truments).
Del conjunto de productos
que ha fabricado, la línea PIC (Perip-heral
Interface Controller, Controlador
de Interfaz Periférico) de microcon-
49
Figura 4. Un microcontrolador PIC montado en una placa controladora GoGo.

troladores ha sido su bastión funda-mental
(Figura 4). Una de las carac-terísticas
más importantes de estos mi-cros
es que son de tipo RISC (Redu-ced
Instruction Set Computer, Compu-tadora
con Conjunto de Instruccio-nes
Reducido) en contraposición con
la arquitectura CISC (Complex Ins-truction
Set Computer, Computadora
con Conjunto de Instrucciones Com-plejo).
Esto implica que tienen un
conjunto reducido de instrucciones
de tamaño fijo con respecto a la can-tidad
de ciclos de reloj (en general, to-das
las instrucciones necesitan de un
solo ciclo de reloj) y que sólo las ins-trucciones
de carga y almacenamien-to
acceden a la memoria. Las ventajas
que estas (y otras) características nos
brindan son que la ejecución es más
rápida y que permite el paralelismo
entre instrucciones mediante una téc-nica
llamada pipelined.
La desventaja radica en que la pro-gramación
con este reducido conjun-to
de instrucciones tan atómicas im-plicará
más trabajo. Con respecto a
los PIC, las características fundamen-tales
que podemos encontrar entre los
diferentes modelos son:
• Núcleo de 8/16 bits con arquitec-tura
Harvard (las memorias de ins-trucciones
y de datos están separa-das,
y la CPU accede a ella por bu-ses
distintos).
• Puertos de E/S con conversores
analógicos/digitales.
• Memoria Rom y Flash.
• Temporizadores.
• Periféricos serie.
La arquitectura básica de todos los
PICs contiene una memoria de datos,
una memoria de programa, una unidad
aritmético lógica, una unidad de con-trol
y puertos de E/S (entrada y salida).
De todos los modelos, hemos elegido
el 16F88 para realizar nuestro robot. Es
por eso que en el próximo capítulo nos
detendremos a analizar en forma deta-llada
este micro en particular.
a nuestro robot?
En el primer capítulo, ya hemos des-cripto
el tipo de actuadores que po-demos
encontrar en un robot. En
nuestro caso, usaremos motores de
corriente continua (cc) entre 8V y
12V, con un consumo no superior a
100 mAmp, que describiremos en
profundidad más adelante. Estos mo-tores
son más económicos y sencillos
de controlar, pero en general carecen
de precisión y fuerza (Figura 5). Para
solucionar este problema, recomenda-mos
los motores con caja de reducción
incorporada (conocidos como moto-rreductores),
que poseen un pequeño
motor que gira a muchísimas revolu-ciones,
unido a un sistema de reduc-ción
que permite obtener fuerza con
menor velocidad. Para nuestro robot
utilizaremos un sistema de tracción
50

diferencial, dado que es el más senci-llo
de controlar desde nuestro pro-grama
(Figura 6). Este sistema utiliza
dos ruedas convencionales ubicadas
en el centro del robot, una de cada la-do,
conectadas directamente a los
motores. Esto nos dará la posibilidad
de ir para adelante o para atrás, de
aplicar la misma energía en ambos
motores, o de realizar giros según la
diferencia de velocidad de cada mo-tor.
El recorrido en forma recta es
difícil de conseguir en esta arquitec-tura
dado que siempre encontramos
diferencias de velocidad entre los mo-tores
o en el giro de las ruedas, des-plazamientos,
etcétera. Una de las
maneras de controlar esto es realizar
un sensado del mundo. Por ejemplo,
si tenemos que seguir una línea ne-gra,
bastaría con tener uno o dos sen-sores
de luz que nos permitan detec-tar
nuestra desviación de la línea pa-ra
modificar la velocidad de los mo-tores.
Otra manera es sensar el movi-miento
de las ruedas con encoders si-milares
a los que se utilizaban en un
mouse antiguo. El problema de este
mecanismo es que necesitamos de
Figura 5. Motores de corriente
continua de tamaño reducido.
electrónica específica para este con-trol,
algo que escapa a nuestro pri-mer
proyecto. Por eso, por ahora nos
conformaremos con que vaya me-dianamente
en línea recta.
Otra arquitectura de movimiento in-teresante
es la omnidireccional. Con
tres ruedas especiales ubicadas como
podemos ver en la Figura 7, podemos
dirigir al robot hacia cualquier punto,
sin necesidad de girarlo en esa direc-ción.
Esta forma de navegación es
muchísimo más efectiva, ya que aho-
❘❘❘
PICS ESPECIALES
En la actualidad, tenemos modelos muy sorprendentes como el rfPIC, que incorpo-ra
la posibilidad de comunicación wireless (¡en el mismo micro!) y los dsPIC, que
tienen un bus de datos de 16 bits que permiten realizar operaciones de procesa-miento
digital de señales. También podemos encontrar clones, más baratos o con
51
mejoras, como los que realiza la empresa Ubicom.

Figura 6. Vista desde abajo
de un robot de tracción diferencial.
Figura 7. Arquitectura de un robot
con ruedas omnidireccionales.
rramos tiempo al movernos siempre
en línea recta. Pero el costo de las rue-das
es elevado, y se necesita de algo-ritmos
algo más complejos para cal-cular
la velocidad que debe tener ca-da
rueda para tener la dirección dese-ada.
Una vez que hemos decidido el
tipo de motor y la arquitectura de las
ruedas que vamos a usar, ¿dónde po-demos
conseguir los motores? Desde
ya, una de las formas más sencillas de
conseguirlos es comprarlos.
Sin embargo, si tratamos de ahorrar
ese dinero, va a ser necesario extraer
los motores de algún aparato que ten-gamos
en desuso. El problema de ha-cer
esto es que como estos motores no
tienen reducción, tendremos que in-geniárnosla
para darles fuerza (desde
ya, se perderá velocidad). Los apara-tos
de donde podemos conseguir mo-tores
de corriente continua son:
• Impresoras: habitualmente con-tienen
motores de corriente conti-nua
y paso a paso.
• Juguetes: autos o cualquier juguete
con movimiento. En general, son
motores muy pequeños.
• Limpiaparabrisas: hay de 12V y
de 24V. Debemos conseguir los
del primer grupo.
• Reproductores de casetes y videos.
Si tenemos algún servo desperdicia-do,
podemos modificarlo para utili-zarlo
como motor CC. Los servos
son un motor de ese tipo con una ca-ja
reductora y un circuito de control
y tope físico, que limita su giro a 180
grados. Para convertirlo en lo que
necesitamos, debemos eliminar el
circuito de control y la limitación fí-sica,
y de esta manera aprovechar la
52

caja reductora que posee. Los pasos
necesarios para llevar a cabo esta ta-rea
los veremos más adelante.
Como dijimos previamente, para
construir nuestro robot utilizaremos
dos motores de CC de 12V, con un
consumo de 100 mAH.
que nos rodea?
Como ya vimos en el capítulo ante-rior,
un robot sin sensores es incapaz
de cambiar su comportamiento para
adaptarse al medio que lo rodea, por-que
no puede captarlo. Es por eso que
la elección que haremos de los senso-res
es fundamental. En nuestro caso,
utilizaremos sensores de contacto pa-ra
detectar colisiones y sensores de luz
o infrarrojos para detectar las líneas
negras y la pelota infrarroja.
Comencemos con el detector de co-lisiones.
¿Qué podemos utilizar para
ello? En realidad, cualquier dispositi-vo
que funcione como interruptor es
suficiente. Los sensores de contacto
que se utilizan en robótica industrial
se conocen como final de carrera.
53
Figura 8. Motor paso a paso unipolar.
▲
Figura 9. Un ejemplo de sensor
de final de carrera.
MOTORES DE CORRIENTE CONTINUA
Si no sabemos dónde conseguir motores de corriente continua, podemos visitar los
sitios de los proveedores de este tipo de motores:
• Ignis: www.ignis.com.ar.
• Baldor: www.baldordistribuidora.com.
• Telco: www.telcointercon.com/telcomotion/brushed/micro_dc.htm.
• Micro-Drives: www.micro-drives.com.

Figura 10. Micro switch utilizado
habitualmente como sensor de contacto.
Este sensor debe tener algún meca-nismo
para que, una vez activado,
luego vuelva a su posición inicial.
Por otra parte, es necesario utilizar
algún amplificador de la mecánica
del final de carrera, según el tamaño
y la posición del objeto que es nece-sario
detectar. Como se puede ver en
la Figura 10, el espacio de detección
es muy pequeño, por lo que necesi-tamos
construir un paragolpes
(bumper). También podemos cons-truir
nosotros este sensor con la ar-quitectura
que más nos plazca. Sim-plemente,
tiene que cerrar (o abrir)
el circuito cuando se activa, y volver
a su situación inicial cuando está de-sactivado.
Los interruptores de final
de carrera se pueden adquirir en ne-gocios
de electrónica, y también se
pueden extraer de elementos como:
• Mouse: podemos usar los inte-rruptores
que son presionados por
los botones. El problema es que la
amplificación es complicada de re-alizar
por la forma de éstos.
• Impresoras: para detectar si la ta-pa
está cerrada o no, o para el mo-vimiento
del cabezal, en general se
utilizan estos mecanismos.
• Celulares: aquí podemos hallar
versiones pequeñas de los inte-rruptores
para detectar el cierre de
la tapa del celular.
54
Figura 11.
Un LDR
utilizado para
la detección
de luz en
un robot.
❘❘❘
SENSORES DE CONTACTO ESPECIALES
Podemos realizar un sensor para detectar piezas metálicas si utilizamos escobillas
de autitos de pistas de carrera. En este caso, las escobillas impares están conecta-das
a uno de los cables, y las pares al otro. De esta manera, cuando dos escobillas
tocan el objeto metálico que se encuentra en el piso, se cierra el circuito y el con-trolador
determina que se ha detectado un objeto.

Para la detección de luz, podemos uti-lizar
un sensor de luz convencional, co-nocido
como fotorresistencia (LDR,
Light-Dependent Resistor, resistencia
que depende de la luz). Éste es un
componente electrónico cuya resis-tencia
disminuye a medida que la luz
incide sobre él (Figura 11).
Es económico y sencillo de usar, pero
es altamente sensible a la luz ambien-te.
Por esa razón, es bueno añadirle un
led emisor para poder captar el rebote
de la luz de este componente sobre la
superficie a detectar. Para evitar el pro-blema
de la luz ambiente, podemos
utilizar un sensor infrarrojo. El fun-cionamiento
es similar al anterior, pe-ro
son menos sensibles a la luz am-biente,
ya que sólo detectan luz dentro
del rango del infrarrojo. Está com-puesto
por un diodo emisor infrarrojo
en una determinada longitud de onda
y un receptor (en general un fototran-sistor)
que apunta en la misma direc-ción
que el emisor. Un buen ejemplo
es el sensor activo CNY70, que puede
captar objetos entre 5mm y 10mm de
distancia (Figura 12).
Ambos sensores son económicos, y
pueden conseguirse en cualquier ne-gocio
de electrónica. Es posible con-seguir
alguno de ellos si desarmamos
algún juguete (por ejemplo, los
muñecos que detectan la presencia de
un objeto por delante y emiten algún
sonido), pero son tan económicos que
no vale la pena tomarse ese trabajo.
Figura 12. CNY70,
un sensor
infrarrojo muy
popular.
Materiales para la mecánica
A la hora de construir el chasis de
nuestro robot, tenemos múltiples
opciones con respecto a los materia-les
que usaremos. Es importante te-ner
en cuenta que cuanto más livia-no
sea el robot, necesitaremos mo-tores
menos potentes y, por lo tan-to,
menos baterías, lo que finalmen-te
es más económico. Excepto en los
casos en los que el peso del robot
presente una ventaja, como puede
ser la lucha de sumo, un robot más
liviano siempre es mejor. A conti-
55
Figura 13. Aquí podemos ver un robot
hecho con piezas de Lego, pero con
sensores y controlador propios.

nuación presentaremos una lista de
los que se pueden conseguir con más
facilidad en el mercado, con sus res-pectivas
ventajas y desventajas.
Piezas de Lego, Mecano
u otros juguetes constructivos
Seguramente, en algún rincón de
nuestro baúl de los recuerdos tene-mos
una bolsa con las piezas de nues-tro
querido sistema de construcción
de la infancia. Si hemos cometido el
error de prometerlas como regalo a
un vecino pequeño o al hermanito de
nuestra novia, debemos olvidarlo.
Estas piezas son muy prácticas para
realizar prototipos de nuestros robots
(¡que muchas veces quedan como
versiones finales!). Una de las venta-jas
fundamentales es su facilidad de
uso y su versatilidad para lograr las
formas deseadas (Figura 13). Otra ven-taja
es la reusabilidad: una vez ter-minado
el robot, podemos desarmar-lo
y volver a usar el material.
Por el lado de las desventajas, la más
importante es la fragilidad de la es-tructura
que podemos lograr. Y si no
tenemos las piezas de antemano, su
valor es muy alto en comparación con
los otros tipos de materiales.
Juguetes usados
Cuando queramos construir un robot
que imite algún vehículo tradicional,
una muy buena opción es montarlo
sobre un juguete usado, o por qué no,
Figura 14. Aquí podemos ver
un Robosapien modificado, donde
el controlador es una Pocket PC.
56

manera, podremos manipularlo con
cierto cuidado. Para unir piezas, se uti-lizan
pegamentos del tipo cianocrila-to.
Se puede cortar con una sierrita de
dientes pequeños, y es posible quitar
las rebabas con una lija fina.
Aglomerado
Es una plancha realizada con fibras de
madera pegadas a presión con una re-sina
sintética (Figura 15). También es
conocido como MDF (Medium Den-sity
Fibreboard, Tablero de fibra de
densidad media). Es económico como
el PVC y puede conseguirse en cual-quier
maderera. Es fácil de manipular
pero es más complejo conseguir ter-minaciones
prolijas. Los chasis reali-zados
con este material son robustos,
pero su peso es una desventaja que hay
que tener en cuenta. Tampoco es
aconsejable que el material se moje,
aunque es resistente a salpicaduras.
comprar uno con este propósito. Por
ejemplo, para construir un humanoi-de
es más sencillo comprar uno ya ar-mado
y montar la inteligencia sobre
la mecánica ya resuelta, que cons-truirlo
desde cero (Figura 14).
Si partimos de un juguete abando-nado,
podemos considerarlo como
costo cero. De todas formas, con se-guridad
tendremos que añadir par-tes
desarrolladas por nosotros para
poder adaptar el controlador, los
sensores, etcétera. En este caso, una
desventaja puede ser la dificultad de
ensamblar la estructura del juguete
con las nuevas partes del robot. Otro
problema es que, en general, las pie-zas
del juguete son frágiles, por lo
que deberemos tratarlas con cuida-do.
Es recomendable incorporar las
partes nuevas con un pegamento
adecuado, y no agujerear el juguete.
Por último, la reusabilidad de los
materiales que utilicemos es muy
baja, dado que están adaptados a es-te
proyecto en particular.
PVC
Es un material plástico muy económi-co
que se presenta en formato rígido o
flexible. Es muy fuerte y resistente,
aunque se puede cortar y taladrar con
facilidad. Para las carcasas cilíndricas,
podemos utilizar caños de este mate-rial.
Si necesitamos deformarlo, el
PVC se ablanda al llegar a los 80º (por
ejemplo, sobre una hornalla) y de esta
57
Figura 15. Planchas de aglomerado.

Figura 16. Robot con piezas de acrílico.
Poliestireno expandido
Este material es conocido universal-mente,
pero denominado de diversas
formas en todo el mundo: telgopor,
porexpan, corcho blanco, unicel,
estereofón o tecnopor son algunas
de las denominaciones más habitua-les.
Es muy liviano y absorbe muy
bien los impactos, pero su resistencia
es limitada. Es fácil de manipular
con cortadores en caliente, aunque
sus terminaciones son complicadas.
Por su bajo costo, es ideal para rea-lizar
prototipos, pero su baja resis-tencia
no permite la construcción del
modelo final de un robot.
Acrílico
En realidad, llamamos acrílico al me-tacrilato
compuesto por ácido me-tacrílico.
Cuando vemos un robot re-alizado
íntegramente en este mate-rial,
y en especial si es transparente,
todos nos enamoramos. Es muy
atractivo, muy resistente, liviano, y
de fácil corte con sierras y caladoras,
aunque hay que realizarlo con pa-ciencia
porque el calor de la fricción
puede derretir el material (Figura 16).
Otro problema del corte es el polvi-llo
que genera, por lo que se reco-mienda
el uso de mascarillas para ha-cerlo.
El moldeo es un poco más
complicado, ya que necesita de calor
local, y se realiza con pistolas de aire
caliente o bandas resistivas. La des-ventaja
más grave de este material es
el precio, que supera ampliamente
los materiales que ya comentamos.
Aluminio
Es el material más usado en la fabri-cación
de las versiones finales de los
robots. Es muy resistente, liviano y de
❘❘❘
La familia de micros de Atmel se llama
AVR. También son RISC con 32 regis-tros
58
LOS MICROS DE ATMEL
de 8 bits. Fueron diseñados para
ejecutar en forma eficiente código C
compilado. Aunque el núcleo de ins-trucciones
es el mismo, existen diver-sos
modelos, que van desde los más
pequeños con 1KB de memoria flash y
sin RAM, hasta los más poderosos con
256 KB de memoria flash, 8KB de RAM,
4 KB de EEPROM, conversor analógico
digital y otras maravillas.

relativo bajo precio. Si tenemos que
hacer cortes sencillos, podemos traba-jar
el aluminio con herramientas con-vencionales,
pero si necesitamos pie-zas
más complejas debemos contar
con un torno específico. Por otra par-te,
para moldearlo necesitamos hor-nos
especiales a altas temperaturas.
59
Figura 17. Robot
con chasis de
aluminio.
… RESUMEN
En este capítulo presentamos los objetivos de nuestro robot y los materiales nece-sarios
para construirlo. Hemos decidido construirlo en forma artesanal desde cero,
para tener costos más bajos y para lograr un conocimiento más profundo de la ar-quitectura
del robot. El objetivo de nuestro trabajo es conseguir un robot autónomo,
capaz de seguir una línea negra, dirigirse a sitios más iluminados y detectar objetos
que se interpongan en su camino. Para ello, utilizaremos un procesador PIC 16F88
de la empresa Microchip. El movimiento lo lograremos con dos motores de corrien-te
continua de 12 Voltios. Para detectar el mundo, vamos a agregarle sensores de
contacto para obstáculos físicos y fotorresistencias, y sensores infrarrojos para la
detección de luces y líneas de colores. Para la construcción del chasis de nuestro
robot, hemos elegido el aglomerado, dado que nos permite construir una estructu-ra
robusta, con herramientas sencillas y a muy bajo precio.

✔
1 ¿Por qué decidimos desarrollar el robot
60
en forma artesanal?
2 ¿Cuáles son los objetivos de nuestro
robot?
3 ¿Qué es un microcontrolador?
4 ¿Qué diferencia un microcontrolador de
un microprocesador?
5 ¿Qué características presentan los mi-cros
con tecnología RISC?
6 ¿Cuál es la arquitectura básica de to-do
PIC?
7 ¿Qué ventajas y desventajas presentan
los motores de corriente continua?
8 ¿Qué características presenta la trac-ción
diferencial?
9 ¿Qué es un final de carrera?
10 ¿Qué ventajas presenta el sensor infra-rrojo
sobre el LDR?
11¿Cuáles son los tipos de materiales
que presentamos para la construcción
del chasis?
ACTIVIDADES

Robótica
La inteligencia
del robot
Capítulo 3
Antes de comenzar a construir
nuestro robot, daremos una mirada
general a todos los componentes
que lo conformarán. Desde ya que
elegiremos puntualmente alguno
de ellos, pero con este capítulo nos
será sencillo seleccionar otras
variantes según el objetivo que
El cerebro 62
Componentes de nuestro robot 63
Objetivos del controlador 64
El microcontrolador,
cerebro del cerebro 64
de un PIC 65
Características del PIC16F88 66
Compatibilidad con el 16F84 67
de los motores 67
del controlador 68
Descripción del circuito 69
El programador 71
Nuestro programador 71
Resumen 75
Actividades 76
Colaborador:
Ing. Néstor Adrián Balich

EL CEREBRO
Cuando Asimov creó sus primeros
robots de ficción, aún no existían las
computadoras. Tuvo que inventar los
cerebros positrónicos, que son dis-positivos
con inteligencia artificial
que le permiten al robot almacenar
información, realizar operaciones ló-gicas
y tomar sus propias decisiones.
Con esa capacidad sorprendente de
adelantarse décadas en el tiempo,
Asimov realizó una descripción que,
en muchos casos, coincide con los
controladores que tenemos en la ac-tualidad.
De este tema, y con la in-tención
de emular la genialidad de
Asimov, hablaremos en este capítulo.
Hay diversas formas de controlar un
robot. Esencialmente, varían en fun-ción
de nuestra necesidad y de lo que
queremos hacer con él. Los primeros
robots fueron simples autómatas, co-mo
el jugador de ajedrez, que no son
más que una sucesión de combina-ciones
de engranajes, poleas y otros
artilugios electromecánicos, en donde
el creador articula el robot en forma
mecánica, y gobierna así sus movi-mientos.
Luego surgieron los robots
con electrónica analógica (transisto-res)
y compuertas digitales, que en al-gunos
casos hasta pueden programar-se
en forma muy primitiva con álge-bra
de boole. Por último, en la ac-tualidad,
nuestros robots poseen mi-crocontroladores
y computadores, co-mo
comentamos en el primer capítu-
3. LA INTELIGENCIA DEL ROBOT
62
Figura 1. Robot con cerebro positrónico de la película
Yo, robot, inspirado en la obra de Asimov.

❘❘❘
lo. En nuestro caso, cuando elegimos
el controlador que vamos a presentar
en este libro, optamos por una solu-ción
del último espectro, pero con la
suficiente sencillez para su construc-ción
y la suficiente complejidad pa-ra
poder lograr comportamientos
medianamente inteligentes.
Para el desarrollo de nuestro robot
necesitamos algunas habilidades de
electrónica que podremos adquirir
con facilidad. Esto es necesario por-que
así tendremos un robot con pres-taciones
iguales o mayores que las de
algunos de los kits que se pueden
comprar y principalmente nos per-mitirá
dar los primeros pasos en la
utilización de microcontroladores.
Componentes
de nuestro robot
A la hora de diseñar nuestro contro-lador,
es necesario tener presente
qué tipo de robot deseamos cons-truir,
porque esto nos dará una no-ción
de la cantidad de actuadores y
sensores que necesitaremos. Como
definimos en el capítulo anterior,
nuestro robot tendrá dos ruedas con
dos motores, que nos permitirán
controlar la dirección de manera di-ferencial.
Contará con dos bumpers
(sensores de choque) y un sensor
analógico para poder seguir una lí-nea
(robot rastreador). Si tenemos
en cuenta esto, podemos definir las
partes de nuestro robot en:
• Chasis: éste es el armazón que
contiene el controlador, los moto-res
y las baterías.
• Alimentación: batería de 9 V, con-junto
de pilas, o batería de gel de
12 V.
• Control: controlador programa-ble
multipropósito.
El cerebro
63
Figura 2. Un robot cuyo cerebro
es nuestro controlador.
CEREBROS POSITRÓNICOS
Todos los robots de la obra de Asimov
poseían cerebros positrónicos, que
consistían en una malla de platino don-de
la actividad cerebral estaba dada
por un flujo de positrones. Si no tene-mos
en cuenta el punto de vista litera-rio,
es difícil imaginar que el positrón
(antipartícula del electrón) no destruya
la malla de platino, en una colisión ma-teria
– antimateria.

Figura 3. Una de las versiones
del PIC16F88.
• Driver H: interfaz de potencia pa-ra
los motores de corriente conti-nua
con inversión de giro.
• Sensores: dos sensores de colisión
ubicados al frente del robot.
• Monitor: un led de monitoreo del
programa.
• Sensor analógico: para futuras
aplicaciones.
Objetivos del controlador
Dados los objetivos que hemos defi-nido,
el controlador debe cumplir
con las siguientes características:
• Poder controlar dos motores de
corriente continua de 12 V de has-ta
400 miliamperes.
• Permitir que el robot se desplace en
todas direcciones mediante una
tracción diferencial (de dos ruedas).
• Ser programable en circuito me-diante
un programador conectado
a la computadora.
• Utilizar baterías comunes de dife-rente
voltaje entre 7 y 12 V.
• Poseer la capacidad de conectar
sensores de diversos tipos, tanto
analógicos como digitales.
• Poder configurar las entradas y las
salidas según el objetivo del robot.
• Permitir controlar una gran varie-dad
de robots.
El microcontrolador, cerebro
del cerebro
Como comentamos antes, el princi-pal
componente de nuestra placa con-troladora
es el microcontrolador. De
su elección depende el tiempo de uti-lidad
de ésta, ya que nos permitirá au-mentar
la complejidad y adoptar di-ferentes
configuraciones de robots,
simplemente preocupándonos por
cambiar la mecánica/electromecánica
cuando sea necesario. En síntesis, el
objetivo es contar con nuestro propio
controlador universal de robots.
En el Capítulo 2 adelantamos nuestra
elección por el micro 16F88 de la
firma Microchip (Figura 3). Cabe
mencionar que aunque el 16F84 es
el micro más difundido de esta em-presa,
hemos decidido dar un paso
adelante por dos razones: el nuevo
modelo nos da muchas prestaciones
adicionales, y todo lo desarrollado
para 16F88 que no utilicen esas
prestaciones es absolutamente com-patible
con el 16F84.
En el presente libro, en gran parte
usaremos del micro nuevo aquellas
funcionalidades que sean compati-bles
con el anterior. Pero así nos que-da
armado un controlador con am-plia
capacidad de expansión.
64

de un PIC
Como en el punto siguiente quere-mos
realizar una presentación del
16F88 y compararlo con otros mi-cros,
a continuación describiremos
un conjunto de términos necesarios
para poder comprender mejor. Los
conceptos que vamos a explicar son
fundamentales en la arquitectura y
el funcionamiento de un PIC. Si ya
tenemos experiencia, esto nos resul-tará
conocido y podremos continuar
hasta el punto siguiente.
Si no, aquí encontraremos un buen
diccionario de palabras vinculadas al
que podremos recurrir en los próxi-mos
capítulos.
• Memoria flash: es el área de alma-cenamiento
de los programas. Pue-de
ser reescrita miles de veces, lo que
presenta una gran ventaja para reu-tilizar
el controlador y para progra-mar
sin temor al error.
• RAM (Random Access Memory, me-moria
de acceso aleatorio): almace-na
todas las variables y los datos in-termedios
del programa.
• EEPROM (Electrically-Erasable
El cerebro
Programmable Read-Only Memory,
ROM que se puede programar y
borrar eléctricamente): en esta me-moria
se almacenan los datos que
deben conservarse aun cuando ha-ya
pérdida de energía. Puede ser
reescrita en más oportunidades
que la memoria flash.
• I/O Ports (Input/Output Ports,
puertos de entrada/salida): es la
comunicación del PIC con el
mundo que lo rodea. Desde allí
podrá enviar señales a la electróni-ca
externa y recibir datos de ésta.
• Timers (temporizadores): en ge-neral,
todos los PICs poseen hasta
tres temporizadores, con diversas
capacidades y funciones. Se utili-zan
como contadores, relojes y ge-neradores
de interrupciones.
• USART (Universal Synchronous
Asynchronous Receiver Transmitter,
transmisor y receptor sincrónico y
asincrónico universal): módulo
que presentan los PIC que nos
brindan un puerto serie.
• CCP (Capture/Compare/PWM, Cap-tura/
Comparación/Modulación
por ancho de pulso): este módulo
tiene tres modos de comparación.
❘❘❘
MODULACIÓN POR ANCHO DE PULSO
La modulación por ancho de pulso (PWM, Pulse With Modulation) se utiliza para de-terminar
la velocidad de giro de los motores eléctricos. En el pulso tenemos un mo-mento
alto (con corriente) y un momento bajo (sin corriente). Según la longitud de
65
estos pulsos, logramos la velocidad de nuestro motor.

Figura 4. Otros modelos de PIC
vinculados al 16F84 y el 16F88.
En el primer caso (Capture) nos
permite capturar el tiempo de un
evento. En el segundo (Compare)
genera una salida cuando el timer 1
alcanza un valor. El último nos
brinda una salida de 10 bits de re-solución
sin consumo de ciclos con
una determinada frecuencia, confi-gurada
por el timer 2.
• Comparador: es un módulo que
brinda dos comparadores analógicos,
de manera tal que las entradas analó-gicas
o digitales se puedan comparar
con los voltajes de referencia.
• ICSP (In Circuit Serial Program-ming,
programación en circuito):
los PICs se pueden programar sin
tener que sacarlos del controlador,
conectándolos con el programador
mediante un cable especial que des-cribiremos
más adelante.
Características del PIC16F88
El PIC16F88 es un salto importan-te
con respecto al PIC16F84, una
suerte de hermano mayor más avan-zado.
En realidad, es un reemplazo
de los 16F87X, que mantiene com-patibilidad
con sus antecesores para
hacer más sencilla la migración. Tie-ne
35 instrucciones de una sola pa-labra,
de 200 nanosegundos de eje-cución.
Además, cuenta con un os-cilador
interno de 8MHz, 256 bytes
de memoria EEPROM, 368 bytes
de RAM y 4 Kb de memoria flash.
Viene con un USART, un puerto se-rie
sincrónico, tres timers, un mó-dulo
CCP y un comparador. Para los
sensores disponemos de siete canales
❘❘❘
Existen diferentes propuestas de emulación del procesamiento de nuestro cerebro.
Entre otras, las redes neuronales son un sistema de interconexión de nodos que si-mulan
66
REDES NEURONALES
neuronas que puede implementarse por hardware o por software. Estas neu-ronas
reciben diversas entradas de información y mediante un conjunto de funcio-nes
determinan la salida de la neurona. El arquitecto de la red define su estructu-ra
y luego, mediante un sistema de aprendizaje, entrena a la red para los datos que
luego deberá procesar. Luego del aprendizaje, la red es capaz de interpretar los da-tos
de entrada y brindar una salida acorde.

de entrada con conversor analógico
digital. Su consumo es muy bajo,
para suerte de nuestras baterías
(aunque los motores serán nuestros
enemigos en este aspecto).
Compatibilidad con el 16F84
A pesar de las grandes capacidades que
hemos mostrado del 16F88, la compa-tibilidad
con el 16F84 es muy alta, lo
que permite utilizar hardware y soft-ware
desarrollado para el micro más an-tiguo.
En primer lugar, tienen el mis-mo
pinout (asignación de los pines). El
16F88 puede ejecutar el mismo código
que el 16F84 con mínimas variantes, y
se puede programar con el mismo
hardware. Es decir, si tenemos un ro-bot
con un 16F84, es posible que po-damos
hacerlo funcionar con el 16F88,
¡y a un precio menor! Efectivamente,
El cerebro
este último modelo ha sido lanzado a
menor precio que su antecesor. Para es-ta
versión del controlador hemos ar-mado
una placa experimental en la
que no es necesario tener el 16F88 ya
que es compatible con el 16F84. Por
lo tanto, podremos usar el antiguo
micro (incluso los primeros progra-mas
estarán desarrollados para el
16F84). La necesidad del 16F88 se
hará presente a medida que avance-mos
en la utilización de sensores
analógicos, la utilización del bootloa-der
o el agregado de una interfaz se-rial
RS232, entre otras cosas.
de los motores
Para poder controlar la velocidad y la
dirección de los motores de corriente
continua, se utiliza un circuito deno-
67
CHIP INHIBIT 1
INPUT 1 2
OUPUT 1 3
GND 4
GND 5
OUTPUT 2 6
INPUT 2 7
VC 8
16 VSS
15 INPUT 4
14 OUPUT 4
13 GND
12 GND
11 OUTPUT 3
10 INPUT 3
9 CHIP INHIBIT 2
Figura 5. Esquema del integrado controlador de los motores L293D.

minado Puente H. Este curioso nom-bre
proviene de la forma en la que an-tiguamente
se posicionaban los tran-sistores
al realizar el puente. La
electrónica ha avanzado y en la actua-lidad
utilizamos integrados que nos
proporcionan esa funcionalidad, en
un espacio menor y a bajo costo. En
nuestro caso, la interfaz de potencia
se basa en el chip L293D, que cuen-ta
con diodos de protección para los
motores (Figura 5). Además, posee
cuatro drivers de potencia que nos
permiten controlar dos motores de
hasta 600 miliampers de pico (con in-versión
de giro) o cuatro motores sim-ples,
controlados por dos líneas de co-mando
de 5 V por motor conectados
directamente al micro.
Los pines 2, 7, 10 y 15 son entradas
digitales que sirven para controlar la
dirección de los motores. Los pines
CHIP INHIBIT (1 y 9) permiten
controlar la velocidad con la técnica
PWM ya mencionada. Los motores
se conectan a 3, 6, 11 y 14. VSS
(voltaje lógico) es la que alimentará
o dará potencia al motor.
del controlador
La mayoría de los componentes que
vamos a utilizar (Tabla 1) se puede
conseguir en cualquier negocio de
electrónica, y se puede reemplazar
por otros de valores aproximados.
Los elementos más costosos son los
dos procesadores, el 16F84 ó 16F88
y el L293D. Otro componente de
costo alto es la batería recargable de
9 V, de la cual hablaremos más ade-lante.
Para poder conectar todos estos
IDENTIFICADOR VALOR
C1 100uF / 50V
C2 .1uF
C3 .1uF
C4 47uF / 25V
C5 .1uf
C6 .1uf
C7 22p
C8 22p
D1 DIODE
IC1 16F88
IC3 L78L05
IC4 L293D
ISCP Programador Conector 5 pines
J3 Bornera 3
L1 LED Verde
L2 LED Rojo
Motor1 Bornera 2
Motor2 Bornera 2
POWER Bornera 2
R1 390
R2 390
R3 1K
R4 1K
R5 10K
Reset Microswitch
Sensor1 Microswitch
Sensor2 Microswitch
XTAL 4Mhz 4Mhz
Tabla 1. Lista de componentes.
68

componentes, podemos usar una
protoboard (Figura 6) o directamente
armar el circuito en una plaqueta ex-perimental.
En el primer caso, el ta-maño
de nuestro controlador será
incómodo para montarlo sobre el ro-bot,
pero puede ser útil para realizar
un primer prototipo de prueba. Una
vez que tengamos todo en funciona-miento,
podemos pasar nuestro desa-rrollo
a una placa experimental.
Descripción del circuito
El circuito es muy sencillo (Figura 7).
Consta de una fuente de alimenta-ción
regulada, basada en un 7805
que nos permite obtener a la salida
una tensión estable de 5 V para ali-mentar
a los circuitos integrados, in-dependientemente
de que la tensión
de entrada esté entre 7 V y 12 V. El
El cerebro
69
Figura 6. Protoboard de buen
tamaño que nos permite armar
el circuito sin usar soldaduras.
Figura 7. Esquema del circuito del controlador de nuestro robot.

diodo D1 permite tener una protec-ción
contra la inversión accidental
de la tensión de alimentación. Los
electrolíticos y condensadores cerá-micos
actúan de filtros y el led L1
sólo nos sirve para indicar que el cir-cuito
se encuentra alimentado.
El ISCP es un conector para la pro-gramación
del micro, que cuenta
con un cristal oscilador (XTAL) de
4Mhz (lo podemos evitar en el caso
del 16F88 gracias a que contiene un
oscilador interno, pero ya que es de
bajo costo y más preciso, preferimos
mantenerlo en el esquema), y un
pulsador de reset para bloqueos o
reinicialización del sistema. El led
L2 se utiliza para monitorear los di-ferentes
ciclos del programa (lo po-dremos
usar para depuración y tes-teos)
y está controlado por RB3. Las
entradas RA3 y RA4 permiten sen-sar
los dos switch (llaves) que indi-can
cuándo nuestro robot colisiona
con algún objeto. Se encuentran co-nectadas
al positivo mediante dos
resistencias R3 y R4 de 1K, que nos
sirven de pullup para disminuir el
disparo por ruido eléctrico que pro-viene
de los motores.
Por su parte, RB1, RB2, RB4 y RB5
se utilizan para controlar dos moto-res
de corriente continua de 12 V y
300 miliamperes. RB6 y RB7 están
destinados al programador.
Además de esto, nos quedan libres 4
pines (RB0, RA0, RA1, RA2) que
podemos utilizar para propósitos di-versos
y la posibilidad de utilizar los
del cristal o de conmutar los de pro-gramación,
entre otras modificacio-nes
posibles.
70
Batería 9 V
Fuente
Regulada 5 V
Driver H
Controlador
Sensor 2 Sensor 1
Motor 1
Motor 2
L 2
Figura 8. En esta figura podemos observar los bloques
lógicos que componen nuestro controlador.

Placa experimental
A modo de ejemplo, en la Figura 9
mostramos la placa experimental bá-sica
realizada para las pruebas preli-minares,
en donde puede observarse
el regulador 7805, los integrados
16F84 y L293D y, en la parte inferior
a la izquierda y debajo del 16F84, la
salida para el programador ICSP.
El programador
Cuando diseñamos el controlador del
robot, uno de los objetivos fundamen-tales
fue que pudiera ser programado
de diversas maneras según el propósi-to
final del robot. De esta forma, po-demos
reutilizar nuestro controlador
en la misma estructura mecánica o en
otras, con otros sensores, motores,
etcétera. Por eso, nos decidimos a tra-bajar
con el PIC y no con el PICAXE
(Figura 10), a pesar de que éste último
también es una opción. El PICAXE es
un micro que ya tiene grabado un pe-queño
firmware, algo así como un sis-tema
operativo mínimo, que permite
cargarle nuestro programa por el puer-to
serie del computador. Es una buena
ayuda porque nos evitamos la cons-trucción
del programador. El proble-ma
es que si utilizamos un PICAXE
dependemos totalmente de este
firmware y si por cualquier proble-ma
eléctrico se desprogramara el mi-cro,
estaríamos en problemas.
La única solución sería comprar un
nuevo PICAXE o grabarle el firmware
El cerebro
de nuevo, para lo cual se necesita ¡un
programador! Por lo tanto, tarde o tem-prano,
este recurso nos es indispensa-ble,
y ya que compramos componentes
y hacemos circuitos, agregamos el pro-gramador
para quedarnos tranquilos.
Además, si alguna vez queremos cam-biar
de micro, cargar un firmware de-sarrollado
por otro o por nosotros, u
otra variante, podremos hacerlo con
nuestro programador sin problemas.
Nuestro programador
En Internet podemos encontrar un
mundo de aficionados y profesionales
que desarrollan sus actividades con
PIC. Por esa razón, la oferta de pro-gramadores
es amplia y si lo deseamos,
71
Figura 9. Visión final del controlador
desarrollado sobre una placa
experimental.
Figura 10.
Picaxe 8, la
versión más
pequeña de la
línea PICAXE.

72
Figura 11. Pantalla principal del WinPic800, configurada para el 16F88.
Figura 12. Esquema del programador GTP LITE.

podemos comprar un programador en
algún negocio de electrónica. Pero pa-ra
cumplir nuestra promesa de que el
robot será completamente artesanal,
presentamos el programador GTP Li-te.
Este programador fue diseñado por
Jaime Fernández-Caro Belmonte de
HobbyPic (www.hobbypic.com). Está
basado en un desarrollo anterior del
grupo Todopic (www.todopic.com.
ar) llamado GTP (Grabador TodoPic).
Para realizar la grabación de lo que pro-gramamos
en nuestra PC hacia el mi-cro,
utilizaremos el soft WinPic800
(www.winpic800.com), que nos per-mite
acceder a muchos micros distin-tos
(Figura 11). Más adelante, nos ex-tenderemos
en el uso de este software
para bajar nuestros programas al con-trolador.
Con respecto a los programa-dores,
existen otros modelos como el
GTP-USB, pero elegimos el mencio-nado
por una cuestión de costos.
El GTP Lite (Figura 12) es un grabador
ICSP para PICs y memorias que uti-liza
un puerto paralelo y alimentación
externa. Con él se pueden grabar los
PICs que soporten el modo de graba-ción
ICSP y que se encuentren en el
El cerebro
73
▲
OTROS PROGRAMADORES
Figura 13. En esta imagen podemos
ver el board del GTP LITE.
Figura 14. Programador GTP LITE
terminado, visto desde arriba.
Uno de los programadores más populares del momento es el GTP USB Lite que, como
su nombre lo indica, nos permite programar mediante la utilización del puerto USB.
Podemos encontrar la información para diseñarlo en www.todopic.com.ar/foros/
index.php?topic=1716.0. En el siguiente foro podremos encontrar toda la información
sobre diversos grabadores de PICs: www.todopic.com.ar/foros/index.php?board=7.0.

nuestra placa programadora y enviar-le
el programa desde la PC con un
software de grabación de PIC, como
el Winpic800. Pero en nuestro robot
presentamos otra variante. La progra-mación
en circuito ICSP (In circuit se-rial
programming, programación en
circuito) es ideal para trabajar con pro-totipos,
ya que de manera rápida po-dremos
programar nuestro robot sin
necesidad de sacar el microprocesador
cada vez que cambiemos el programa.
Esta programación se basa en utilizar
los mismos pines que usa el progra-mador
para la programación directa,
pero con un circuito muy simple que
permite programar el integrado direc-tamente
en nuestra placa controlado-ra.
Para esto será necesario un conec-tor
especial que posee la placa del pro-gramador
con salida para ICSP. De es-ta
manera, si conectamos el programa-dor
a nuestro controlador por este co-nector,
el mismo programa Win-pic800
podrá grabar el 16F88 sin te-ner
que desarmar nuestro robot. Co-mo
dijimos, esto es muy práctico por-que
al ser un robot experimental, car-garemos
muchos programas y haremos
WinPIC800. La forma más tradicio-nal
de grabar el programa en el micro
es poner el integrado en el zócalo de
IDENTIFICADOR VALOR
C1 100uF/63v
C2 100nF
C3 100nF
D1 Verde
D2 Rojo
D3 1N4007
D4 1N4007
D5 1N4007
IC1 78L05
IC2 78L12
J1 CONN DB25M
PD1 Diodo Puente 1A
Q1 BC558B
RG1 ICSP
RG2 15VAC
R1 1k
R3 1k
R5 1k
R2 4.7k
R8 4.7k
R4 1.5k
U1 74LS04
Tabla 2. Lista de componentes
del programador.
PIN DESCRIPCIÓN FUNCIÓN TIPO DESCRIPCIÓN
12 RB6 Clock E Pulsos de reloj
13 RB7 Data E/S E/S de datos
4 MCLR Vtest MODE Selección de modo
5 VSS Vss P Masa (Gnd)
74
Tabla 3. Pines del cable para conectar el programador a la controladora.

pruebas con él en forma constante. En
la Tabla 2 describimos la lista de com-ponentes
del programador. Para co-nectar
el programador a nuestra con-troladora,
será necesario fabricar un ca-ble
(podemos utilizar alguno de los ca-bles
planos que nos sobran de una PC
antigua) con los pines de la Tabla 3. Re-comendamos
que el cable no supere
Figura 15. El mismo
programador, con
una toma desde la
parte inferior.
El cerebro
los 70 centímetros de longitud. No
necesitaremos 5 V ya que usamos
masa común entre el programador y
la controladora, con la única condi-ción
de que nuestro robot deberá es-tar
encendido al momento de pro-gramarlo.
Este cable es el que conec-tará
nuestra controladora al conector
que tenemos debajo del micro.
75
… RESUMEN
Hemos llegado al punto de poner manos a la obra. En este capítulo, conocimos to-dos
los detalles de nuestro controlador y el programador correspondiente. Final-mente,
nos decidimos por el micro PIC16F88 de la firma Microchip, en especial por
su bajo costo, su buena performance, la compatibilidad con el PIC16F84 y por la po-sibilidad
de programarlo en circuito, sin necesidad de sacarlo de nuestro controla-dor.
Para poder realizar esto, construimos un programador conocido como GTP-LITE,
de uso muy difundido entre los usuarios de PIC, y de bajo costo. Para poder re-alizar
la programación, utilizaremos el software Winpic800, que nos permite pro-gramar
diversos modelos de PICs y de otros tipos de micros.

✔
1 ¿Cuáles fueron los tipos de control que
76
tuvieron los robots a lo largo de la his-toria?
2 ¿Cuáles son, esencialmente, los com-ponentes
de nuestro robot?
3 ¿Qué objetivos tendrá nuestro contro-lador?
4 ¿Cuáles son los tipos de memorias que
podemos encontrar en un PIC?
5 ¿Qué es el USART?
6 ¿Qué significa ICSP y qué ventajas pre-senta?
7 ¿Por qué elegimos el microcontrola-dor
PIC16F88?
8 ¿En qué aspectos es compatible el
16F88 con el 16F84?
9 ¿Qué es un puente H? ¿Con qué inte-grado
lo implementamos?
10 ¿Por qué no usamos el PICAXE?
ACTIVIDADES

Robótica
Comida
de robots
Capítulo 4
Hemos visto maravillas en el aumento
de la potencia de los procesadores,
en la mejora de la calidad de los
materiales y en la reducción de los costos
de todos estos componentes. Pero
lamentablemente hay un punto en el que
aún no hemos hecho grandes progresos:
la energía portátil. En este capítulo
presentaremos los diferentes tipos de
baterías para utilizar en nuestro robot.
La fuente de energía 78
Características de las celdas
de las baterías 79
Tipos de baterías 81
Calidad de las baterías 86
Cargadores 87
las baterías duren más 89
Resumen 91
Actividades 92

LA FUENTE DE ENERGÍA
Volvamos a nuestros sueños de robots.
Soñamos con un robot veloz, ágil, y
que recorra el universo sin desgaste.
Soñamos con un robot poderoso, con
alta tracción que le permita subir los
caminos más inhóspitos. Soñamos
con un robot de mucha autonomía,
que pueda dar varias vueltas al uni-verso
sin necesidad de pasar por el en-chufe.
Soñamos con la máquina de
movimiento perpetuo, y no somos los
primeros. Desde que construimos
nuestros primeros mecanismos autó-nomos
con desplazamiento, hemos
buscado la piedra filosofal de la
energía: carbón, petróleo, electrici-dad,
biocombustibles, baterías, hidró-geno,
energía nuclear, etcétera. Mucha
agua ha pasado debajo del puente y sin
embargo, la ecuación que planteamos
al comienzo es irresoluble: si aumen-tamos
la autonomía, necesitamos
mayor tamaño y peso, y por lo tan-to,
mayor consumo. Si queremos ma-yor
potencia, también consumimos
las cargas más rápidamente. Por aho-ra,
nos tendremos que arreglar con lo
que tenemos a nuestro alcance para
darle energía a nuestro robot, y esto es
lo que presentaremos en este capítulo.
4. COMIDA DE ROBOTS
78
Figura 1. Aibo, el perro robot
de Sony, con un juguete que
podría ser su comida simbólica.

Características
de las celdas de las baterías
En el caso de los robots pequeños, la
obtención de energía por sistemas de
combustión o la energía nuclear
constituyen un sistema un poco des-proporcionado.
Es por eso que nos
inclinamos por las baterías com-puestas
por una o más celdas, con
determinadas características que las
hacen convenientes o no según el
proyecto en el que trabajemos. Por
esa razón, antes de analizar los tipos
de baterías, haremos una breve pre-sentación
de los conceptos funda-mentales
que las distinguen.
Voltaje
Todas las celdas que presentaremos
utilizan procesos químicos para la li-beración
de energía. El tipo de mate-rial
utilizado para esa reacción es el
que determinará el voltaje produci-do.
Pero mientras se descarga, el vol-taje
puede variar. Es por esto que apa-rece
el concepto de voltaje nominal,
que indica el valor más estable en el
que permanecerá una batería cuando
se descargue. Puede ocurrir que ape-nas
La fuente de energía
empiece a descargarse la batería,
su voltaje nominal comience a bajar,
o que se mantenga durante un tiem-po
para luego descender más brusca-mente
sus valores. Consideraremos
que la batería está descargada cuando
el voltaje disminuye alrededor del
20% de su valor nominal.
Por ejemplo, las baterías de autos
tienen seis celdas de plomo ácido,
cada una con un voltaje nominal de
2 voltios, y así nos proveen de 12
voltios nominales finales.
De todas formas, es posible que nues-tro
robot pueda funcionar con un
voltaje menor al 80% del valor no-minal.
Esto dependerá esencialmen-te
de los motores que utilicemos.
Capacidad
En general, cuanto más grande es la
batería, mayor capacidad posee (es
más pesada, pero nada es perfecto).
Se mide en Ampere/hora (A/h) o
miliampere/hora (mA/h) y se re-presenta
con la letra C. Por ejemplo,
si en la batería aparece C=250, esto
nos indica que puede suministrar
250 mA durante una hora, ó 125
❘❘❘
VITRIFICACIÓN DE PILAS
Una propuesta para el procesamiento de las pilas desechadas es lo que se conoce como
vitrificación. Una vez eliminados, mediante calor, todos sus elementos combustibles, se
separan los metales y los electrodos internos, y los químicos tóxicos se convierten en óxi-do,
en forma de polvo. Este polvo se mezcla con vidrio, lo que permite un desecho que, de
79
1000 a 2000 años, comenzará a incorporarse en forma gradual a la biósfera.

Figura 2. Una muestra de todos los tamaños clásicos de las baterías recargables.
mA durante dos horas, etcétera, an-tes
de que caiga su voltaje.
Densidad de energía
Éste es uno de los puntos más im-portantes
de análisis en los robots
móviles autónomos. Con la densidad
de energía representamos la relación
de la capacidad por unidad de vo-lumen.
En nuestro caso, necesitamos
la mayor relación posible, para lograr
mayor autonomía y potencia. Pero
seguramente, aparecerá algún otro
problema, como los costos.
Curva de descarga
Es la curva que nos indica el voltaje de
la batería en relación con el tiempo de
consumo. En general, si la curva es
plana, la batería baja su voltaje de gol-pe,
lo que en general es bueno (man-tenemos
la performance de los robots
pareja durante largo tiempo), pero pe-ligroso
en los casos de los robots acuá-ticos.
Cuando la curva tiene un des-censo
parejo, muchas veces nos en-contramos
rápidamente con dificulta-des
para determinar un comporta-miento
consistente en el robot. En ese
caso, nos es imprescindible modificar
el accionar de nuestro robot median-te
la lectura de sensores, y no debemos
confiar en los valores absolutos.
Resistencia interna
Todo generador de energía eléctrica
también se comporta como un con-ductor
y, por lo tanto, ofrece cierta
resistencia al pasaje de corriente. A es-to
se lo llama resistencia interna. Por
ejemplo, es una gran ventaja que las
baterías de auto tengan baja resisten-cia,
dado que necesitamos mucha co-rriente
de golpe para encender el mo-tor.
En nuestro caso, las baterías con
baja resistencia interna pueden ser pe-
4. COMIDA DE ROBOTS
80

ligrosas porque ante un corto entre-gan
mucha corriente, aumentan el ca-lor
de la batería y pueden ocasionar-les
problemas a nuestros circuitos y,
en casos extremos, una explosión. A
medida que las celdas se desgastan, la
resistencia interna crece, y por lo tan-to,
la tensión disminuye.
Capacidad de recarga
Otra característica fundamental de
nuestras baterías es si son recargables
o no, y cuántas veces se pueden re-cargar.
Dado que las baterías son
muy contaminantes, esta caracterís-tica
no sólo es una cuestión de cos-tos,
sino que también nos propone
una actitud ecológica que considera-remos
más adelante. Lamentable-mente,
las baterías con mayor densi-dad
de energía no son recargables.
Efecto memoria
Es un término vinculado específica-mente
a las baterías de Níquel cadmio.
Cuando una batería de este tipo no se
descarga en forma completa antes de
ser recargada, tiende a recordar este ni-vel
de descarga como el nivel 0. Por lo
tanto, la próxima vez considerará que
está descargada cuando llegue a este
punto. Aunque no hay una postura de-finida
sobre este concepto, siempre se
aconseja que, antes de recargar estas ba-terías,
se las descargue por completo.
Costo
Y por último, nos encontramos con el
factor común de todos los análisis: el
costo. La relación entre la calidad de
las baterías y el precio es directamente
proporcional. Por suerte, la aparición
de las cámaras digitales, los reproduc-tores
portátiles, los celulares y otros
dispositivos que consumen baterías a
granel, ha masificado la producción de
éstas, y hoy encontramos en el merca-do
una gran variedad de calidad y pre-cio
para nuestras necesidades.
Antes de empezar a realizar una
comparación con respecto a estos
conceptos presentados, vamos a des-cribir
los tipos de baterías que po-demos
utilizar en nuestros robots.
Tipos de baterías
A continuación haremos un recorrido
por los diversos tipos de baterías que
❘❘❘
Como si no tuviéramos suficiente con la falsificación de baterías, también debemos
tener cuidado con los cargadores, que no siempre son originales. En general, son
muy parecidos y la diferencia está dada por el embalaje. Para protegernos, pode-mos
consultar guías de compras que se brindan en los sitios de compra por Inter-net,
o dirigirnos a los comercios de prestigio de nuestra zona.
81
LOS CARGADORES TAMBIÉN SE FALSIFICAN

tenemos para poder alimentar un ro-bot,
y veremos sus ventajas y desven-tajas.
Por último, definiremos un con-junto
de elecciones posibles para
nuestro modelo en particular.
Batería de Iones de Litio (Li-Ion)
Estas baterías aparecieron reciente-mente
y se utilizan mucho en los celu-lares
(Figura 3). Poseen una elevada den-sidad
de energía y, en general, se pre-sentan
en placas rectangulares de me-nos
de 5mm de espesor. Tienen un vol-taje
de 3,7 V, y carecen de efecto me-moria.
La tasa de autodescarga es baja,
con lo cual podemos sacarla del robot
y guardarla aparte, y así se pierde sólo
un 6% de su carga cada mes. La curva
de descarga es lineal, con las ventajas y
desventajas que presentamos antes.
Con respecto a su vida útil, indepen-dientemente
del uso que hagamos de
ella, su duración es de tres años.
A pesar de todas las recomendaciones
que nos dan al comprar celulares, no es
necesario cargarla durante 12 horas en
su primera carga. De hecho, las baterías
más nuevas no necesitan más que 8 ho-ras
para cargarse completamente. Tam-poco
es real que los primeros ciclos de
carga y descarga deben ser completos.
Descargar en forma completa antes de
cargarla puede ocasionar un mecanis-mo
de bloqueo en sus circuitos. Siem-pre
es preferible cargar la batería cuan-do
la capacidad sea parcial.
A pesar de que aún son caras, el uso
masivo en los celulares ha permitido
que estén a nuestro alcance para ali-mentar
a nuestro robot.
4. COMIDA DE ROBOTS
82
Figura 3. En esta imagen podemos ver baterías de Iones de Litio.

Baterías de Níquel Cadmio (Ni-Cd)
Fueron las primeras baterías recarga-bles
que usamos en nuestros disposi-tivos
(Figura 4). Su uso ha disminui-do
a favor de las baterías de Níquel
Metal (Ni/Mh), principalmente por
su efecto memoria y por la contami-nación
que produce el cadmio.
Una ventaja que poseen es la cantidad
de ciclos de carga, que ronda los
1.500 ciclos. Otra característica posi-tiva
es el costo, que ronda en la cuar-ta
parte de las de Ni/Mh, aunque es-ta
diferencia se reduce día a día.
Baterías de Níquel Metal (Ni/Mh)
Son las baterías de moda en este mo-mento
(Figura 6). Tienen un 40% más
de capacidad que las de Ni-Cd.
Además, poseen baja resistencia in-terna,
lo que permite una carga más
rápida y una baja tasa de autodescar-ga.
El problema es que luego de los
300 ciclos, su capacidad cae drástica-mente,
y luego de los 600 la resisten-cia
interna aumenta en forma tan
abrupta que se considera que el lími-te
de los ciclos de carga es cercano a
500. Sin embargo, al tener mayor ca-pacidad
y no sufrir de efecto memo-
Figura 6.
Baterías AA de
Níquel Metal
de 2500 mAh.
83
❘❘❘
Figura 4. Batería de Niquel Cadmio
para luces de emergencia.
Figura 5. Pequeñas baterías
recargables de Ni/Mh y Ni-Cd.
BATERÍAS DE POLÍMERO DE LITIO
Las baterías de polímero de litio son muy parecidas a las de litio que ya describi-mos,
pero se pueden producir en láminas de un milímetro de espesor y poseen un
ciclo de carga y descarga más prolongado, por lo que se obtiene una batería más
pequeña, más liviana y de mayor capacidad.

Figura 7. Una UPS alimentada
por una batería de plomo-ácido.
Figura 8. Batería recargable
de gel de 12 V.
ria, la cantidad de ciclos necesaria es
menor. Otra ventaja es que son más
ecológicas que las de Ni-Cd.
Baterías de Plomo–ácido
Son las baterías que podemos encon-trar
en nuestros vehículos (Figura 7).
Están compuestas por celdas de 2 V,
en general agrupadas en múltiplos de
3 (lo que brinda múltiplos de 6 V).
Tienen un depósito de ácido sulfúrico
donde se insertan unas placas de plo-mo.
Cuando las celdas están cargadas,
los electrodos son de plomo metálico
y óxido de plomo, sumergidos en el
ácido sulfúrico (diluido en agua).
En el proceso de liberación de
energía, ambos electrodos se convier-ten
en sulfato de plomo y disminuyen
así la presencia del ácido en el agua.
En la carga, en el polo negativo el sul-fato
de plomo vuelve a convertirse en
plomo metálico, mientras que en el
positivo se forma óxido de plomo, y
aumenta la presencia de ácido sulfú-rico
en el electrolito. Tienen una gran
capacidad de corriente con una baja
resistencia interna, lo que las hace es-pecialmente
útiles para los motores de
arranque. Son económicas pero de
gran peso, lo que no las hace reco-mendables
para los robots autónomos
de tamaño mediano o pequeño.
4. COMIDA DE ROBOTS
▲
EN EUROPA NO SE CONSIGUE
En Latinoamérica también tenemos desarrollo e investigación relacionados con las cel-das
84
de combustible. Lo curioso es que uno de los grupos dedicados a este tema surge
de un colegio de nivel medio. Allí desarrollaron una celda electroquímica circular para
generar hidrógeno y oxígeno que alimentan una celda combustible, que será uno de sus
próximos proyectos. Más información en http://electrolizadoro7.110mb.com.

Baterías de gel
Esencialmente, son una modificación
de las baterías de plomo-ácido, donde
se le añade un agente gelificante al elec-trolito
para disminuir su movimiento
dentro de la carcasa (Figura 8). Además,
presentan un mecanismo por el cual
los gases internos no se liberan al exte-rior,
sino que se recombinan con el
agua de la batería. De esta manera,
están selladas y pueden estar orienta-das
en cualquier dirección. Para su re-carga,
se recomienda utilizar un carga-dor
de baterías especial de cuatro eta-pas,
dado que en este proceso puede
desprender gases o reducir su vida útil.
Tienen una autodescarga muy baja y
su carga útil dura hasta casi medio año.
Celdas de combustible
Es un dispositivo electroquímico si-milar
a una batería, pero se reabastece
a partir de una fuente externa de com-bustible
y oxígeno. Por otra parte, los
electrodos no se modifican como en
una batería convencional, sino que se
mantienen estables. En el caso clásico
de una celda de hidrógeno, los reacti-vos
que se utilizan son hidrógeno en
el lado del ánodo y oxígeno en el cá-todo.
Al generar electricidad, el dese-cho
resultante es agua y calor, con lo
cual la contaminación producida por
estas celdas es mínima. Aunque aún
son muy costosas, en los últimos cin-co
años han bajado 25 veces su precio.
Quedan como una buena propuesta
para seguir atentamente en el futuro.
En la Tabla 1 presentamos una tabla
comparativa entre las baterías que po-demos
encontrar en el mercado. En
ella, podemos ver todas sus carac-terísticas
en forma más sencilla.
Nuestra elección
Como vemos, tenemos muchas va-riantes
al momento de elegir la fuen-te
de energía de nuestros robots. Pa-ra
hacer nuestra elección, tuvimos
en mente los siguientes aspectos:
• Costo.
• Capacidad de recarga.
• Masividad de uso (es decir, que pue-dan
usarse en otros dispositivos).
85
TIPO VOLTAJE DENSIDAD RESISTENCIA CAPACIDAD COSTO
POR CELDA DE ENERGÍA INTERNA DE RECARGA
Pila carbón zinc 1,5 V Baja Alta No Muy bajo
Pila alcalina 1,5V Alta Alta No Moderado
Li-Ion 3,7V Alta Media Sí Alto
Ni-Cd 1,2V Moderada Baja Sí Moderado
Ni/Mh 1,2V Alta Baja Sí Moderado
Plomo ácido 2,0V Moderada Muy baja Sí Bajo
Tabla 1. Tabla comparativa entre las baterías más comunes.

• Densidad de energía.
• Peso.
Antes de presentar nuestra elección,
queremos aclarar que cualquier fuen-te
de corriente continua entre 9 V y
12 V es perfectamente utilizable en
nuestro diseño. Por lo tanto, no es ne-cesario
comprar lo mismo que men-cionamos
aquí, ya que podemos reu-tilizar
baterías que tengamos en nues-tro
hogar. Por otro lado, en los mo-mentos
en los que realizamos pruebas
con nuestra computadora, podemos
conectar una fuente de corriente con-tinua
de 12 V para no consumir la
energía de nuestras baterías.
En nuestro caso, hemos elegido las pi-las
AA de Ni/Mh de 2.500 mA/H,
porque son las que presentan la mejor
combinación de las características que
hemos usado para nuestro análisis. Da-do
que proporcionan 1,25 V, usaremos
un pack de 8 a 12 pilas para alimen-tar
a nuestro robot. Para ello, podemos
adquirir 2 ó 3 portapilas de 4 pilas ca-da
uno. En el capítulo en el que haga-mos
el montaje, vamos a ver cómo los
ubicamos, pero antes de eso, los co-nectaremos
con nuestro controlador
para comenzar las primeras pruebas.
Calidad de las baterías
Un factor fundamental en el éxito de
nuestra fuente de energía es su cali-dad.
Es tan masivo el uso de las pi-las
recargables, que podemos encon-trar
ofertas muy diversas a la hora de
comprarlas. En un documento reali-zado
para su tienda de Ebay, Javier
Martínez nos da algunas recomen-daciones
muy interesantes que pre-sentamos
a continuación.
En general, las pilas más económicas
no brindan información real con
respecto a su capacidad. La manera
de comprobar esto es utilizar algún
cargador con medidor de capacidad,
pero en general son muy costosos,
además de que no pueden realizar la
medición en forma instantánea.
Una segunda opción, inmediata y
económica, es ¡pesar las pilas! Efec-tivamente,
dado que la capacidad
está relacionada con los componen-tes
internos de la pila, una pila con
mayor capacidad debe ser más pesa-da.
En la próxima página vemos la
Tabla 2, creada por Javier, con testeos
que ha realizado con diversas pilas
de Ni/Mh. En todos los casos, las pi-las
medidas son AA. Lamentable-mente,
otro problema que tenemos es
4. COMIDA DE ROBOTS
Figura 9. Portapilas para 8 pilas AA.
86

que también se comercializan pilas de
marcas conocidas que, en realidad,
son imitaciones. Para detectarlas, la
variable peso también es útil. Por otro
lado, es importante mencionar que las
marcas Sony y Panasonic no han pro-ducido
pilas de más de 2700 mAh. Po-demos
consultar varias páginas web
que nos alertan, mes a mes, sobre las
falsificaciones que aparecen en el mer-cado
(Figura 10).
Cargadores
El cargador de baterías es un dispositi-vo
que permite recargar baterías ap-tas
para tal fin, y fuerza el ingreso de
corriente eléctrica dentro de ellas. El
cargador más sencillo (Figura 11) es
CAPACIDAD EN MAH PESO EN GRAMOS
1700 – 1800 27
1800 – 2000 27,5
2000 – 2200 28
2200 – 2300 29
2300 – 2600 30
2600 – 2800 31
2950 33
Tabla 2. Relación entre el peso
y la capacidad de las pilas AA.
aquel que introduce una corriente con-tinua
en la batería que debe ser carga-da
sin modificar la corriente según el
tiempo o la carga producida hasta el
momento. Es económico, pero el re-sultado
deja bastante que desear. En
general, son de carga lenta para evitar
87
Figura 10. En el sitio de MercadoLibre podemos encontrar
guías especiales para detectar falsificaciones.

el deterioro de las baterías. De todas
formas, si las dejamos mayor tiempo
que el indicado, podemos debilitar-las
o deteriorarlas por sobrecarga.
Un modelo algo más complejo es
aquel que detiene su carga luego de un
tiempo predefinido. Se utilizaron mu-cho
con las baterías de Ni-Cd a fines
de la década del 90. Frecuentemente,
se comercializa el pack de baterías jun-to
al cargador, que viene configurado
con el tiempo acorde para las baterías
asociadas. Si utilizamos otro tipo de
baterías, corremos riesgos de sobrecar-ga
si son de menor capacidad o de car-ga
parcial en el caso contrario.
También podemos contar con carga-dores
inteligentes (Figura 12), donde el
dispositivo monitorea en forma cons-tante
el voltaje de la batería, su tempe-ratura
o el tiempo de carga, y determi-na
el momento de corte óptimo para
cada caso en particular. Para las baterías
de Ni-Cd y Ni/Mh, el voltaje sobre la
batería crece en forma lenta durante el
proceso de carga, y decrece cuando
están llenas. Esto le indica al cargador
que han llegado a su punto máximo de
carga. Sin embargo, monitorear la
temperatura nos asegura no tener
ningún tipo de problemas con las ba-terías
que se encuentren en corto. En
estos cargadores, es ideal que las ba-terías
no se ubiquen en serie, sino de
forma independiente, para que el mo-nitoreo
sea específico en cada unidad.
Los cargadores rápidos de buena cali-
4. COMIDA DE ROBOTS
88
Figura 11.
Cargador
de baterías
tradicional.
Figura 12.
Cargador
inteligente
para baterías
de diferentes
capacidades.

dad, específicos para un modelo de ba-tería,
usan circuitos de control interno
de las baterías que permiten acelerar el
proceso de carga. Muchos de ellos in-cluyen
un sistema de ventilación para
impedir el sobrecalentamiento. De to-das
formas, cuando se utilizan con ba-terías
de otras marcas, realizan una car-ga
normal. Si el cargador rápido no uti-liza
este sistema de control interno,
puede dañar las baterías. Existen algu-nos
cargadores especiales que pueden
realizar esta carga rápida sobre cual-quier
batería, pero son de marcas reco-nocidas
y su precio es elevado.
Como novedad, han comenzado a
aparecer cargadores que utilizan el
puerto USB de la computadora para
evitar la necesidad de otro enchufe (Fi-gura
14). Incluso hay pilas que tienen
un adaptador USB para conectarlas
directamente a nuestra PC. Si perte-necemos
a la clase de fanáticos que
tiene un hub USB de muchas bocas,
tal vez nos quede algún lugar para co-nectar
estos nuevos juguetes.
las baterías duren más
Todos los dispositivos que hemos
mencionado, en menor o mayor me-dida,
son contaminantes. Es por eso
que queremos ofrecer algunos con-sejos
con respecto a la forma de de-sechar
las baterías para que su poder
contaminante se reduzca. Antes que
nada, en los momentos de testeo,
Figura 13. Cargador para baterías de 9 V.
podemos usar nuestro robot conec-tado
a la corriente eléctrica. Así cui-daremos
nuestro bolsillo y nuestro
planeta. De esta forma, los ciclos de
carga de las baterías se realizarán es-pecíficamente
cuando sean necesa-rios.
Por otra parte, el uso de ba-terías
recargables (en lugar de alcali-nas,
de carbón, etcétera) ya es un
89
Figura 14. Cargadores
de baterías por USB.

4. COMIDA DE ROBOTS
Figura 15. Batería flexible, una propuesta ecológica para la generación de energía.
punto de partida muy interesante
para evitar este tipo de contamina-ción.
La solución ideal para el dese-cho
de las baterías parte de un tra-bajo
en conjunto de la sociedad, que
debe apartarlas de la basura común,
y del Estado, que debe proveer plan-tas
de reciclado donde podamos en-viar
lo que hemos apartado. El pro-ceso
de reciclado no es directamen-te
rentable, por lo que es necesario
que las empresas que realicen este
proceso pertenezcan al Estado o
estén subvencionadas por él. Hasta
❘❘❘
LO BARATO SALE CARO
El INTI (Instituto Nacional de Tecnología Industrial, de Argentina) realizó un estudio
comparativo de pilas alcalinas y de carbón, que incluía tanto las marcas reconoci-das
como las de venta callejera. Las conclusiones son que, aunque las de venta ca-llejera
sean más baratas, la duración es mucho menor, por lo que no son conve-nientes
económicamente. Además, las de carbón drenan su contenido al exterior y
son mucho más tóxicas que las de mayor valor.
90

que no se tome conciencia de este
peligro, los consejos que dan las
ONGs vinculadas a la ecología son:
• No juntar pilas porque así se con-centran
los riesgos.
• No tirar las pilas a la cloaca porque
pueden contaminar el agua.
• No quemar pilas ni baterías de
ningún tipo.
• No dejarlas en lugares a los que pue-den
acceder los niños.
• Reemplazar, en la medida de lo po-sible,
el uso de pilas por corriente
eléctrica.
91
… RESUMEN
Hay un conjunto amplio de variantes para alimentar a nuestro robot. Desde las tra-dicionales
baterías de plomo, demasiado pesadas para nuestros pequeños móviles,
hasta las nuevas celdas de combustible que no sólo aportan más capacidad, sino que
colaboran con un mundo más limpio. En particular, hemos optado por el tipo de ba-terías
que consideramos de uso más popular y más económico: las baterías de Ni/Mh.
Aunque tengamos que usar entre 8 y 10 baterías, el peso y la capacidad que tienen
serán de gran utilidad para mover a nuestro robot. Y además, probablemente no ten-gamos
que comprar un cargador, porque las cargaremos con lo que ya tenemos en
nuestra casa. Por último, no debemos olvidar el impacto de todo tipo de baterías en
nuestra biósfera. Es por eso que recomendamos el uso de una fuente para alimen-tar
a nuestro robot, y sólo en aquellos momentos en los que necesitemos indepen-dencia
de cables, utilizar las baterías.

✔
1 ¿A qué llamamos capacidad de una ba-tería?
2 ¿Qué es la densidad de energía?
3 ¿A qué se llama resistencia interna de
92
una batería?
4 ¿En qué tipo de pilas nos encontramos
con el famoso efecto memoria?
5 Realice una comparación entre las ba-terías
de Li-Ion, las de Ni-Cd y las de
Ni/Mh.
6 ¿Cuáles son las desventajas que pre-sentan
las baterías de Plomo–ácido?
7 ¿Qué son las celdas de combustible?
8 ¿Qué tipo de baterías elegimos para
nuestro proyecto y por qué?
9 ¿Qué factores podemos analizar para
determinar la autenticidad de una ba-tería?
10¿Cuáles son los factores que analizan
los cargadores inteligentes?
ACTIVIDADES

Robótica
Hablar con
nuestro robot
Capítulo 5
Cuando ya desarrollamos el controlador
y tomamos la decisión de cómo lo vamos
a alimentar, comienza el desafío de
programar el controlador. Los lenguajes
no son sencillos y necesitamos procesos
lógicos para poder expresar, en el
lenguaje del robot, lo que deseamos que
realice. En este capítulo presentaremos
los diferentes lenguajes y elegiremos uno
para explicar lo que necesitamos al
programar el comportamiento del robot.
Comunicación con el robot 94
para robots 95
PicBasic Pro 95
Compilador CCS C 97
MikroBasic 98
de mikroBasic 100
Explorador de código 103
Depurador 103
Manos a la obra 106
Elementos del léxico 108
Organización de los módulos 110
Alcance y visibilidad 111
Variables, constantes y tipos 112
Estructuras 115
Operadores 116
Sentencias 117
Resumen 123
Actividades 124

COMUNICACIÓN
CON EL ROBOT
Ya hemos logrado construir el cerebro
de nuestro robot y lo hemos dotado
de energía. Sólo nos falta encenderlo
para darle vida a nuestra criatura. Pre-sionamos
un botón y en un primer
momento, nada ocurre. Pero de pron-to,
algunos músculos tiemblan y sus
ojos se abren. ¡Hemos logrado el mi-lagro!
Sólo basta con solicitar lo que
deseamos que haga y nuestros sueños
se cumplirán. Entonces le pedimos
que nos traiga el periódico, que nos
prepare una buena cena y que luego
deje la cocina en orden. Nada ocurre.
Sigue allí, con sus lucecitas parpade-antes,
sin demostrar buena voluntad
para obedecer a nuestras órdenes. ¿No
tiene incorporadas las tres leyes de la
robótica? Tal vez fue demasiado com-plejo
el pedido. Intentamos con cosas
más sencillas: que nos traiga el con-trol
remoto, que atienda la puerta,
que saque a pasear al perro, que re-suelva
esas integrales dobles que nos
fastidian, y nuestro robot sigue allí,
sin obedecer. ¿No será que no entien-de
castellano? Probamos con inglés,
alemán, francés, aymará y, sin embar-go,
no obtenemos respuesta. Es hora
de que nos detengamos a tratar de
comprender a nuestro robot. Es hora
de que nos demos cuenta de que aún
es pequeño, y que sólo entenderá ins-trucciones
muy sencillas, instruccio-nes
de muy bajo nivel.
5. HABLAR CON NUESTRO ROBOT
94
Figura 1. Una Sinclair Spectrum que, con 48 Kb de RAM, desafiaba
nuestra capacidad de programar con poca memoria y baja velocidad.

para robots
Para aquellos que hemos trabajado
con computadoras de baja capacidad
de procesamiento y poca cantidad de
memoria, programar los micros de los
robots nos resulta familiar, dado que
volvemos a tener las limitaciones de
aquellos viejos tiempos.
Con la aparición de las PCs, la velo-cidad
de procesamiento y la memoria
de las que disponemos nos permiten
utilizar lenguajes que no hagan un
aprovechamiento preciso de todos los
recursos. Gracias a estas ventajas, apa-recen
los lenguajes de alto nivel, que
nos brindan un mayor poder de ex-presividad
a cambio de gastar mucha
memoria y procesamiento.
En el caso de los robots, carecemos
de estos dos recursos. Por eso, nece-sitamos
lenguajes que aprovechen al
máximo cada byte de memoria y ca-da
ciclo de procesador para realizar
nuestra tarea. De esta forma, los mi-cros
utilizan habitualmente lengua-jes
de bajo nivel. Estos lenguajes
son pobres en capacidad expresiva,
pero muy potentes a la hora de uti-lizar
cada componente de nuestro
controlador. El problema es que
aprender a utilizarlos es complicado.
Pero no temamos, vamos a hacer
una recorrida por los lenguajes más
comunes, desde los más potentes
hasta los más sencillos de utilizar, y
nos quedaremos, para nuestras pri-meras
Comunicación con el robot
ALTO Y BAJO NIVEL
experiencias, con uno de esta
última categoría: MikroBasic. Más
adelante, cuando ya nos quede claro
el funcionamiento de nuestro mi-cro,
podremos aventurarnos a hori-zontes
más complejos.
PicBasic Pro
Uno de los lenguajes más populares
para los micros PIC es el PicBasic Pro
(PBP), de microEngineering Labs.
Como su nombre lo indica, es un
compilador Basic que posibilita la
programación en un lenguaje mucho
más sencillo que el ensamblador de
MicroChip. Es similar al Basic del Ba-
95
❘❘❘
Nuestro robot no es más que una com-putadora,
y tenemos que darle un con-junto
de instrucciones para que realice
una tarea. Los lenguajes de alto nivel
nos permiten describir la tarea en un ni-vel
de abstracción cercano a nuestro
proceso humano de razonamiento, pero
son más lentos y menos poderosos por-que
no tienen acceso a instrucciones tan
detalladas y precisas. Los lenguajes de
bajo nivel son complejos de entender y
utilizar porque nos obligan a expresar lo
que queremos que realice el robot en
instrucciones muy cercanas a procesos
electrónicos y mecánicos, pero nos brin-dan
un poder mucho mayor por el nivel
de detalle que podemos lograr.

sic Stamp y posee librerías similares a
éste. Produce código para una gran va-riedad
de PIC de 8 a 68 pines.
Para crear un programa a ser compi-lado
por PBP, utilizamos nuestro edi-tor
de texto plano preferido, y graba-mos
el archivo con extensión .BAS.
Luego llevamos ese archivo donde
está el compilador pbp.exe y allí eje-cutamos
Pbp nombreDelArchivo.
Si el código es sintácticamente co-rrecto,
se creará un código interme-dio
de extensión .ASM, que invo-cará
al ensamblador para generar,
por último, un archivo .HEX. En
este archivo está el código del micro,
y lo bajaremos luego con el softwa-re
programador. Veamos un ejemplo
de código en PicBasic Pro:
while true
high PORTB.0 ‘enciende el puerto
pause 500 ‘espera 500
milisegundos
low PORTB.0 ‘apaga el puerto
pause 500 ‘espera otros 500
milisegundos
wend
Si en el puerto tuviéramos conectado
un led, tendríamos una bonita luz que
se enciende y apaga indefinidamente.
Los creadores de PBP han desarrolla-do
una suite, MicroCode Studio
Plus (Figura 2), que une todas las he-rramientas
necesarias en una única
IDE. El editor posee coloreado de sin-taxis
y ayuda sensible al contexto. Su
explorador de código permite saltar
con rapidez a secciones específicas,
como declaración de variables, cons-tantes,
símbolos y etiquetas inclui-dos
en el código fuente. Posee todas
las funcionalidades convencionales de
los editores de texto como cortar, co-piar,
pegar, búsquedas y reemplazos,
entre otros. Además, la IDE nos per-mite
realizar In Circuit Debugger
(ICD, depuración en circuito), y re-saltar
cada línea de código cuando se
ejecuta en el micro. Podemos definir
puntos de corte y ejecución de códi-go
paso a paso, lo que facilita en gran
medida la depuración de nuestro pro-grama.
MicroCode Studio Plus tam-bién
nos brinda un cargador de códi-go
(bootloader) para incorporar a
nuestro PIC, de manera que no nece-
▲
Como casi todas las cosas de este universo, en la red podemos encontrar demos de
los lenguajes e IDEs que estamos comentando. Aquí van los sitios:
● PicBasic Pro: www.melabs.com/index.htm.
● CCS C: www.ccsinfo.com.
● MikroBasic: www.mikroe.com/en/.
96
ENCONTRAR LOS LENGUAJES PARA PROGRAMAR LOS PICS

sitemos un programador para nuestro
micro. Sólo lo necesitaremos la pri-mera
vez, para cargar este bootloader.
Compilador CCS C
Este compilador de lenguaje C ha si-do
diseñado exclusivamente para la
línea PIC. Se considera el compila-dor
más optimizado para estos mi-cros.
Tiene una librería de funciones
predefinidas, lo que facilita la pro-gramación
en un lenguaje de bajo ni-vel
como el C. Sin estas funciones,
sería muy engorroso programar el
micro. Cuenta con controladores de
reloj en tiempo real y conversores
analógicos digitales. Por ejemplo,
contamos con la instrucción READ_
ADC(), que permite leer un valor del
conversor mencionado. Podemos de-finir
variables estructuradas cuyos
componentes se correspondan uno a
uno con registros del micro.
Es integrable con simuladores de PIC
como el MPLAB y podemos mezclar
código assembler en el medio de
nuestro programa en C, y hacer refe-rencia
a las variables de éste. Para te-ner
una idea de la sintaxis, desarrolla-remos
el mismo ejemplo que mostra-mos
antes con PicBasic.
while (TRUE) {
output_high(PIN_B0); ‘enciende
el puerto
delay_us(500); ‘espera 500
milisegundos
97
Figura 2. Vista del MicroCode Studio Plus, IDE para el PicBasic Pro.

output_low(PIN_B0); ‘apaga
el puerto
delay_us(500); ‘espera otros
500 milisegundos
} ‘Todo esto se repite
eternamente…
Cabe aclarar que las funciones que
se presentan en este ejemplo desen-cadenan
código mucho más optimi-zado
que el generado por Basic.
La firma CCS también ofrece IDEs
para Windows, llamadas PCW y
PCWH. La única diferencia es que
PCWH soporta la serie PIC 18. Po-seen
un editor de código fuente (C
Aware Editor, Figura 3), que realiza co-loreo
de sintaxis, control de tabula-ciones,
provee ayuda sensible al con-texto
y pareo de llaves y paréntesis.
Brinda un asistente (Figura 4) para nue-vos
proyectos donde, en pocos pasos,
podemos generar la estructura básica
del programa. También permite reali-zar
depuración, pero requiere de
hardware especial para su uso. En sín-tesis,
para programación en bajo ni-vel,
es la opción que presenta más he-rramientas
para facilitar el desarrollo.
MikroBasic
Por último, llegamos al lenguaje ele-gido
para nuestros ejemplos de pro-yectos.
La empresa MikroElectróni-ca
ha desarrollado un conjunto de
compiladores para micros, tanto para
lenguaje C como para Basic. Lo más
interesante de ambos es que integran
98
Figura 3. Vista del editor C Aware de CCS.

un IDE que facilita mucho la progra-mación,
ya que presenta las carac-terísticas
que hemos mencionado, co-mo
coloreo de sintaxis, ayuda sensible
al contexto, estadísticas sobre el uso
del micro y muchas otras más. Por
otra parte, los desarrolladores nos per-miten
bajar un demo gratuito com-pletamente
funcional, donde sólo te-nemos
un límite de 2Kb en el códi-go
fuente, lo que es suficiente para to-dos
los proyectos que desarrollaremos
en nuestro libro. Soporta una gran
cantidad de modelos de PICs y pro-porciona
librerías para RS-232, cone-xiones
USB, interfaz para displays,
etcétera. Dado que es el lenguaje y la
IDE que vamos a utilizar, comence-mos
a estudiar en detalle cada una de
sus herramientas.
Instalación de mikroBasic
Para instalar el programa en nuestra
computadora, debemos dirigirnos a
la dirección www.mikroe.com/en/
compilers/mikrobasic/pic/ y en-trar
en la sección Download, donde
podremos bajar la última versión.
Los pasos de instalación son muy
sencillos, clásicos en cualquier pro-grama
de Windows (Figura 5).
En la misma sección del sitio pode-mos
encontrar actualizaciones y par-ches,
por lo que recomendamos visi-tar
periódicamente el sitio. También
podemos encontrar un conjunto de
manuales, muy claros y didácticos,
que nos permitirán completar nuestra
breve mirada sobre la herramienta.
En nuestro caso, todos los ejemplos
que mostraremos y las indicaciones
99
Figura 4. Asistente de proyectos del PCW.

de operación del mikroBasic están
basados en la versión 5.0.0.2, del 31
de octubre de 2006.
de mikroBasic
Uno de los puntos más fuertes de la
IDE es el editor que nos proporciona.
Como todo editor de texto, presenta
las utilidades clásicas como cortar, co-piar
y pegar, y búsquedas y reempla-zos
masivos. Pero además, nos ofrece:
• Coloreo de sintaxis.
• Asistente de código.
• Asistente para parámetros de fun-ciones.
• Plantillas prearmadas.
• Autocorrección de tipos.
• Bookmarks.
Éstas y otras opciones se pueden confi-gurar
desde Tool/Preferences… o al ha-cer
clic sobre el icono Tools (Figura 6).
Para utilizar el asistente de código, una
vez que ingresamos las primeras letras
de lo que deseamos escribir, presiona-mos
CTRL + ESPACIO y todos los iden-tificadores
válidos que comiencen con
esas letras se desplegarán en un cuadro
de lista. Allí podremos elegir lo que
íbamos a escribir o, simplemente, con-tinuar
con el texto deseado si no lo en-contramos
(Figura 7). Es necesario rea-lizar
una primera compilación para
que funcione el asistente.
También podemos activar un asis-tente
para los parámetros de las fun-ciones
(Figura 8). Para ello, escribi-mos
la llamada a la función y, cuan-do
abrimos el paréntesis, automáti-
Figura 5. Durante la instalación, es recomendable dejar todo como está en la
selección de componentes para mikroBasic, ya que no ocupa demasiado espacio.
100

CINTA ADHESIVA, PEGAMENTO, BANDAS ELÁSTICAS, ¡TODO VALE!
101
Figura 6. Editor de preferencias de la IDE de mikroBasic.
Figura 7. Ejemplo de la lista presentada por el asistente
de código cuando escribimos de y luego CTRL + ESPACIO.
❘❘❘
Muchas veces se puede salir de situaciones problemáticas gracias a estos materiales. Si
no nos presentamos en concursos de belleza, cuando el tiempo nos corre y debemos pre-sentarnos
en el torneo, ¡todo lo que una fuertemente a nuestras piezas será válido!

camente aparecerá un pequeño car-tel
con el o los parámetros corres-pondientes,
que nos indicará con
nombre:tipo qué función cumple el
parámetro y de qué tipo es.
Para las estructuras más complejas,
como las funciones, los procedi-mientos,
los encabezados u otras,
podemos utilizar las plantillas (Figu-ra
9). Por ejemplo, si escribimos func
y presionamos CTRL + J, automáti-camente
se escribirá la estructura
completa de una función para que
completemos con los datos necesa-rios.
También tenemos la posibili-dad
de crear nuestras propias plan-tillas
en la opción Auto Complete de
Tools/Preferences….
Por otro lado, cabe mencionar que
además de las características que ya
presentamos, tenemos herramientas
para realizar autocorrección, co-mentar
o descomentar un conjunto
de líneas de código, insertar marcas
y saltar de una a otra e ir a un nú-mero
de línea de código.
Figura 8. Asistente que informa
los parámetros de las funciones.
102
Figura 9. Editor de las plantillas de código.

Explorador de código
El explorador de código (Code Explo-rer)
se encuentra en la zona izquierda
de la ventana. Nos proporciona una
lista de los ítems declarados en el có-digo.
Desde allí podemos saltar a cual-quiera
de las declaraciones con sólo
hacer doble clic sobre ella. En la par-te
superior del explorador podemos
encontrar dos solapas más. La solapa
QHelp nos proporciona ayuda sobre la
librería de funciones. La última sola-pa
(Keyboard) nos proporciona una
lista de los atajos de teclado del editor.
Depurador
MikroBasic proporciona un depura-dor
a nivel de código fuente (Figura
11). Esto nos permite simular el com-portamiento
del micro y nos asiste
para la depuración de errores. Dado
que es a nivel de código y no tiene
lectura real del micro, no permite si-mular
ciertas propiedades intrínsecas
del procesador, como temporizado-res,
interrupciones, etcétera.
Una vez que hemos compilado nues-tro
programa (Project/Build), ejecuta-mos
el depurador en Run/Start Debug-ger.
Automáticamente nos marca la
primera línea de código y nos aparece
la ventana Watch, que nos permitirá re-alizar
el control de la depuración. En
esta ventana podemos visualizar varia-bles
y registros del PIC, actualizados
según la ejecución del programa. En la
parte superior de la ventana encontra-mos
iconos para el control de la ejecu-ción
del depurador (arranque, pausa,
detención) y mecanismos de ejecución
del código paso a paso. Debajo de es-ta
barra tenemos un cuadro de lista pa-
103
Figura 10. Aquí podemos ver la parte de la ventana
que contiene el explorador, la ayuda y los atajos de teclado.

ra poder agregarle variables y registros
al cuadro inferior, que nos permitirá
seguir el comportamiento de ellos pa-so
a paso. En ese cuadro, cuando agre-gamos
una variable o un registro, po-demos
ver el nombre, el valor y la di-rección
de memoria que ocupa.
Para poder probar las opciones del de-purador,
realicemos nuestro primer
programa sencillo, idéntico al que he-mos
utilizado en cada ejemplo del
compilador. Para comenzar, luego de
abrir mikroBasic, cerremos el proyec-to
que tengamos abierto y vayamos al
menú Project/Close Project. Creemos
un proyecto nuevo en Project/New
Project…, donde nos aparecerá la ven-tana
que podemos ver en la Figura 12.
Completemos el nombre, el sendero
y la descripción del proyecto y eliga-mos
el procesador (utilicemos el PIC
16F88) y la velocidad de reloj (en
nuestro caso, 4.0). Las banderas que
Figura 11. Ventana del controlador
de la depuración.
104
Figura 12. Creación de un proyecto nuevo.

aparecen en la parte inferior las de-jaremos
como están por defecto. Au-tomáticamente
nos aparecerá un
fuente con el encabezado del progra-ma.
Debajo del encabezado escribi-remos
el siguiente código:
main:
TRISB = 0 ‘Configura
los pines de PORTB como salida
while true
PORTB.3 = 255 ‘Enciende
los pines de PORTB
delay_ms(500)’ Espera
500 milisegundos
PORTB.3 = 0 ‘Apaga
PORTB
delay_ms(500)’
Nuevamente espera 500
milisegundos
wend
end.
Si luego de realizar la compilación
(CTRL + F9) ejecutamos el depurador
(F9), podremos ver cómo señala la
primera línea posterior a main y abre
la ventana Watch Window. Allí po-dremos
añadir las variables TRISB y
PORTB para realizar el seguimiento
de sus valores. Si ejecutamos paso a
paso, nos indicará en qué línea nos
encontramos y la resaltará con color,
y veremos la modificación de los va-lores
de las variables. Cuando lle-guemos
a delay, en la parte inferior
de la ventana podremos ver cómo se
simula el paso del tiempo. Si hace-mos
doble clic sobre una variable,
podremos modificar su valor en el
formato numérico que deseemos.
Otras ventanas de depuración que
podemos encontrar si nos dirigimos
a View/Debug windows son:
• Stopwatch: esta ventana nos mues-tra
la cantidad de ciclos/tiempo
utilizados hasta la ejecución del úl-timo
comando (Figura 13). El valor
Delta nos muestra el número de ci-clos/
tiempo entre la última línea
ejecutada y la línea activa. Con el
botón Reset To Zero podemos po-ner
en 0 el valor de Stopwatch, pe-ro
continuaremos acumulando en
el cuadro Current Count.
• RAM: nos muestra el contenido de la
RAM e indica los últimos valores
cambiados en color rojo.
• History: presenta las últimas N líne-as
de nuestro fuente que se han eje-cutado,
pero en código assembler.
105
Figura 13. Ventana del Stopwatch.

Por último, cuando procedemos a
compilar, si tenemos errores en
nuestro código, aparecerán en la
parte inferior de nuestra pantalla, en
la ventana de errores.
Allí se nos indicará la línea del error,
su mensaje y la unidad donde se pro-dujo.
Si hacemos doble clic sobre es-ta
línea, iremos directamente a su
posición en el código fuente.
Probablemente, todas estas carac-terísticas
del depurador de mikroBa-sic
lo convierten en la IDE más po-derosa
del mercado para la progra-mación
de PICs. Ahora que ya co-nocemos
la herramienta, pasemos a
crear nuestros propios programas.
Manos a la obra
Como ya hemos visto, mikroBasic
organiza sus aplicaciones en proyec-tos.
Estos proyectos están compues-tos
por un archivo .PBP descriptor
del proyecto y uno o más archivos de
código fuente con extensión .PBAS.
Cabe aclarar que sólo podemos
compilar un fuente si éste forma
parte de un proyecto.
Una vez que tenemos creado el pro-yecto,
como vimos en el punto an-terior,
podemos editarlo si vamos a
Project/Edit project, donde nos apa-recerá
la misma ventana que usamos
para crearlo. Cuando compilamos
nuestro proyecto, se nos generan los
siguientes archivos:
106
Figura 14. Una mirada sobre todas las herramientas
que presenta la IDE de mikroBasic.

• hex: archivo estilo Intel. Con él
programaremos el micro.
• mcl: archivo binario de distribu-ción.
Puede agregarse a otros pro-yectos
sin entregar el fuente.
• asm: archivo en código assembler
(Figura 15), pero con un conjunto
de comentarios que lo hace muy
legible y más fácil de entender. Por
ejemplo, para cada instrucción del
fuente en Basic aparece la lista de
comandos en assembler. También
podemos verlo una vez que se ha-ya
generado desde el menú View/
View Assembly. Para aprender, es
recomendable que miremos el
.ASM generado por el ejemplo que
utilizamos para el depurador.
WINPIC800
Para poder bajar nuestros programas
al programador y de allí a nuestro con-trolador,
debemos usar el WinPic800,
que podemos conseguir en forma gra-tuita
en el sitio www.winpic800.com.
Está todo en castellano y su forma de
uso es muy sencilla. De todas maneras,
si se presenta alguna duda, es reco-mendable
consultar la ayuda y los fo-ros
De nuestra parte, una única recomen-dación
que no encontramos en la docu-mentación:
en la solapa Config, probar
con las diferentes opciones de Osc, y
dejar activo sólo WDT.
107
❘❘❘
que hay en el sitio.
Figura 15. Aquí podemos ver el assembler del código que enciende el led.
Los comentarios que tiene lo hacen más legible.

MikroBasic nos proporciona un
conjunto de variables globales y
constantes predefinidas. Todos los
registros están implícitamente de-clarados
como variables globales de
tipo byte y son visibles en todo el
proyecto. También nos proporciona
constantes como PORTB, TMR1, etcé-tera.
Todos los identificadores están
en mayúscula, tal como se los iden-tifica
en las hojas de datos de Mi-crochip.
Para ver la lista completa de
predefiniciones, podemos abrir el
archivo .DEF correspondiente al
micro utilizado. Estos archivos se
encuentran dentro de la carpeta
defs, donde se instaló mikroBasic.
Con respecto a las variables, pode-mos
acceder a ellas a nivel de bit. Por
ejemplo, si declaramos la variable
mivar de tipo longint, lo cual define
un rango de 32 bits, podemos acce-der
a cualquiera de ellos si escribi-mos
mivar.n, donde n es un número
entre 0 y 31, que indica el bit al cual
accedemos. Este acceso es tanto a ni-vel
de lectura como de escritura.
Elementos del léxico
Cuando un código fuente es compi-lado,
la primera fase que se produce
es la de tokenización. En este mo-mento,
una herramienta llamada par-ser
recorre el archivo de texto y reco-noce
unidades significativas (tokens),
como palabras clave, literales, varia-bles,
etcétera, y los espacios en blan-co.
En realidad, se llama espacios en
blanco a todos los espacios, tabula-ciones,
fines de línea y comentarios.
Todos ellos determinan el comienzo o
el fin de un token. Por ejemplo:
108
Figura 16. MikroBasic nos brinda magníficos gráficos estadísticos
sobre el código de máquina que genera nuestro fuente.

Dim a as byte
Dim b as longint
Es equivalente a
Dim a as byte
Dim b as longint
Para los comentarios se utiliza el
apóstrofe como iniciación y se fina-liza
con el fin de línea. No podemos
poner comentarios de más de una lí-nea,
excepto que comencemos cada
línea con un apóstrofe.
Los tokens son los elementos más
pequeños que tienen significado por
sí mismos en Basic. MikroBasic re-conoce
los siguientes tokens:
• Keywords (palabras clave).
• Identificadores.
• Constantes.
• Operadores.
• Separadores.
Por ejemplo, si tenemos el siguiente
código:
mivar=23
Esto se convierte en los siguientes
tokens:
• mivar: variable.
• =: operador de asignación.
• 23: literal.
• newline: fin de la sentencia.
Los literales son aquellas expresiones
que no deben ser evaluadas, que ya
tienen valor por sí mismas. En el ca-so
de los literales que representan nú-meros
enteros, pueden estar antecedi-dos
por un signo más o un signo me-nos.
También podemos escribir litera-les
enteros en hexadecimal si antepo-nemos
el prefijo $ ó 0x ($3F ó 0x3F)
o en binario, si anteponemos %
(%100101). Los literales de punto
flotante representan el signo decimal
con un punto. La estructura es: par-teEntera.
parteDecimalExponente, si
utilizamos la notación científica tra-dicional.
Algunos ejemplos:
0. ‘=0.0
-1.43 ‘=-1.43
12.55e6 ‘=12.55 * 1000000
2e-5 ‘=2 * 10^-5 o lo
que es igual, 2 / 100000
.04e33 ‘=0.04 * 10^33
Los literales de caracteres y de cade-na
se encierran entre comillas. Las
comillas consecutivas, “”, se consi-deran
como un carácter nulo. Con
respecto a los identificadores (nom-bres
de variables, de funciones,
constantes, etcétera), pueden tener
una longitud arbitraria y contener
109

caracteres de la A a la Z, el carácter
_ (guión bajo), y los dígitos del 0 al
9. La primera letra debe ser un
carácter o el guión bajo. No se dis-tingue
mayúsculas, por lo tanto var,
Var y vAr son el mismo identificador.
Organización de los módulos
Un proyecto en mikroBasic consiste
en un módulo principal y en un con-junto
de módulos adicionales (optati-vos)
con librerías de funciones, decla-raciones,
etcétera. El módulo princi-pal
tiene una estructura como la que
presentamos a continuación:
program <nombre>
include <otros módulos incluidos>
‘**********************
‘Declaraciones
‘**********************
‘Declaración de símbolos
symbol…
‘Declaración de constantes
const…
‘Declaración de variables
dim…
‘Declaraciones de procedimientos
sub procedure <nombre
procedimiento>(<param1>, …)
<declaraciones locales>
…
end sub
‘Declaraciones de funciones
sub function <nombre
función>(<param1>, …)
…
end sub
‘**********************
‘Cuerpo de programa
‘**********************
main:
‘aquí va nuestra obra
maestra…
end.
Las otras unidades deberían tener el
siguiente aspecto:
❘❘❘
Cada vez que desde una función o un procedimiento llamamos a otra rutina (o a sí
mismo en el caso de recursividad), decimos que aumentamos el nivel de anidación
en uno. Lamentablemente, las llamadas recursivas no son soportadas por mikro-
Basic. De todas maneras, también tenemos un límite en los niveles de anidación,
que en el caso de la familia PIC16, es de 8 niveles.
110
LIMITACIONES DE ANIDACIÓN

module <nombre>
include <otros módulos
incluidos>
‘**********************
‘Interface (globales):
‘**********************
‘Declaración de símbolos
symbol…
const…
dim…
‘prototipos de procedimientos
‘prototipos de funciones
‘**********************
‘Implementación
‘**********************
implements
const…
dim…
‘Declaraciones de procedimientos
…
end sub
‘Declaraciones de funciones
…
end sub
end.
Alcance y visibilidad
Llamamos alcance de un identifica-dor
a la parte del programa donde el
identificador se puede utilizar para
acceder al objeto al que apunta.
Hay diversos alcances según el lugar
donde hacemos la declaración del
identificador, veamos:
• Si el identificador se declara en la
sección de declaraciones del módu-lo
principal, fuera de toda función
o todo procedimiento, el alcance se
extiende desde la declaración hasta
el final del archivo, y se incluyen to-das
las rutinas que allí se encuen-tran.
Diremos que estos identifica-dores
tienen un alcance global.
• Si en cambio se declara en una
función o un procedimiento, su al-
111

cance se extiende hasta el final de
la rutina. En este caso, los identi-ficadores
son locales.
• Si se declara en la sección interfaz
de un módulo, su alcance se ex-tiende
desde donde se declara has-ta
el final, y a todo módulo que use
el módulo donde se encuentra la
declaración. La única excepción
son los símbolos, que tienen un al-cance
limitado al archivo donde
fueron declarados.
• Si se declara en la sección imple-mentación
de un módulo, pero no
dentro de una función o un pro-cedimiento,
el alcance va desde la
declaración hasta el final del ar-chivo,
y está disponible en todas
las funciones y en todos los proce-dimientos
del módulo.
Llamamos visibilidad de un identi-ficador
a las regiones del fuente don-de
podemos acceder a los objetos
apuntados por él. En general, alcan-ce
y visibilidad coinciden, pero no
necesariamente. Podríamos tener un
identificador que se vuelva invisible
en una función o en un procedi-miento
porque un identificador lo-cal
tiene su mismo nombre. Sin em-bargo,
el objeto identificado sigue
presente, aunque no es accesible. En
síntesis, la visibilidad nunca exce-de
al alcance, pero sí puede ocurrir
que el alcance exceda a la visibilidad.
No profundizaremos más sobre el
desarrollo de programas modulares,
dado que realizaremos programas
pequeños. Cuando veamos cuestio-nes
sobre fútbol de robots, progra-maremos
algunos módulos de detec-ción
del piso y de la pelota.
Variables, constantes y tipos
Las variables, como ya sabemos, son
simplemente un identificador o un
apuntador a una zona de memoria de
contenido plausible de ser modificado.
Todas las variables se deben declarar
antes de usar. Para ello escribimos:
dim lista_de_nombres_de_
variables as tipo
La lista_ de_nombres_de_variables es
una lista delimitada por comas de
identificadores válidos, que serán
❘❘❘
En las aplicaciones sobre PIC16 (que es nuestro caso), una rutina no puede exceder
una página (aproximadamente, 2000 instrucciones). Si la rutina no entra en una pági-na,
112
LÍMITES DE TAMAÑO EN LAS RUTINAS
se producirá un error de compilación. Si nos encontramos con este problema, bas-ta
con rediseñar nuestro código para obtener rutinas más pequeñas.

todas del mismo tipo de datos. Por
ejemplo:
dim dias, edad, curso as byte
dim contador as word
Las constantes son datos que no
varían en la ejecución del programa,
es decir, no consumen memoria
RAM. Se declaran de la siguiente
manera:
const NOMBRE_DE_CONSTANTE [as
tipo] = valor
El nombre de la constante debe ser
un identificador válido. Por conven-ción,
se ponen todas las letras de su
nombre en mayúscula, para identi-ficarlas
rápidamente en el código.
Aunque la declaración de tipo es op-cional,
cabe aclarar que si no lo ha-cemos,
elegirá el tipo más chico que
permita el valor asignado. Aquí te-nemos
algunos ejemplos:
const MAX as longint = 16348
const MIN = 100 ‘el compilador
asume el tipo word
const LETRA=’a’ ‘el compilador
asume char
cont ERROR=”Error grave” ‘el
compilador asume string
const meses as byte[12]=(31, 28,
31, 30, 31, 30, 31, 31, 30,
31, 30, 31)
Basic es un lenguaje con tipos es-trictos.
Esto significa que en el mo-mento
de la compilación se debe po-der
definir un tipo específico para
cada identificador.
En estos lenguajes, los tipos sirven
para determinar la cantidad de me-moria
necesaria, interpretar los bits
que encuentran en el objeto cuando
acceden y para asegurar asignaciones
y pasajes de parámetros correctos.
113
TIPO TAMAÑO RANGO
byte 8 bits 0 .. 255
char 8 bits 0 .. 255
word 16 bits 0 .. 65535
short 8 bits -128 .. 127
integer 16 bits -32768 .. 32767
longint 32 bits -2147483648 .. 2147483647
float 32 bits ±1.17549435082*1038 ..
±6.80564774407*1038
Tabla 1. Tipos simples de variables.

Los tipos simples son los que pode-mos
observar en la Tabla 1.
En mikroBasic también contamos
con arreglos. Un arreglo (Figura 17) es
una colección de elementos del mis-mo
tipo, identificados en su conjun-to
con un nombre e individualmente
con un índice. Por ejemplo:
dim semana as byte[7]
Esto declara un arreglo de nombre
semana que contiene siete elementos
de tipo byte. Cada elemento estará
identificado como semana[i], donde
i es un número entre 0 y 6. De esta
manera, accedemos a cada elemen-to,
tanto para su lectura como para
su escritura. Por ejemplo:
semana[2] = 12
Esto le asigna al tercer elemento de la
colección (recordemos que el primer
elemento es el 0) el valor 12.
También podemos crear arreglos
multidimensionales. Para poder re-crear
una imagen sencilla, podemos
pensar un arreglo de dos dimensiones
como una planilla, donde un índice
indica la fila y el otro la columna. Por
ejemplo, para declarar un arreglo de
dos dimensiones escribimos:
dim sueldos as integer[23][12]
De esta manera, tenemos una varia-ble
sueldos que tiene 23 filas y 12 co-
114
Índice:
5 6 2 3 4 1 4 8
0 1 2 3 4 5 6 7
Figura 17. Un arreglo es una colección de elementos
del mismo tipo identificados por un índice.
❘❘❘
CICLOS INFINITOS
A pesar de que en la programación tradicional un ciclo infinito trasluce algún error, en
el caso de los robots es habitual su uso. Como el robot hará lo mismo hasta que se
apague o se quede sin baterías, en general la tarea principal, y otras tareas que se
estén ejecutando en forma paralela, están dentro de una estructura while true… wend.
De esta manera, se ejecutará infinitamente hasta que el robot se detenga.

lumnas, desde sueldos[0][0] hasta
sueldos[22][11]. Es decir, 276 ele-mentos.
Las cadenas son arreglos
de caracteres, y se las declara de esa
manera. Por ejemplo:
dim nombre as string[14]
Esto declara una variable nombre que
apuntará a una cadena de 14 caracte-res.
De todas formas, podemos acce-der
a la cadena como un solo ele-mento,
como podemos ver aquí:
nombre=”Iris”
En este ejemplo, le asignamos una
cadena de 4 caracteres a la variable
nombre. El límite de cadena a asig-nar
es de 14 caracteres.
Estructuras
Para representar objetos cuya infor-mación
es un conjunto de datos de
diversos tipos, utilizamos estructu-ras.
Por ejemplo, si queremos repre-sentar
un punto, necesitamos la co-ordenada
x y la coordenada y com-prendida
por un nombre único. La
declaración de la estructura es la que
podemos ver a continuación:
structure nombre_estructura
dim miembro1 as tipo
…
EFICIENCIA DE TIPOS
dim miembron as tipo
end structure
Donde nombre_estructura y miem-bro1
son nombres válidos para los
identificadores. Por ejemplo:
structure punto
dim x as integer
dim y as integer
end structure
Una vez creada la estructura, se la uti-liza
como si fuera un tipo en la decla-ración
de identificadores. Por ejemplo:
dim posicion as punto
dim esquina as punto
115
❘❘❘
La unidad aritmético lógica de los PICs se
ha optimizado para trabajar a nivel de by-tes.
Aunque con mikroBasic podemos tra-bajar
tipos de datos muy complejos, esto
aumenta dramáticamente el tiempo de
procesamiento. Siempre conviene usar el
tipo de datos más pequeño para cada si-tuación.
Cada modelo de procesador tie-ne
diferentes comportamientos en su uni-dad
aritmético lógica, pero siempre es
bueno usar tipos ajustados a lo necesario.

Para acceder a cada elemento de la es-tructura,
simplemente escribimos
identificador.campo_de_estructura.
Por ejemplo:
posicion.x=12
esquina.y=posicion.y
Operadores
En mikroBasic podemos encontrar
los siguientes operadores:
• Aritméticos: estos operadores per-miten
realizar cómputos matemá-ticos.
Sus operandos son numéri-cos
y también retornan un resulta-do
numérico. Ellos son los que po-demos
ver en la Tabla 2. Cabe men-cionar
que el operador – también
puede usarse delante de un núme-ro
para cambiar su signo.
• Relacionales: los operadores rela-cionales
comparan dos expresiones
y devuelven verdadero o falso según
la comparación realizada. Ellos son
los que se muestran en la Tabla 3.
• De bits: operan sobre bits individua-les
de los operandos.
Ambos operandos deben ser de tipos
con signo o sin signo simultánea-mente.
Los operadores de bits son los
de la Tabla 4.
Los operadores and, or y not tam-bién
se pueden utilizar con expre-siones
lógicas, es decir, cuyo valor
OPERADOR OPERACIÓN EJEMPLO
+ Suma 5 + 3 retorna 8
- Resta 2 - 3 retorna -1
* Multiplicación 5 * 4 retorna 20
/ División 14/4 retorna 3.5
div División entera 14 div 4 retorna 3
mod Resto de la división entera 14 mod 4 retorna 2
116
Tabla 2. Operadores aritméticos.
= Igual 5 = 5 retorna Verdadero (true)
<> Distinto 5 – 4 < > 6 - 2 retorna Falso (false)
> Mayor que 3.5 + 7.2 > 5.2 + 9.3 retorna Falso
< Menor que 9 > 3 retorna Verdadero
>= Mayor o igual 3 + 2 > = 1 + 4 retorna Verdadero
<= Menor o igual 13.6 < = 12.8 retorna Falso
Tabla 3. Operadores relacionales.

❘❘❘
DIVISIÓN POR CERO
Si se utiliza de manera explícita el lite-ral
0 como segundo operando, el com-pilador
reportará un error y no gene-rará
código. Pero en el caso de que es-te
problema se produzca en forma
implícita (por ejemplo, cuando tene-mos
una variable que toma fortuita-mente
el valor 0 y está como dividendo)
el resultado será el máximo valor posi-ble
117
evaluado es verdadero o falso. Lo
que retornan tiene la misma lógica
que en los operadores a nivel de bits.
Es decir, podemos pensar en verda-dero
como 1 y en falso como 0, y a
partir de allí, analizar el resultado de
la operación como si fuera una ope-ración
a nivel de bits.
Sentencias
Como en todo lenguaje de progra-mación
procedural, tenemos un pe-queño
conjunto de sentencias que el
compilador convierte en las instruc-ciones
de código máquina corres-pondientes.
En general, este con-junto
es mínimo, y se enriquece con
la librería de funciones y procedi-mientos
que ofrece el ambiente. A
para el tipo apropiado.
partir de esa librería comenzaremos
a construir la propia para aumentar
el poder de nuestro lenguaje en el
ámbito específico de nuestro traba-jo.
Veamos las sentencias que nos
proporciona este Basic.
and Retorna 1 si ambos bits en la misma 12 (%1100) and
posición están en 1. 10 (%1010) retorna
8 (%1000)
or Retorna 1 si por lo menos uno de los 2 bits 12 (%1100) or
en la misma posición está en 1. 10 (%1010) retorna
14 (%1110)
xor Retorna 1 si uno de los 2 bits en la misma 12 (%1100) xor
posición está en 1 y el otro no. 10 (%1010) retorna
6 (%0110)
not Invierte cada bit del número. not 6 (%0110) retorna 9 (%1001)
<< Mueve los bits una posición hacia la izquierda. 7 (%0111) << 2 retorna 28 (%11100)
Los bits ubicados más a la izquierda se
descartan y a la derecha se rellena con ceros.
>> Igual a << pero a la derecha. 35 (%100011) >> 3 retorna 4 (%100)
Tabla 4. En esta tabla podemos observar los operadores
de bits con los que podemos trabajar.

Sentencia asm
La primera sentencia que presenta-remos
es asm, que permite incorpo-rar
código assembler en nuestro có-digo
Basic. Su sintaxis es:
asm
conjunto de instrucciones
en assembler
end asm
Dentro de esta sentencia, debemos
comenzar los comentarios con pun-to
y coma. Luego, al compilar, este
código quedará directamente tradu-cido
a los valores correspondientes
de código máquina.
Asignación
Aunque ya la hemos usado, no pode-mos
dejar de presentar la asignación
que tiene la siguiente forma:
variable=expresión
La expresión se evalúa y asigna su re-sultado
a la variable. No debemos con-fundir
este operador con el operador
118
relacional homónimo. Simplemente, el
contexto de uso de cada uno determi-na
la semántica que utilizará el compi-lador
para tomarlo como una asigna-ción
o un operador.
Sentencias condicionales
Como en otros lenguajes procedura-les,
contamos con sentencias condi-cionales
que nos permiten seguir uno
u otro curso de acción según deter-minada
condición. La más conocida
es la sentencia if, cuya sintaxis es:
if expresión then
sentencias
…
[ else
otras sentencias ]
end if
La expresión del if debe ser una ex-presión
booleana, es decir, que de-vuelva
verdadero o falso. En el caso
de retornar el valor verdadero, se eje-cutan
las sentencias que están den-tro
del primer grupo. Si el segundo
grupo de sentencias está definido
(los corchetes no deben escribirse,
✱
VARIABLES DENTRO DEL CÓDIGO EN ASSEMBLER
Dentro del código en assembler, podemos usar variables que estén declaradas en
la parte Basic de nuestro fuente. Una recomendación es estar seguros de que la va-riable
está inicializada en el momento que se use de esta manera. Si no, se puede
producir un error y el programa se puede colgar.

sólo nos muestra que esa sección es
optativa), entonces se ejecuta este
segundo grupo. Si no está, se con-tinúa
con las sentencias posteriores
al end if. Por ejemplo:
if PORTA.3=1 then
PORTB.2=1
else
PORTB.3=1
endif
…
Supongamos que el bit 3 del puerto
A está definido como entrada y los
bits 2 y 3 del puerto B como salidas.
Lo que hacemos aquí es encender el
bit 2 de B si la entrada registrada en
el 3 de A se enciende, y encender el
bit 3 de B en el otro caso.
Otra sentencia que define el flujo del
programa según una condición es la
sentencia select case. Su sintaxis es:
select case selector
case valor_1
sentencias_1
case valor_2
sentencias_2
…
case valor_n
sentencias_n
[case else
sentencias_por_
defecto
]
end select
El selector es la expresión que se
evalúa para luego determinar si coin-cide
con alguno de los valores de las
sentencias case. Esos valores pueden
ser literales, constantes o expresio-nes.
El case else es optativo, y sus
sentencias se ejecutan si no ingresó
en ninguno de los case anteriores. En
los valores podemos agrupar un con-junto
de ellos separados por una co-ma,
para que se ejecuten sus senten-cias
cuando el selector coincida con
cualquiera de ellos. Por ejemplo:
select case resu
119
▲
HOJA DE DATOS DE LOS PICS
Para tener información completa y detallada de cada PIC, podemos recurrir a sus hojas
de datos (datasheet). Microchip las ofrece en su sitio www.microchip.com. Estas hojas
tienen una descripción profunda del micro, su diagrama de pines en todos los modelos,
diagramas internos, organización de la memoria, funcionamiento de los timers, etcétera.

case 0
oper=0
case 1, 4, 7, 9
oper=1
case 2,5,8
oper=2
case else
oper=3
end select
En el caso de que resu valga 0, oper
tomará el valor 0. Si vale 1, 4, 7 ó 9,
oper tomará el valor 1. En el caso de
que sea 2, 5 u 8, el valor de oper será
2. Y en otro caso, oper saldrá de esta
estructura con valor 3.
Sentencias de iteración
Las sentencias de iteración nos per-miten
repetir un conjunto de sen-tencias
una determinada cantidad
de veces o según se produzca una
condición o no. En el primer caso,
la sentencia for nos permite definir
un número de repeticiones a ejecu-tarse,
de la siguiente manera:
for contador = valor_inicial to
valor_final [step
valor_salto]
sentencias
next contador
El contador es una variable que au-mentará
en cada repetición según lo
que esté definido en valor_salto. Si el
step no se define, el salto es de uno
en uno. El contador comienza con el
valor indicado en valor_inicial, y si
en algún momento supera el
valor_final, el ciclo deja de repetirse.
Es decir, cada vez que se llega a next
contador, el contador aumenta lo in-dicado
por valor_salto y se evalúa si
ha superado el valor_final. De ser así,
no vuelven a ejecutarse las sentencias
del ciclo. Por ejemplo, en el siguien-te
caso, el arreglo a toma el valor 255
en cada posición del 0 al 7.
for i= 0 to 7
a[i]=255
next i
Otra sentencia que podemos usar
para una repetición es la estructura
while, que se define de esta manera:
while expresión
sentencias
wend
Cada vez que se está por ejecutar el
conjunto de sentencias, se evalúa la
expresión. Si su resultado es verda-dero,
se ejecutan. Si es falso, se con-tinúa
la ejecución con las sentencias
posteriores al wend.
Con este comportamiento, pode-mos
tener casos en los que las sen-
120

tencias no se ejecutan nunca, porque
la expresión retorna falso en la pri-mera
evaluación. Por ejemplo:
i=0
while i<=7
a[i]=255
i=i+1
wend
En este ejemplo, logramos exacta-mente
que lo que hicimos en el an-terior.
En general, cuando la condi-ción
de corte está basada en alguna
variable que aumenta en forma line-al
(de 1 en 1, de N en N) se utiliza
la sentencia for. En otro caso, cuan-do
la condición es más compleja y el
comportamiento de las variables que
entran en juego en la condición es
más complejo y menos lineal que un
aumento de N en N, es necesaria
una estructura while.
Si necesitamos que el conjunto de
sentencias que se van a repetir se eje-cute
por lo menos una vez, debemos
evaluar la expresión luego de la eje-cución
de las sentencias.
Para ello tenemos la sentencia do,
con la siguiente sintaxis:
do
sentencias
loop until expresión
En este caso, no sólo el momento de
evaluación varía con respecto al while.
También la lógica se invierte. Si al lle-gar
a loop until la expresión es falsa, se
vuelve a ejecutar el ciclo. De lo con-trario,
se continúa con las sentencias
posteriores a loop until. Tomemos el
mismo ejemplo anterior y traduzcá-moslo
a esta nueva estructura, como
vemos a continuación:
i=0
do
a[i]=255
i=i+1
loop until i>7
✱
DAR VUELTAS POR LA ETERNIDAD
Es fundamental analizar si las expresiones que escribimos para ser evaluadas en
las estructuras de repetición tienen alguna o algunas variables que puedan modifi-car
su contenido en algún momento de la ejecución del programa. Si la expresión
puede tener el mismo resultado eternamente, tenemos algún error conceptual en
ella o en el ciclo de repetición. También puede ocurrir que utilicemos métodos des-prolijos
121
como el break, pero no es recomendable.

❘❘❘
INTELIGENCIA ARTIFICIAL
Si nos interesa conocer más sobre el
tema, debemos saber que existen mi-les
Como podemos ver, el conjunto de
sentencias se ejecuta sí o sí una vez
en este caso. Un uso muy habitual
de esta sentencia es la espera de un
estado de un sensor.
Por ejemplo, si conectamos un sen-sor
de tacto en el bit 3 del puerto B,
podemos esperar que se active mien-tras
mantenemos el estado del robot,
de la siguiente manera:
do
loop until PORTB.3=1
…
El robot quedará con sus actuadores en
el estado en el que se encontraba antes
de llegar al loop, y cuando se produzca
la activación del sensor, continuará con
las sentencias que le siguen.
Sentencias de salto de ejecución
de programa
Estas sentencias permiten redirigir
el flujo de ejecución de un progra-ma.
Ninguna de ellas es altamente
aconsejable. Para ser rigurosos aun-que
tengamos que trabajar un poco
más, tendríamos que reemplazarlas
por las sentencias ya vistas, dado que
es difícil realizar el seguimiento pa-ra
la depuración de estos programas.
Un salto a otro lado en algún mo-mento
marea a cualquiera.
Como adelantamos, la sentencia
break permite salir de cualquier es-tructura.
Por ejemplo:
while true
if PORTA.1=1 then
break
end if
…
wend
En este caso, el conjunto de senten-cias
posterior al if se ejecutaría infi-nitamente.
Pero, si en algún mo-mento
el segundo bit del puerto A
se enciende, el break obliga a la sali-
122
de libros de divulgación vinculados
a la inteligencia artificial y que lo hacen
desde diversos puntos de vista.
Tal vez el más completo de ellos es La
mente nueva del emperador, de Roger
Penrose. En esta obra, su autor se ocu-pa
de criticar la postura de la inteli-gencia
artificial fuerte que plantea que
nuestro cerebro es absolutamente imi-table
por una combinación artificial de
hardware y software.
La belleza del libro está dada en que en
sus páginas, el autor hace un recorrido
por diferentes ciencias, como la física,
la lógica, la matemática, la biología y
otras, para presentar y sostener su
postura.

da del ciclo y continúa con las sen-tencias
posteriores al wend.
Otra sentencia de salto es el goto,
que nos permite saltar incondicio-nalmente
a la etiqueta referida. Su
sintaxis es la siguiente:
goto nombre_etiqueta
De esta manera, salta a la sentencia
siguiente donde está ubicada la eti-queta.
La sintaxis de la etiqueta es la
que vemos a continuación, y cabe
aclarar que debemos incluir los dos
puntos en la sintaxis.
nombre_etiqueta:
Otra sentencia de salto es exit, que
nos permite salir de una función o
de un procedimiento y volver al
punto en el que se había invocado a
la rutina. También contamos con
gosub y continue, pero como enten-demos
que violan demasiado el flu-jo
del programa y porque son fácil-mente
reemplazables por alguna de
las opciones que ya presentamos, no
vamos a ver detalles sobre ellas. Lo
único que nos interesa resaltar en es-te
punto, es que todas estas senten-cias
de salto hacen más compleja la
depuración y la lectura del código,
por lo que aconsejamos evitarlas
siempre que sea posible.
123
… RESUMEN
En este capítulo hemos realizado un primer acercamiento a los diferentes len-guajes
que podemos utilizar para la programación de los micros de Microchip. De
todos ellos, nos hemos quedado con el que consideramos más sencillo, y que pro-bablemente
resulte familiar a todos los que alguna vez programaron en algún
lenguaje. MikroBasic, además de brindarnos un lenguaje Basic muy accesible, po-see
una IDE muy completa y amable para este duro proceso de programación. He-mos
presentado los elementos esenciales del lenguaje y nos hemos introducido
en la estructura de los programas y sus sentencias. Los ejemplos que hemos
mostrado son pequeños, dado que en el próximo capítulo, al conectar los moto-res,
podremos comenzar a darle vida a nuestro robot.

✔
ACTIVIDADES
1 ¿A qué llamamos lenguajes de bajo y al-to
124
nivel? ¿Qué ventajas y limitaciones
presenta cada uno?
2 ¿Qué características presenta el Pic-
Basic Pro?
3 ¿Cuál es la IDE de PicBasic Pro? ¿Qué
características presenta?
4 ¿Qué es el ICD?
5 ¿Para qué es útil programar en CCS C?
6 Recuerde tres razones por las cuales
elegimos mikroBasic para programar
nuestro robot.
7 ¿Qué características presenta el edi-tor
de mikroBasic?
8 ¿Cómo es la organización de archivos
de un proyecto en mikroBasic?
9 ¿Qué son los tokens y los espacios en
blanco?
10 ¿Qué módulos encontramos en un pro-yecto
mikroBasic?
11Defina el alcance y la visibilidad de las
variables.
12 ¿Cuáles son los tipos de operadores que
podemos encontrar en mikroBasic?
13Compare las sentencias for, while y
do. Para cada una de ellas, construya
una estructura con el mismo compor-tamiento
mediante la utilización de
cada una de las otras dos. Por ejem-plo,
construya una estructura for con
while y otra con do.

Robótica
Recorrer
el mundo
Capítulo 6
Una de las características fundamentales
de los robots autónomos móviles es la
habilidad de transportarse por el
ambiente en el que desempeñan sus
tareas. La navegación de un robot
de ruedas laterales no es sencilla si
queremos optimizar el tiempo que nos
lleva llegar hasta un punto determinado.
Nuestro objetivo en este capítulo es
aprender qué tipo de motores
podemos utilizar en nuestro robot
y cómo programarlos.
El movimiento del robot 126
Tipos de motores 126
Motores de corriente continua 127
Motores paso a paso
(Motores PaP) 135
Servos 140
Resumen 145
Actividades 146

EL MOVIMIENTO
DEL ROBOT
Nuestro robot crece. Después de va-rios
intentos le hemos podido brin-dar
una inteligencia precaria. Puede
encender o apagar un led, lo que nos
emociona cada vez que ocurre. Pero
nada nos conforma.
Queremos que empiece a andar, a
hacer su propio camino. Y es por eso
que analizamos con cuidado cuáles
serán sus futuros pasos. Lógicamen-te,
en los diferentes tipos de am-bientes
donde puede moverse nues-tro
robot necesita de diversos meca-nismos
de locomoción. ¿Volará hacia
otros planetas? ¿Se sumergirá en bus-ca
de tesoros? ¿Reptará en pantanos
movedizos? ¿O sólo se trasladará so-bre
un piso pulido, sin rebordes ni
pelos que traben sus motores?
Como ya habrá tiempo de hazañas y
proezas, por ahora nos basta con re-correr
con dos ruedas sencillas una
superficie que no presente proble-mas.
Cuando veamos que ya domi-na
el mundo de dos dimensiones del
piso, estaremos en condiciones de
proyectar otros horizontes.
Tipos de motores
Como hemos comentado en capítu-los
anteriores, la arquitectura de
nuestro robot con respecto a sus me-canismos
de locomoción será extre-madamente
sencilla. Usaremos rue-das
laterales, que nos permiten tener
control mediante un sistema de pro-gramación
al alcance de todos, y que
desde el punto de vista mecánico
son fáciles de implementar. En el
Capítulo 8, donde construiremos el
cuerpo de nuestra criatura, analiza-remos
todas las posibilidades de lo-comoción
que tenemos con nuestro
robot, pero por ahora pondremos
nuestro esfuerzo en controlar los
motores, que no es poco.
Aunque ya hicimos una introducción
muy breve de cada uno de los tipos de
6. RECORRER EL MUNDO
Figura 1. Determinación de los polos
por el pasaje de corriente en la bobina.
Figura 2. Si invertimos la polaridad
de la bobina, cambiamos los polos
del núcleo.
126

motores clásicos que podremos utili-zar,
▲
ahora presentaremos en forma
profunda cada uno de ellos, y desa-rrollaremos
la electrónica necesaria
para conectarlos con nuestro contro-lador.
Además, veremos un conjunto
de ejemplos de programación para
poder manejarlos en forma efectiva.
Es posible que al principio resulte un
poco complejo, pero creemos que los
ejemplos aclararán el panorama.
Motores de corriente continua
Los motores de corriente continua
(CC) son los actuadores que podre-mos
conseguir con mayor facilidad, y
que seguramente estarán presentes en
muchos de nuestros robots. En gene-ral,
están formados por dos imanes
pegados a la carcasa del motor y un
conjunto de bobinas de cobre en el
eje del motor. El funcionamiento se
basa en la atracción o la repulsión en-tre
el campo magnético que se gene-ra
en las bobinas por el paso de la elec-tricidad
El movimiento del robot
y los imanes que se encuen-tran
alrededor de ellas. Veamos cómo
se produce esta interacción. Cuando
la corriente eléctrica pasa por la bobi-na,
genera en el núcleo un campo
magnético con una orientación de-terminada,
es decir, un polo Norte y
uno Sur (Figura 1). Si cambiamos la
polaridad de la bobina, se invierte la
dirección de los polos (Figura 2). Los
dos imanes que se encuentran en la
carcasa tienen polos distintos.
Si aprovechamos el efecto magnético
de que los polos iguales se rechazan
y los opuestos se atraen, cambiamos
la polaridad de la bobina, y genera-mos
rechazo o atracción entre ellas y
los imanes de la carcasa (Figura 3). De
esta manera, y si consideramos que
tenemos más de una bobina, genera-mos
el movimiento del motor con su
respectivo torque. Este último con-cepto
se refiere a la potencia o la
fuerza que tiene el giro del motor, y
RECICLADO
El reciclado es una tendencia que, además de proteger el medio ambiente, nos permi-te
ahorrar dinero. Además de todas las recomendaciones que hacemos aquí para recu-perar
partes de equipos o juguetes que ya no utilicemos, Internet es una fuente adicio-nal
de ideas. Estos son algunos sitios interesantes donde se explica cómo reciclar com-ponentes
de aparatos en desuso. Muchos de ellos serán útiles para nuestros robots:
127
•Reciclaje y proyectos electrónicos: http://heli.xbot.es/wp/.
•Proyecto EconoBot (un robot de costo cero): http://mundobot.com/blog/.
•Disquetera convertida en robot: www.sorgonet.com/trashing/madmaxfloppy/.

S S II II
que depende de la cantidad de
energía que pasa por las bobinas, la
cantidad de vueltas del bobinado, el
grosor del alambre, etcétera.
Los motores de CC tienen dos pun-tos
de conexión para la fuente de ali-mentación,
y según cómo lo conec-temos,
el motor girará en un sentido
o en otro. El problema es que noso-tros
queremos lograr esto en el mo-mento
en que el robot está en fun-cionamiento.
¡Sería desprolijo correr
detrás del robot para invertir la di-rección
de sus motores mediante
algún dispositivo físico! Por lo tanto,
necesitamos algún artilugio electró-nico
que nos permita determinarlo al
enviar una señal con nuestro micro.
En este momento podríamos pensar
en conectar directamente el motor al
16F88. ¡Error! Los motores absorben
demasiada corriente. Si los conecta-mos
directamente al micro, se que-marán
(que es algo que con seguridad
no queremos hacer). Es por eso que
entre el micro y los motores incorpo-ramos
una etapa intermedia, conoci-da
como etapa de potencia. Cuando
utilizamos una fuente de alimenta-
128
Torque
Figura 3. Efecto de giro del motor gracias a la atracción/el rechazo
del núcleo de la bobina y los imanes de la carcasa.
▲
PARA VER EL FUNCIONAMIENTO INTERNO DE UN MOTOR CC
En la Web podemos encontrar varios sitios con información más detallada sobre el fun-cionamiento
de los motores CC. Uno de los más completos es www.walter-fendt.
de/ph11s/electricmotor_s.htm, donde vemos en una simulación en Java los pasos que
realiza el motor en su giro. Allí podremos cambiar algunas variables que nos permi-tirán
comprender en forma más precisa las características de estos motores.

ción simple, como es nuestro caso, se
utiliza un puente H (H Bridge), cu-yo
esquema electrónico básico es el
que podemos ver en la Figura 4.
Cuando C1 no tiene corriente (está
en 0) y C2 sí la tiene (está en 1), el
motor gira en el sentido de las agu-jas
del reloj. En el caso contrario, el
motor invierte el sentido de su giro.
Cabe aclarar que el esquema es más
complejo que el que vimos. Por
ejemplo, necesitamos un mecanismo
que impida que las dos señales se ac-tiven,
porque estarían en riesgo los
transistores y la fuente. Para estos y
otros problemas, la solución más
sencilla es utilizar un integrado que
una todos estos componentes en un
solo chip, y así se soluciona todo en
129
+ Vcc
GND
PNP
C 1 C 2
NPN
PNP
NPN
Figura 4. Esquema básico de un puente H.
❘❘❘
EL L293D Y EL L293B
En general, cuando vamos a comprar el
integrado L293D nos informan que tie-nen
el L293B. ¿Qué diferencia existe
entre ellos? ¿Es lo mismo llevar el que
nos ofrecen? El L293D provee 600 mA
por canal, mientras que el otro nos
ofrece 1 A. Por otra parte, el D tiene los
diodos de protección en forma interna,
que en el caso del B, debemos agre-garlos
nosotros para evitar que el inte-grado
se queme ante cualquier even-tualidad
que tenga el motor.
Una combinación de ambos es el TI
SN754410, que combina lo mejor de los
dos. Este integrado es un reemplazo
plug and play del L293D, así que pode-mos
comprarlo sin problema.

un solo componente. El integrado
propuesto para esta función es el
L293D, que cuenta con cuatro dri-vers
de potencia y diodos de protec-ción
para los motores (Figura 5). De
la misma manera, podríamos utilizar
otros integrados como el UCN5804,
el BA6286, el L293B, etcétera.
Con el L293D podremos controlar
cuatro motores con un solo sentido
de giro, es decir, que gire o esté de-tenido,
o dos motores con inversión
de giro. Este último caso es el que
más nos interesa a nosotros para
construir un vehículo móvil. Si co-nectamos
el motor en los pines 3 y
6, según el estado de los pines 1, 2
y 7, lograremos el sentido del giro
del motor, su freno o un estado de
punto muerto, como podemos ob-servar
en la Tabla 1.
En este punto, ya sabemos cómo
controlar el sentido de los motores,
y si están frenados o libres, pero to-davía
no hemos resuelto el tema de
la velocidad. Es importante recordar
que estos motores tienen poca fuer-za
y mucha velocidad, con lo cual es
necesario agregarles un sistema de
reducción para aumentar la fuerza y
reducir la velocidad. Más adelante
veremos una solución interna al mo-tor
y, en el Capítulo 8, opciones para
soluciones externas. De todas for-
130
Vc
M
l 2
7 6 3 2
16
Vss
Chip Inhibit
4, 5, 12, 13
8
l 1
1
Figura 5. Diseño de conexiones para controlar un motor
con inversión de giro mediante el uso del L293D.

mas, necesitamos un mecanismo
electrónico de control para poder
modificar la velocidad del motor.
Uno de ellos es la modulación por
ancho de pulso (Pulse With Modu-lation,
PWM), que ya mencionamos
para el control de los servos.
También en los motores de CC uti-lizamos
PWM, pero en un sentido
distinto al que se usa con los servos.
Dado que necesitamos generar los
pulsos, es necesario entender cómo
funciona esta modulación. En la Fi-gura
6 podemos ver un ejemplo grá-fico
de esto. En PWM, la frecuencia
de los pulsos se mantiene constante.
Lo que se modifica es el tiempo en
el que la señal está alta dentro de
esos pulsos. Cuanto más largo sea el
tiempo en el que la señal esté alta,
mayor será la velocidad del motor.
Para dar un ejemplo más sencillo,
imaginemos que tenemos el motor
conectado a un interruptor que con-trolamos
con la mano. Con una fre-cuencia
de dos segundos, encende-mos
(señal alta) y apagamos (señal
baja) el motor dentro de ese tiempo.
Por ejemplo, podríamos tenerlo un
segundo prendido y un segundo
apagado. O un segundo y medio
prendido y medio segundo apagado.
En el primer caso, se lograría mayor
velocidad que en el segundo ejem-plo.
La velocidad mayor se da cuan-do
lo tenemos prendido práctica-mente
los dos segundos completos.
Con este control, la cantidad de co-rriente
es constante, la tensión no
varía y, por lo tanto, el torque es el
131
PIN 1 PIN 2 PIN 7 ESTADO DEL MOTOR
H H L Gira como las agujas del reloj.
H L H Gira en sentido contrario a las agujas del reloj.
H Pin 2=Pin 7 Motor frenado.
L X X Motor en punto muerto.
Tabla 1. Cómo lograr cada estado del motor con los pines
del L293D. H: high (alto); L: low (bajo).
Velocidad
Mínima
Velocidad
Máxima
Figura 6. Ejemplo gráfico de la modulación por ancho de pulsos.

mismo. Como veremos más adelan-te,
lograremos el control del motor
con PWM mediante la programación
de nuestro micro. Gracias al L293D,
no necesitaremos más electrónica que
la presente en nuestra controladora,
dado que los diodos de protección
del motor se encuentran incorpora-dos
en el integrado.
Otro mecanismo habitual para el
control de la velocidad de los moto-res
de CC es la modulación por fre-cuencia
de pulsos (Pulse Frequency
Modulation, PFM). En este caso, la
proporción de la señal alta y baja
dentro del pulso se mantiene cons-tante.
Lo que cambia es la frecuen-cia
de los pulsos. Cuanta más alta es
la frecuencia, la potencia aumenta.
No entraremos en detalle porque no
será el mecanismo que utilizaremos
en nuestro robot.
Ejemplos de programación de un
motor CC con nuestro controlador
Como podemos observar en la cons-trucción
del controlador, el motor 1
está conectado a los pines 11 y 14
del L293D (Output 3 y 4, respecti-vamente)
y el motor 2 a los pines 3
y 6 (Output 1 y 2). Para realizar
nuestros ejemplos trabajaremos so-bre
el motor 1, pero desde ya que lo
que veamos sobre este motor es apli-cable
al otro. El control de los pines
11 y 14 está dado por los inputs 3 y
4, ubicados en los pines 10 y 15 del
L293D. Si seguimos las conexiones
de nuestro controlador, podemos
ver que estas dos entradas están con-troladas
por RB1 y RB2 del 16F88
(pines 7 y 8). De esta manera, po-demos
reformular la tabla que vimos
antes para mostrar cómo se com-portará
el motor 1 según el estado
de los pines 7 y 8 del 16F88. El re-sultado
de esta reformulación lo po-demos
ver en la Tabla 2.
Sin embargo, como detalle adicio-nal,
cabe aclarar que no podremos
lograr este último estado en nuestro
controlador porque el pin 9 del
L293D está en alto constantemente
y no está controlado por el 16F88.
❘❘❘
Cuando construimos nuestros robots,
aparecen problemas físicos que segura-mente
132
PROBLEMAS FÍSICOS
hemos visto en nuestros estudios,
pero que tal vez no vinculamos. Por
ejemplo, uno de los problemas es el te-ma
de la reducción. ¿Por qué si aumen-tamos
la fuerza disminuye la velocidad?
¿Cómo deben ser los engranajes para
lograr esto? De la misma manera, otros
conceptos tecnológicos fundamentales
que surgen de nuestra obra serán las
poleas, las cadenas de transmisión, las
estructuras rígidas y flexibles, las palan-cas,
etcétera. Tal vez no esté nada mal
repasar estos conceptos para entender
por qué funciona o no nuestro robot.

Ejemplos de código en mikroBasic
Aunque los ejemplos más completos
estarán incluidos en los capítulos
donde haremos robots para cumplir
misiones específicas, ya podemos
comenzar a realizar algunos progra-mas
para empezar a testear a nuestro
robot. En el capítulo pasado en-cendíamos
y apagábamos todo el
PORTB para encender y apagar el led.
A partir de ahora comenzaremos a
ser más delicados, y sólo encendere-mos
los bits que sean necesarios pa-ra
cada caso. Por ejemplo, en el ca-so
del programa que titila el led, só-lo
deberíamos encender el Rb3, co-mo
vemos a continuación:
program TitilaLedPreciso
main:
TRISB = 0
‘ Configura los pines de PORTB
como salida
while true
PORTB.3 = 1
‘ Enciende RB3 donde está
conectado el led
delay_ms(500)
‘ Espera 500 milisegundos
PORTB.3 = 0
‘ Apaga RB3
delay_ms(500)
‘ Nuevamente espera 500
milisegundos
wend
end.
Con la misma lógica, podemos hacer
que el motor 1 encienda un segundo en
un sentido, otro segundo en el sentido
contrario, y un segundo se encuentre
detenido (¡No nos olvidemos de que
debemos conectar el motor en 1!).
program mueveMotorCC
main:
TRISB = 0
‘ Configura los pines
de PORTB como salida
while true
‘Configuramos el Pin 7
y el 8 para girar en
un sentido
133
L293D-PIN 9 L293D-PIN 10 L293D–PIN 15 ESTADO DEL MOTOR
16F88-PIN 8 16F88-PIN 7
H H L Gira como las agujas del reloj.
H L H Gira en sentido contrario a las agujas del reloj.
H Pines en mismo estado Motor frenado.
L X X Motor en punto muerto.
Tabla 2. Estados del motor de CC al utilizar la programación de nuestro 16F88.

PORTB.1 = 1
‘ Enciende RB1
(Pin 7 del 16F88)
PORTB.2 = 0
‘ Apaga RB2 (Pin 8
del 16F88)
delay_ms(1000)
‘ Espera 1 segundo
‘Configuramos
el Pin 7 y el 8
para girar en el
otro sentido
PORTB.2 = 1
‘ Enciende RB2
(Pin 8 del 16F88)
PORTB.1 = 0
‘ Apaga RB1 (Pin 7
del 16F88)
delay_ms(1000)
‘Configuramos el Pin
7 y el 8 para
que el motor se
detenga
PORTB.1 = 0
‘ Enciende RB1
(Pin 7 del 16F88)
134
PORTB.2 = 0
‘ Enciende RB2
(Pin 8 del 16F88)
delay_ms(1000)
wend
end.
Motorreductores CC
Como ya comentamos, los motores
CC tienen mucha velocidad y poca
fuerza, por lo que se hace necesario
el uso de un sistema de reducción
para poder equilibrar estas variables.
Una de las soluciones es construir
una caja reductora externa al motor.
Sin embargo, en los últimos años
han surgido motores de CC que ya
proveen esta solución a nivel inter-no.
A estos motores se los conoce co-mo
motorreductores. Consisten en
un micromotor de CC con una ca-ja
reductora que usa el sistema de ti-po
planetario en un compartimien-to
sellado, lo que libera al sistema de
la suciedad que podría afectar su
funcionamiento (Figura 7).
▲
DÓNDE CONSEGUIR MOTORREDUCTORES
Los motorreductores son más difíciles de conseguir que los motores de CC con-vencionales.
Sin embargo, una forma sencilla de hacerlo es convertir un servo co-mo
veremos al final de este capítulo. Si queremos comprar directamente uno, aquí
van algunas páginas web de proveedores:
•Ignis (fabricante): www.ignis.com.ar.
•Robodacta (proveedor de elementos de robótica): www.robodacta.com.

Como ejemplo de estos motorreduc-tores,
podemos presentar el modelo
MR-4 de Ignis, que tiene un torque
de 0,12 a 2 Kgf*cm, según el mode-lo,
con un consumo de 100 mA. Los
modelos existentes son el 4-15, 4-50,
4-100 y 4-200, donde el último nú-mero
indica la cantidad de revolucio-nes
por minuto (RPM: a mayor
RPM, menor fuerza, como ya hemos
visto). Funcionan desde los 6 hasta los
12 V, pero toda la información de su
hoja de datos está basada en una ali-mentación
de 12 V (Figura 8).
En algunos casos, es posible conse-guir
un reductor para conectar en
forma externa a un motor de CC,
pero en términos de costos y de
complejidad en la conexión de ma-teriales,
no es aconsejable.
Motores paso a paso
(Motores PaP)
Como hemos visto, el control de un
motor CC es relativamente sencillo.
Pero, si necesitáramos precisión en
la cantidad de rotaciones del motor,
sería casi imposible lograrlo con un
135
Figura 7. Vista interna de la caja de
reducción de un motorreductor pendular.
Figura 8. Un motorreductor con sinfín
es lento pero tiene muchísima fuerza.

motor de ese tipo. Los motores de
CC tardan un tiempo en lograr la
velocidad buscada y cuando se los
deja de alimentar, poseen inercia y
tardan en detenerse. Por lo tanto, es
una cuestión de suerte lograr un nú-mero
preciso de vueltas. Si necesita-mos
fracciones de vueltas, esto es
aún más complejo. Si le agregamos
un sistema de reducción al motor
podremos disminuir el problema,
pero no desaparece por completo
por la cantidad de variables que en-tran
en juego: fricción de los engra-najes
del sistema de reducción, peso
del rotor, fricción interna del motor,
temperatura, etcétera.
Para lograr esta precisión necesita-mos
un motor PaP (Figura 9) o un
servo. Los motores PaP tienen un
mecanismo que les permite girar un
ángulo determinado. Los más comu-nes
están formados por un rotor (un
imán permanente) y un conjunto de
bobinados en el estator. No giran li-bremente
por sí mismos, sino que
avanzan al girar pequeños pasos por
cada pulso que se aplica. El tamaño
del paso, en grados, es lo que defi-
136
Figura 9. En esta imagen podemos ver ejemplos de motores paso a paso.
❘❘❘
ELEMENTOS QUE SE OBTIENEN AL RECICLAR APARATOS
Disqueteras de 3 1/2: motor paso a paso del cabezal, motor de cc del giro del disco
y electrónica de control de los motores.
Disquetera de 5 1/4: lo mismo que en la disquetera de 3 1/2.
Reproductor de DVD: distintos drivers para motores, motor paso a paso del cabezal,
motor de CC del giro del disco, motor CC de la carga del disco.
Impresora: motor paso a paso de avance del papel, motor paso a paso del cabezal,
drivers de los motores paso a paso.

nirá la precisión que tendremos en
nuestro motor. Los pasos más comu-nes
que podemos encontrar son:
0,72°; 1,8°; 3,6°; 7,5°; 15° y 90°. En
el primer caso, para dar un giro com-pleto
necesitaremos 500 pasos. En
cambio, en el último, con 4 pasos ha-bremos
dado la vuelta entera. En ge-neral,
en la carcasa del motor se in-dica
la cantidad de grados por paso.
Si esto no es así, aparecerá la canti-dad
de pasos por revolución. Para
calcular los grados por paso, dividi-mos
360° por la cantidad de pasos.
Dentro de los motores de imán per-manente,
nos encontramos con dos
tipos distintos, los unipolares y los
bipolares, que exigen circuitos de
control distintos (Figura 10).
Los bipolares son más complejos de
controlar que los unipolares, pero son
más livianos y tienen mejor torque. El
control ha dejado de ser un problema
gracias a integrados como el L293D.
Una vez que consigamos un motor de
este tipo, debemos distinguir los ca-bles
No. DE PASO 1A 1B 2A 2B
1 +Vcc Gnd +Vcc Gnd
2 +Vcc Gnd Gnd +Vcc
3 Gnd +Vcc Gnd +Vcc
4 Gnd +Vcc +Vcc Gnd
Tabla 3. Secuencia de pasos para poder
controlar un motor paso a paso bipolar.
1a, 1b, 2a y 2b. Esto es sencillo
con un tester, dado que podemos de-tectar
continuidad entre los cables
que pertenecen a la misma bobina.
Para lograr el giro del motor bipolar,
debemos invertir las polaridades de las
bobinas 1 y 2 en una determinada se-cuencia
para girar a favor de las agujas
del reloj, y en la secuencia invertida
para girar en sentido contrario. La se-cuencia
es la que vemos en la Tabla 3.
Para realizar este control usaremos el
L293D. En este caso, podremos con-trolar
sólo un motor paso a paso, da-do
que tendremos que usar los cua-tro
puentes H que ofrece el integra-do
para lograr la secuencia. Debería-mos
conectar cada uno de los 4 ca-
137
1a
1b
M
2a 2b
1a
Com1
M
Com2
1b
2a 2b
Motor-PaP Bipolar Motor-PaP Unipolar
Figura 10. Esquemas de las bobinas de los motores bipolares y unipolares.

bles en los conectores del motor 1 y
el motor 2 de nuestro controlador
(Figura 11). Luego, si programamos
las salidas del 16F88 que se corres-ponden
con los inputs del L293D
para seguir la secuencia anterior, lo-graremos
el giro del motor. Cuanto
más rápida suceda esa secuencia, más
rápido será el movimiento del motor.
Los motores unipolares cuentan con
5 ó 6 cables, según cómo sea el cone-xionado
interno. Si es de 6 cables, ten-dremos
que detectar cuáles represen-tan
a Com1 y Com2 (Figura 10). Al
unir esos dos cables, tendremos la mis-ma
configuración que en los motores
de 5 cables (Figura 12). Para detectar las
parejas 1A y 1B, y 2A y 2B, medimos
la resistencia. Cuando encontremos la
resistencia más alta, habremos deter-minado
la pareja correspondiente. Los
cables Com1 y Com2 contra esos ca-bles
tienen una resistencia baja (y
además, habitualmente, son los únicos
dos que tienen el mismo color). Si la
medición no marca nada, hemos co-nectado
cables de bobinas distintas.
Por lo tanto, ya tenemos definidas las
parejas y el cable común.
Ahora, para determinar cuál es cuál,
alimentamos al motor por el quinto
cable o por el cable común con la ten-sión
correspondiente. Tomamos uno
de los otros cuatro cables, le ponemos
la etiqueta 1A y lo conectamos a ma-sa.
Luego tomamos otro y también lo
conectamos a masa. Si gira en senti-do
de las agujas del reloj, lo nombra-mos
1B, si gira al revés, 2B y si no gi-ra,
2A. De esta manera, podemos eti-quetar
todos los cables.
Tenemos tres formas distintas de con-trolar
los motores unipolares. En todas
ellas, si invertimos la secuencia cam-
Figura 11. Un ejemplo de motor
bipolar, con 4 cables.
138
Figura 12. Ejemplo de motor
unipolar con 5 cables, que tiene
los dos rojos comunes.

biamos el sentido de giro. El control
más habitual es encender de a dos las
bobinas, de la siguiente manera:
1 H H L L
2 L H H L
3 L L H H
4 H L L H
Tabla 4. Secuencia de pasos
para controlar un motor unipolar.
Al encender las bobinas de a dos, el
campo magnético es más fuerte, y el
motor tiene mayor torque y más fuer-za
al ser frenado. Otro control es en-cender
❘❘❘
las bobinas de a 1:
1 H L L L
2 L H L L
3 L L H L
4 L L L H
Tabla 5. Otra secuencia para
controlar un motor bipolar, más
sencilla pero con menos torque.
Es más sencillo que el esquema an-terior,
pero el motor tiene menos
torque. Si combinamos estos dos es-quemas
podemos duplicar la canti-dad
de pasos de este motor, como
podemos ver a continuación:
1 H L L L
2 H H L L
3 L H L L
4 L H H L
5 L L H L
6 L L H H
7 L L L H
8 H L L H
Tabla 6. Combinación de los dos
mecanismos anteriores que nos
permiten mayor precisión en los giros.
De esta forma, duplicamos la cantidad
de pasos al girar el rotor en cada bobi-na
y entre dos bobinas contiguas. A es-ta
secuencia se la conoce como se-cuencia
de medio paso. Hay que te-ner
en cuenta que en los tres tipos de
controles debemos ser cuidadosos con
la velocidad en el cambio de los esta-dos,
porque si es muy veloz podemos
no alcanzar el tiempo necesario para
que el rotor se acomode en la nueva po-sición.
Si es así, obtendremos un mo-vimiento
extraño, aleatorio del motor.
DETECTAR EL TIPO DE MOTOR PASO A PASO A SIMPLE VISTA
•Un motor PaP con 5 cables es casi seguro de 4 fases y unipolar.
•Un motor PaP con 6 cables probablemente sea de 4 fases y unipolar, con 2 cables co-munes
para la alimentación. Buscar si dos cables tienen el mismo color y unirlos.
139
•Un motor PaP con 4 cables con seguridad es bipolar.

● Terminal de control: es por donde
ingresamos la señal que permite de-terminar
el ángulo del motor.
Los colores de estos cables varían
según cada fabricante, pero en la Ta-bla
7 presentamos un detalle con los
colores utilizados por los principales
fabricantes de servos.
Habitualmente, la capacidad de gi-ro
de un servo es de 180 grados, pe-ro
más adelante veremos cómo eli-minar
este límite. El circuito de con-trol
posiciona al eje y compara la
señal que recibe de un potencióme-tro
interno con la señal de control
externa. Cuando gira el eje, también
gira el potenciómetro. Por último, el
ángulo va a estar determinado por la
duración de un pulso que se aplica
Servos
Un servo es un motor de CC pero
con dos características fundamenta-les
140
que lo diferencian: una caja de
reducción interna al motor que le
brinda un gran torque y un sistema
electrónico de control que le per-mite
posicionar al motor en el án-gulo
deseado. Se utilizan con mucha
frecuencia en aparatos radiocontro-lados
como aviones, barcos y autos
a control remoto. También se usan
mucho en robótica por su bajo peso
y sus altas prestaciones (Figura 13).
Los servos tienen 3 cables o terminales:
● Terminal positivo: recibe la energía
que alimenta al motor (usualmente,
de 4 a 8 voltios).
● Terminal negativo: dirigido a tierra.
Figura 13. Servomotor Hitec, muy utilizado en robótica.

FABRICANTE TERMINAL POSITIVO TERMINAL NEGATIVO ENTRADA DE SEÑAL
Futaba Rojo Negro Blanco
Fleet Rojo Negro Blanco
Hitec Rojo Negro Amarillo
Airtronics Rojo Negro Naranja
JR Rojo Marrón Naranja
Kraft Rojo Negro Naranja
Tabla 7. Los colores de los tres cables de los servos de las marcas más conocidas.
al cable de control. Esta señal es una
onda cuadrada de 1,5 ms que se re-pite
a un ritmo de entre 10 a 22 ms,
y con un valor de pico entre 3 y 5 V.
La frecuencia puede variar entre
marcas distintas, pero debe ser una
señal estable para poder conseguir la
rotación precisa. Aquí aplicaremos
de nuevo lo aprendido en PWM. La
posición del eje dependerá del ancho
del pulso de la señal de control. Por
ejemplo, cuando el pulso se mantie-ne
en 1,5 ms, el eje se ubicará en el
ángulo 0, y vamos hacia -90° cuan-do
disminuimos el ancho del pulso
y hacia 90 en el caso contrario.
La descripción que hemos hecho se
refiere a los servos analógicos (que son
los más comunes). Los servos digita-les
tienen, en su placa de control, un
micro que analiza la señal, la procesa
y controla el motor. Reaccionan mu-cho
más rápido a los cambios y tienen
141
Figura 14. Un servo visto por dentro.

más fuerza. Como contrapartida, son
más caros y el consumo de energía es
mayor que en los analógicos.
Modificación de los servos
Como ya hemos comentado, los ser-vos
tienen un radio de giro de apro-ximadamente
180 grados. Su sistema
de control nos permite definir su án-gulo
de rotación en forma precisa y
sencilla, pero muchas veces necesita-mos
que el motor gire 360° en forma
continua, como en el caso de las rue-das.
Para ello vamos a tener que rea-lizar
un conjunto de modificaciones
en el servo. Estas modificaciones pue-den
dañar el servo (de por sí lo dañan
porque cambian su funcionalidad),
por lo que sólo recomendamos reali-zarlas
si no conseguimos motores de
CC con caja reductora integrada, co-mo
los que hemos presentado al co-mienzo
de este capítulo.
Una de las modificaciones posibles
es eliminar el circuito de control y
cortar los topes mecánicos. De esta
forma, lo convertiremos en un mo-tor
de CC con caja reductora. El ca-ble
de control desaparece y sólo te-nemos
dos cables donde se aplica co-rriente.
A mayor corriente tendre-mos
mayor velocidad y, si modifica-mos
la polaridad, podemos cambiar
el sentido del giro. A continuación
veremos los pasos necesarios para re-alizar
la modificación, pero cabe
aclarar que las imágenes sólo son de
referencia, ya que debemos buscar
los pasos correspondientes para
nuestro servo específico.
■ Modificar un servo PASO A PASO
Si el servo posee un engranaje externo en el eje, desatorníllelo con cuida-do,
sin forzar el giro del eje más allá de su tope de rotación.
142

Abra la tapa posterior del servo desenroscando los cuatro tornillos y
desmóntelo en forma completa.
Saque la tapa superior que encierra la caja reductora y preste mucha aten-ción
a la disposición de los engranajes para volver a ubicarlos en su lugar.
143

Corte o extraiga cuidadosamente el tope físico que tiene el engranaje de
salida del servo. Lije con una lija fina para no dejar rebordes o muescas
que provoquen fricciones hostiles al movimiento de la caja reductora.
Elimine el circuito de control. La forma de hacer esto va a depender del
modelo del servo en cuestión. En algunos casos, basta con desvincular
uno de los engranajes del potenciómetro. En otros, habrá que encontrar
el modo de comunicación de los engranajes con el sistema de control.
Para ello, es conveniente buscar en Internet los pasos necesarios para
modificar el servo específico que desee adaptar.

144

Volvemos a repetir: sólo es necesario
realizar esto si no conseguimos un
motorreductor. De todas maneras,
este procedimiento era más habitual
cuando no se conseguían con facili-dad,
pero hoy es mucho más sencillo
comprar directamente uno de ellos
que modificar un servo.
MODIFICAR SERVOS
A continuación presentamos las direc-ciones
de algunos sitios donde se pro-porcionan
los pasos para modificar di-versos
•Futaba 3003:
www.kronosrobotics.com/an116/
GAN116_3003.htm.
•Hitec HS 300:
www.kronosrobotics.com/an116/
GAN116_hs300.shtml.
•Futaba S148:
www.seattlerobotics.org/
encoder/200304/Futaba%20S148%20
Servo%20mod%20for%20PWM.htm.
•Sub micro CS21:
www.dprg.org/projects/1998-04b/
index.html.
145
… RESUMEN
▲
modelos de servos:
Hemos llegado al hermoso momento en que nuestra criatura sale a recorrer el mun-do.
Pero no todo es tan sencillo. En este capítulo hemos analizado los diferentes ti-pos
de motores que pueden usarse con nuestra alimentación de corriente continua.
Los motores de CC son sencillos de conseguir y fáciles de controlar, pero tienen po-co
torque. Por lo tanto, debemos agregarles una caja de reducción para poder mo-ver
las ruedas a una velocidad razonable y con la fuerza necesaria. Por suerte con-tamos
con motorreductores, que ya nos ofrecen ese sistema en forma interna en la
caja del motor, aunque con un costo mayor. También podemos utilizar motores pa-so
a paso, que en general están presentes en disqueteras, impresoras, discos rígi-dos,
etcétera. El control es un poco más complejo, pero nos brindan precisión en sus
movimientos. Si queremos mayor precisión y no necesitamos giros completos, los
servos son la tercera opción para los movimientos de nuestro robot.

✔
ACTIVIDADES
1 ¿Qué es el torque? ¿Cómo se logra en
146
un motor de corriente continua?
2 ¿Qué integrado utilizamos para controlar
los motores de CC? ¿Por qué no los con-trolamos
directamente desde el 16F88?
3 ¿Qué es un puente H?
4 ¿Qué es el PWM?
5 ¿Cuáles son los cuatro estados del motor
de CC? ¿Cómo lo logramos con el L293D?
6 ¿Qué es un motorreductor? ¿Qué venta-jas
y desventajas presenta con respec-to
a un motor de CC convencional?
7 ¿Cómo funciona un motor paso a paso?
8 ¿Qué características tienen los motores
PaP bipolares y unipolares?
9 ¿Cómo se distingue el cableado de los
motores PaP?
10 ¿Qué componentes tiene un servo?
11 ¿Cuál es el objetivo de modificar un ser-vo?
¿Por qué no se recomienda hacerlo?
EJERCICIOS
1 Mediante la utilización de la modula-ción
por pulsos, haga un programa
que, según el valor de una variable,
encienda con mayor o menor potencia
el led de la controladora.
2 Realice un programa para controlar los
dos motores: los primeros 3 segundos
ambos motores deben moverse en un
sentido (lo consideramos avance), lue-go
deben retroceder otros 3 segundos,
posteriormente girar para un lado, de-jar
un motor para adelante y otro para
atrás, y por último invertir el sentido del
giro. Estas últimas dos etapas, también
de 3 segundos cada una.
3 Mediante la utilización de la modula-ción
por pulsos, haga un programa que,
según el valor de una variable, modifi-que
la velocidad del motor 1.
4 Conecte un motor bipolar en los conec-tores
de motor 1 y motor 2, y programe
su funcionamiento con la técnica vista
en la sección correspondiente.

Robótica
Sensar el mundo
Capítulo 7
Cuando construimos robots autónomos,
uno de los desafíos más importantes es
la habilidad de adaptarse al mundo que
los rodea. Si no incorporamos sentidos
a nuestro dispositivo, sólo tendremos
un juguete a control remoto, donde
la inteligencia y la captación del ambiente
están en nuestras manos. En este
capítulo conoceremos los tipos
de sensores que podemos encontrar y
veremos la electrónica y la programación
que usaremos en los próximos capítulos.
Adaptación al entorno 148
Tipos de sensores 148
de los sensores 149
Sensores digitales 152
Los sensores analógicos 158
Tipos de sensores analógicos 162
Resumen 165
Actividades 166

ADAPTACIÓN
AL ENTORNO
Ya piensa, ya camina… La obra con-tinúa
creciendo. Y sin embargo, cada
vez que lo ponemos a nuestro lado pa-ra
que nos acompañe, se lleva por de-lante
una pared, se pierde por lugares
insólitos o se cae por una escalera. Al-go
nos falta, algún soplo de creación
nos hemos olvidado de brindarle a
nuestro robot. ¡Nos hemos olvidado
de incorporarle sentidos! Sin ver, sin
tocar y sin escuchar, es imposible que
se separe de nuestra mano y de nues-tros
ojos. Y es por eso que empezamos
a pensar cuáles serían los sentidos
esenciales que podemos brindarle. ¿Le
agregamos la vista? Es un desafío
complejo, demasiada información
para su pequeña inteligencia. ¿El tac-to
será suficiente? Tendrá una vida
dura, golpeándose contra todo para
poder captar el mundo que lo rodea.
¿El olfato será de utilidad? Muchas
dudas nos preocupan, pero nos lanza-mos
decididos a buscar qué es lo que
nos puede ayudar. Y encontramos que
en el mundo de la electrónica, los sen-tidos
se multiplican infinitamente.
Tipos de sensores
Los sensores tienen como objetivo
captar alguna señal brindada por el
ambiente que rodea al robot, y
transformar esa señal en un impul-so
eléctrico que reciba nuestro con-trolador.
Luego, desde el programa
que usemos para darle comporta-miento,
interpretaremos este impul-so
para actuar en consecuencia.
Cuando hablamos de señales del
ambiente, nos referimos a la infor-mación
habitual que, como huma-nos,
podemos captar: imágenes vi-suales,
olores, información táctil, so-
7. SENSAR EL MUNDO
148
Figura 1. Kephera es un robot con ocho sensores
infrarrojos y una cámara de visión lineal.

nidos y sabores. Pero esto no termi-na
aquí: podemos utilizar otros me-canismos
que superen al sistema
sensorial humano. Contamos con
sensores ultrasónicos para medir dis-tancias,
sensores de metales, detec-tores
de diversos gases, etcétera.
La oferta es muy grande, y cada ti-po
de sensor nos obliga a incorporar
algo de electrónica y de programa-ción
en nuestro robot. En este capí-tulo
veremos los tipos de sensores
que podemos encontrar habitual-mente
en el mercado, sus caracterís-ticas
y cómo podríamos incorporar-los
a nuestro robot. Luego nos de-tendremos
en los sensores que va-mos
a utilizar para los desafíos que
hemos planteado en este libro.
de los sensores
Los sensores determinan en forma
precisa el comportamiento de nuestro
robot. Es por eso que cuando elegi-mos
el tipo de sensor que incorpora-mos,
debemos analizar un conjunto
de características que nos permitirán
definir si es o no el que necesitamos
para nuestra tarea. Éstas son:
● Fiabilidad: esta característica está
muy vinculada al ambiente en el
que se mueve nuestro robot. Por
ejemplo, si utilizamos un sensor de
luz o brillo en un lugar con luz es-table,
Adaptación al entorno
NARICES ELECTRÓNICAS
podremos utilizar sensores
de menor calidad porque sabemos
que los resultados, luego de cali-brar
el sensor, se mantendrán pa-rejos
y podremos confiar en ellos.
En cambio, en los ambientes don-de
las condiciones se modifican en
forma constante, los sensores que
utilicemos deben poseer mecanis-mos
electrónicos de balanceo que
permitan superar estas dificulta-des.
Si los valores devueltos por el
sensor no son fiables, necesitare-mos
compensar este problema con
programación, para lo que utiliza-mos
varias muestras y distintos
métodos estadísticos que ajusten al
mínimo el margen de error. Cabe
aclarar que esto se paga con mayor
tiempo de procesamiento.
● Rango de valores: el rango de va-lores
es el valor mínimo y máximo
que puede devolver el sensor.
149
❘❘❘
De todos los sentidos, es probable que el
olfato y el gusto sean los más complica-dos
de emular. Sin embargo, existen las
narices electrónicas. Esos instrumentos
permiten realizar análisis de una mezcla
de gases, vapores y olores en tiempo re-al.
Sirven para el control de la calidad
alimenticia, el diagnóstico médico, la de-tección
de escape de gases, procesos in-dustriales,
usos militares, etcétera.

● Precisión: aun si se tiene el mis-mo
rango de valores, los sensores
pueden devolver más o menos es-tados
intermedios dentro de ese
rango. Llamamos precisión a la
cantidad de valores distintos que
nos puede devolver el sensor en su
rango de valores. Por ejemplo, no
es lo mismo un sensor de brillo
con un rango de 0 a 100 con una
precisión de 1, que uno con una
precisión de 0.1. En el segundo ca-so,
podremos detectar variaciones
mínimas que en el primero se le-erían
como valores idénticos.
● Velocidad de muestreo: es la fre-cuencia
con la que el sensor refres-ca
su lectura del ambiente. A ma-yor
velocidad, mejor adaptación a
los cambios del mundo en el que se
mueve nuestro robot. Pero por otro
lado, nos exige mayor procesa-miento
de los valores de entrada.
De todas formas, si el sensor tiene
una alta velocidad y no nos da
tiempo para procesar los datos, po-demos
desechar valores de lectura y
lograr la velocidad de muestreo que
necesitemos. En el caso contrario,
no podemos solucionar el proble-ma.
Es decir, nos conviene un sen-sor
con la mayor velocidad de
muestreo posible, que luego regula-remos
al tomar todos los valores o
sólo un conjunto de ellos.
● Costo: aunque en nuestros prime-ros
proyectos tal vez no parezca un
elemento fundamental de análisis,
cuando desarrollemos robots más
complejos nos encontraremos con
limitaciones de este tipo. Y lamen-tablemente,
veremos que hay una
relación lineal entre el costo y las
demás características: los sensores
más caros son mejores.
● Sencillez de uso: en estos prime-ros
pasos, es fundamental que tan-to
la interfaz electrónica que debe-mos
desarrollar entre el sensor y el
micro, como su programación pa-ra
la interpretación de los datos,
sea lo más sencilla posible.
7. SENSAR EL MUNDO
Figura 2. Sick es un escáner láser muy
usado en robótica que permite medir
distancias con precisión milimétrica y
realizar mapeos de objetos próximos.
150

● Tamaño y forma: en el momento
en el que queramos insertar el sen-sor
en nuestro robot, con seguri-dad
querremos realizarle la menor
cantidad de modificaciones posi-bles
a la arquitectura que ya tene-mos
definida. Por otra parte, es ne-cesario
que el sensor esté a la dis-tancia
precisa para poder captar lo
sensado. Por ejemplo, el sensor que
utilizaremos para el seguimiento
de línea es sencillo, pero con un al-cance
muy bajo. Por lo tanto, será
necesario ubicarlo lo más cerca po-sible
de la línea debajo del robot.
Otro ejemplo son los sensores de
tacto: es habitual tener que ampli-ficar
la mecánica del sensor para
detectar con mayor facilidad los
objetos. Para ello es fundamental
elegir el tamaño y la forma que se
adapten a nuestras necesidades en
el conjunto de sensores que cum-plen
la misma función.
● Calibración: en este caso, tam-bién
tenemos el problema de que
cuanto más sencillo sea el sensor,
más trabajo de calibración tendre-mos
que hacer con el software. En
general, la calibración no está
brindada directamente por el sen-sor,
sino que es en la electrónica de
la conexión donde podemos agre-gar
elementos que nos permitan
modificar, con una simple vuelta
de potenciómetro, las señales de
entrada o la sensibilidad de lectu-ra.
Aunque le agreguemos más tra-bajo
al diseño inicial del robot,
luego agradeceremos que con un
destornillador podamos readaptar
al robot a diversos ambientes.
151
Figura 3. Lego provee diferentes sensores,
como los de tacto, luz y sonido, entre otros.

Si tenemos en mente estos principios,
podremos salir en la búsqueda del
sensor que solucione nuestros pro-blemas.
Vamos a dividir nuestro de-sarrollo
en dos grandes grupos de
sensores: los digitales y los analógi-cos.
También podemos clasificarlos
como internos y externos, activos y
pasivos, etcétera, pero hemos elegido
la primera taxonomía porque nos de-termina
diferencias sustanciales en la
electrónica y la programación.
Sensores digitales
Los sensores digitales son aquellos
que, como salida de su sensado del
mundo, nos devuelven hacia el con-trolador
un valor discreto (Figura 4).
El modelo más sencillo de este tipo
de sensores es aquel que directamen-te
nos devuelve un uno o un cero. En
todos los casos, necesitamos de algu-na
interfaz electrónica entre el sensor
y el micro. A veces, esta electrónica
puede ser una simple resistencia y en
otros casos puede ser un desarrollo
mucho más complejo, dependiendo
del tipo de sensor.
Hay una gran variedad de sensores
digitales en el mercado, e incluso po-demos
convertir sensores analógicos
en digitales, como por ejemplo con
el uso del integrado 74HC14. Mu-chos
se conectan de forma similar,
con la utilización de una resistencia
de pull-up conectada a Vcc para
mantener la señal en nivel alto, o a
GND para mantenerla en nivel ba-jo.
Cuando el sensor se activa, la
señal pasa al nivel contrario.
Uno de los sensores digitales más pri-mitivos
es el interruptor o switch, que
7. SENSAR EL MUNDO
152
14.0
12.0
10.0
8.0
6.0
4.0
2.0
0.0
Señal discreta
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Figura 4. Ejemplo gráfico de los valores que entrega un sensor digital.

nos permite representar el sentido del
tacto. Este sentido parece ser uno de
los más simples de implementar, pero
en realidad para reproducirlo en toda
su expresión deberíamos sensar tem-peratura,
contacto y fuerza (por ejem-plo,
no es sencillo reproducir la pre-sión
ejercida por nuestra mano cuan-do
tomamos un objeto frágil, que se
puede deformar por un excesivo nivel
de fuerza). Por ahora nos ocuparemos
del sensado de contacto, con la idea
de detectar colisiones contra objetos
para permitir el cambio de sentido de
nuestro robot. Estos sensores se co-nocen
en el mundo de la robótica co-mo
bumpers. En nuestro controlador
ya tenemos el conexionado y la
electrónica necesarios para conectar
dos de estos sensores (Figura 5).
Estos sensores son dos interruptores
sencillos (abierto/cerrado) que se co-nectan
a +5 V con una resistencia
(Pull-Up) o a GND (Pull-Down). La
153
+ 5
R 3
1 K R 4
1 K
Sensores
Sensor 1
Sensor 2
1
2
3
Figura 5. Conexión de los dos interruptores en nuestro controlador.
❘❘❘
SENSORES DE ESTACIONAMIENTO
Muchos de los sensores que se utilizan para robots, luego desembarcan en la vida
cotidiana. Un ejemplo de esto son los sensores de estacionamiento. Por poco dine-ro
podemos agregarle a nuestro vehículo un sensor de este tipo que nos indica, con
un display o con sonidos, la proximidad de los objetos en la parte trasera de nues-tro
auto. Sólo se activan con la marcha atrás, y nos dan información de distancia
mediante luces, textos o cantidad de bips.

diferencia se producirá si queremos de-tectar
un 0 lógico (entre 0 V y +1,5 V
aproximadamente) cuando se produz-ca
un cambio en el estado del switch o
si, por el contrario, queremos detectar
un 1 lógico (de +2 V a +5 V).
Otra variante es usar contactos nor-malmente
cerrados o normalmente
abiertos, que se comportarán como
una compuerta NOT o directa, si
consideramos el valor TRUE como 1
lógico, que representa +5 V en el pin
del microcontrolador, producto de la
acción Chocar y el 0 como FALSE en
el caso contrario. Como podemos
observar en el controlador, nuestra
entrada está asociada en forma di-recta
a RA3 en el caso del sensor 1,
y a RA4 en el caso del sensor 2. Po-demos
agregarle un condensador de
bajo valor (0.1uF a 1uF) en paralelo
con los contactos del interruptor pa-ra
reducir los efectos de rebote.
Con respecto a los interruptores que
podemos utilizar, la variedad es muy
grande. Uno de los más usados en
robótica es el microswitch. Este sen-sor
cuenta con 3 conectores: C (Co-mmon,
común), NC (Normal Closed,
normalmente cerrado) y NO (Normal
Opened, normalmente abierto).
Cuando el sensor está en reposo, está
cerrado el circuito de C a NC.
Al presionar la extensión metálica que
sirve de amplificador mecánico de la
señal, cerramos el circuito entre C y
NO. Esta extensión metálica puede te-ner
una palanca suficientemente gran-de
(Figura 6) como para poder usarlo de
sensor de tacto sin modificaciones ex-tras.
También puede contar con un pe-queño
rodillo en la punta que nos per-mita
realizar tacto sobre las superficies
sin provocar rozamiento entre el sen-sor
y lo sensado (Figura 7).
Otro sensor que podemos utilizar en
forma digital es el infrarrojo (Figura 8).
7. SENSAR EL MUNDO
Figura 6. Un modelo de
microswitch con palanca grande.
Figura 7. Otro modelo con rueda
en el extremo de la palanca.
154

Esencialmente, consiste en un emisor
de señal infrarroja (un led) y un foto-transistor.
Si ambos apuntan hacia el
mismo lado, tenemos un sensor re-flectivo,
dado que el fototransistor será
estimulado cuando la luz del led se re-fleje
sobre una superficie. Esto es útil
para detectar colores muy distintos
(por ejemplo, una línea negra sobre un
papel blanco) o sensar si el robot está
por caer al vacío (el sensor detecta la re-flectancia
de la mesa, pero al acercarse
a un borde deja de recibir la señal).
Uno de los problemas que podemos
encontrar es que el fototransistor pue-de
estar estimulado por las luces del
ambiente. Para evitarlo, debemos en-capsularlo
de manera tal que sólo el re-flejo
de su led lo estimule. El más co-nocido
y económico de todos es el
CNY70, que también podemos utilizar
como sensor analógico, dado que de-vuelve
un valor entre 0 V (reflejo abso-luto)
hasta 3.3 V (absorción absoluta).
Lo analizaremos más adelante cuando
veamos los sensores analógicos.
Otra forma de utilizar el sensor infra-rrojo
es enfrentar el led con el foto-transistor.
Por lo tanto, lo que pode-mos
detectar allí es el corte de visión
entre ambos. A este tipo de arquitec-tura
se la conoce como sensor de ra-nura.
Podemos utilizarlo simplemente
para la detección de objetos (como se
usa en ciertos estacionamientos para
avisar la salida de un auto) o para con-tar
los pasos de una rueda asociada al
eje de un motor y, de esta manera, ar-mar
un sensor de rotación. Depen-diendo
de cómo está acanalada la rue-
155
Figura 8. Sensor infrarrojo
de tamaño reducido.
❘❘❘
RECICLAR SENSORES PARA NUESTRO ROBOT
En el capítulo anterior ya vimos cómo podíamos reciclar los motores de nuestros an-tiguos
dispositivos. Ahora veamos qué ocurre con los sensores:
Disquetera 5 1/4: detector infrarrojo de ranura para detectar pista cero, fototransisto-res,
led emisor de infrarrojo, detectores de efecto hall.
Disquetera 3 1/2: detector infrarrojo de ranura muy pequeño, microswitches.
Video VHS: led emisor de infrarrojo, receptores de infrarrojo, receptor del IR del con-trol
remoto, microswitches, infrarrojos de ranura, sensores de efecto hall.

da y de la cantidad de sensores que po-damos
utilizar, la detección que pode-mos
hacer puede ir desde contar la can-tidad
de pasos que se han dado, hasta
la codificación de la posición absoluta.
Si queremos conectar un infrarrojo
a nuestro controlador para detectar
una línea negra en el piso o un ob-jeto
muy cercano a nuestro robot,
podemos utilizar la electrónica que
vemos en la Figura 10. Es posible ver
que por un lado tenemos conectado
el led infrarrojo a RA1, al que lo de-clararemos
de salida para poder en-cender
o apagar el led según nues-tras
necesidades. Si queremos que el
led esté encendido todo el tiempo,
directamente podemos conectarlo a
5 V. El fototransistor está en RA2,
para lo cual deberemos declararlo de
entrada. Queda claro que, en estos
transistores, la base no está conecta-da,
sino que es el mismo sensor el
que activa la señal ante la luz.
Otro sensor digital interesante es el
sensor de efecto hall. Este efecto con-siste
en la aparición de un campo eléc-trico
en un conductor ante la presen-cia
de un campo magnético. El inte-grado
Figura 9. Rueda de posicionamiento
absoluto con sensores infrarrojos.
Con siete sensores podemos determinar
128 posiciones distintas de la rueda.
En ese caso, tenemos una precisión
de algo menos de 3 grados.
❘❘❘
Es posible armar sensores digitales caseros con sólo diseñar un dispositivo que cie-rre
UGN3503 puede detectar
cambios magnéticos con precisión.
Tiene 3 conexiones: alimentación,
7. SENSAR EL MUNDO
156
SENSORES DIGITALES CASEROS
o abra el circuito según la detección que se quiera hacer. Por ejemplo, para de-tectar
unos discos de metal que se encontraban pegados al piso, cuyo borde era con-ductor,
realizamos un sensor muy sencillo con escobillas de autitos de carrera. Só-lo
pusimos bajo una madera 14 pedazos de escobilla en forma paralela con una dis-tancia
menor al diámetro de los discos. Conectamos los pedazos impares entre sí y
éstos a la entrada del sensor, y los pares los conectamos a masa. Cuando un disco
tocaba dos de las escobillas, cerraba el circuito y lo detectaba. ¡Gracias a este sen-sor
ganamos un campeonato de robótica latinoamericano!

tierra y salida. Si no hay campo
magnético, la tensión en la salida es
de la mitad de la entrada. Si se acerca
el polo sur de un elemento magneti-zado,
aumenta el voltaje. Y si se acer-ca
el norte disminuye. Si queremos
utilizarlo de esta manera, deberemos
prestar atención cuando veamos có-mo
usar sensores analógicos. Pero si
sólo queremos detectar la presencia o
no de un elemento magnético, nos al-canza
con un procesamiento digital.
Programación de los switches
de nuestro controlador
A continuación presentamos un pro-grama
muy sencillo que nos permite
encender el led cuando detecta la ac-tivación
del sensor de tacto 1 que te-nemos
en nuestro controlador.
program Sensorescapitulo7
main:
TRISA = 255
de PORTA como entrada
TRISB = 0
de PORTB como salida
while true
if PORTA.3=1 then
‘ Verifica el estado del
pin donde está conectado
157
Vss
Infrarrojo
LED2
Photo
PNP
RA0
RA1
RA2
RA3
RA4/TOCKL
17
18
1
2
5 3
1
2
+5
R2
R3
R1
Figura 10. Circuito básico de conexión del infrarrojo a nuestro controlador.

el sensor 1
PORTB.3=1
‘ si está encendido
(el sensor activado)
enciende el led
else
PORTB.3=0
‘ si no, lo apaga
end if
wend
end.
Los sensores analógicos
A medida que nuestro robot evolucio-na,
nos encontramos con la necesidad
de captar el ambiente con mayor pre-cisión.
Ya no nos alcanza con uno o
más sensores digitales. Queremos re-cibir
un valor dentro de un rango. A
los sensores que nos permiten este ni-vel
de precisión se los conoce como
analógicos (Figura 11). Por ejemplo,
una fotorresistencia nos puede entre-gar
un valor entre 0 y 5 V.
Ahora, el problema que tenemos es
que, a pesar de todo lo bueno que
pueda ser nuestro micro, siempre
trabaja en forma digital. Por lo tan-to,
necesitamos convertir esta señal
analógica en un valor digital. Para
ello existen los conversores analógi-cos/
digitales (A/D). Estos dispositi-vos,
a partir del valor de entrada, nos
devuelven un número de 8, 10 ó más
bits. Veamos una tabla de un su-puesto
conversor A/D que provee
una salida de 4 bits. Esto significa
que tenemos 16 estados distintos po-sibles
de salida. Si la entrada es un
valor entre 0 V y 5 V, el esquema
podría ser el que vemos en la Tabla 1.
7. SENSAR EL MUNDO
158
5.0
4.0
3.0
2.0
1.0
0.0
Señal analógica
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Figura 11. Gráfico ejemplo de los valores que entrega un sensor analógico.

VOLTAJE ENTRADA SALIDA
MIN MAX BINARIA DECIMAL
0 0,3125 0000 0
0,3125 0,625 0001 1
0,625 0,9375 0010 2
0,9375 1,25 0011 3
1,25 1,5625 0100 4
1,5625 1,875 0101 5
1,875 2,1875 0110 6
2,1875 2,5 0111 7
2,5 2,8125 1000 8
2,8125 3,125 1001 9
3,125 3,4375 1010 10
3,4375 3,75 1011 11
3,75 4,0625 1100 12
4,0625 4,375 1101 13
4,375 4,6875 1110 14
4,6875 5 1111 15
Existe una inmensa variedad de con-versores
A/D. Habitualmente, se
usan de 8 bits con los micros, como
por ejemplo el ADC0804 (Figura 12).
Este conversor acepta una entrada de
0 V a 5 V.
En su pin 20 alimentamos con 5 V,
en el 9 con 2.5 V (la mitad exacta de
lo que se quiere medir) y en el pin 7
con 0 V. En los pines 8 y 10 se co-necta
a tierra.
En el pin 6 tenemos la entrada analó-gica
y en los pines 11 a 18 tenemos
los 8 bits de la salida digital, que en
nuestro caso deberíamos conectar,
por ejemplo, con RB0 a RB7 (¡nos
159
Tabla 1. Relación de valores en la conversión de una señal
analógica entre 0 V y 5 V a una señal digital de 4 bits.
▲
HOJAS DE DATOS
Si buscamos información sobre algún integrado, seguramente llegaremos a su res-pectivo
datasheet (hoja de datos). Cada fabricante tiene la hoja de datos de sus propios
integrados, pero tenemos sitios que juntan y clasifican las hojas más comunes:
•Universidad Nacional del Sur: www.ceia.uns.edu.ar/integrados/index.asp.
•Catálogo completo de hojas de datos: www.datasheetcatalog.net/es/.

20
19
consume un montón de entradas un
único sensor!). Para que inicie la
conversión, debemos enviar al pin 3
primero un 1 y luego un 0, y al pin
2, al mismo tiempo, lo contrario.
Allí toma la entrada analógica y rea-liza
la salida digital hasta que se vuel-van
a producir las activaciones de los
pines 2 y 3 ya mencionadas. Como
vemos, tener un conversor A/D nos
agrega algunas cuestiones electróni-cas
y nos consume una cantidad im-portante
de entradas digitales. Pero
la electrónica avanza, y es aquí don-de
podemos encontrar la mayor di-ferencia
(para este libro) entre el
16F84 y el 16F88. Este último mi-cro
de Microchip, ¡tiene un conver-sor
A/D incorporado!
En el 16F88 tenemos siete entradas
analógicas (siete canales), asociadas
las cinco primeras a RA0 a RA4 y las
últimas dos a RB6 y RB7, respecti-vamente.
Cada una de ellas nos pro-porciona
un resultado digital de 10
bits, es decir, un valor entre 0 y
1023. Las referencias positivas y ne-gativas
(Vref+ y Vref-) son seleccio-nables
mediante RA2 y RA3.
Los registros de control son:
● ADRESH y ADRESL: parte alta y ba-ja
del resultado, que en nuestro ca-so,
con mikroBasic, podremos ob-tener
de manera directa con la lla-mada
a la función ADC_read.
7. SENSAR EL MUNDO
160
CS
ADC0804
RD1
WR
CLK IN
INTR
Vin+
Vin-
A GN D
Vcc
CLK R
D0
D1
D2
D3
D4
Vref/2
D GN D
D5
D6
D7
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
18
17
16
15
14
13
12
11
Figura 12. Esquema del conversor
A/D ADC0804.
❘❘❘
CONVERSIÓN ANALÓGICO-DIGITAL
Aunque parezca un tema novedoso y desconocido, vivimos rodeados de conversio-nes
de este tipo. Por ejemplo, la música en CD es una conversión a lo digital de las
señales sonoras, que son analógicas. Cuando grabamos con un micrófono en la
computadora, cuando escaneamos una imagen, cuando sacamos una foto digital,
convertimos el mundo analógico real en un formato digital. En todos los casos, ne-cesitamos
pasar del infinito continuo al finito discreto.

● ADCON0 y ADCON1: registros de con-trol
que describiremos más adelante.
● ANSEL: registro de selección de en-tradas
analógicas. También resuel-to
por mikroBasic.
Los pasos de operación del ADC son
complicados. Por suerte, como ya
comentamos, mikroBasic nos pro-porcionar
una solución. Para operar
el ADC desde mikroBasic, en pri-mer
lugar debemos inicializar el re-gistro
de control ADCON1. En este ca-so,
debemos poner un valor que de-termine
los cuatro bits más signifi-cativos
(del 4 al 7). Los bits 4 y 5 de-terminan
los valores de referencia
según la siguiente tabla:
VALOR VREF+ VREF-
00 AVdd AVss
01 AVdd Vref- (RA3)
10 Vref+ (RA2) Avss
11 Vref+ (RA2) Vref- (RA3)
Tabla 2. Valores a ser seteados
en ADCON1 para definir los valores
de referencia Vref+ y Vref- en
la conversión A/D.
En el caso de usar RA2 y RA3, de-ben
ser configurados como entradas
analógicas. El bit 6 determina si la
fuente del reloj de la A/D se divide
por 2 cuando se usa el reloj del sis-tema
(habitualmente lo ponemos en
0). El bit 7 determina cuáles son los
bits que quedarán en 0 en el valor
SENSORES ULTRASÓNICOS
word que devuelve la lectura digital.
Como sabemos que son 10 bits que
quedarán en ADRESH y ADRESL, en-tonces,
si ponemos este bit en 1, los
6 bits que quedan en 0 son los más
importantes, es decir, los 6 más sig-nificativos
de ADRESH. En el caso
contrario, serán los 6 menos signifi-cativos
de ADRESL.
Como paso siguiente, debemos in-dicar
los pines que serán de entrada
en A con TRISA o en B con TRISB.
Para finalizar, leemos el valor del ca-nal
donde tengamos la entrada con
la función Adc_Read(nro de canal),
que devuelve un valor de tipo word.
Cabe mencionar que en el llamado
a esta función se realizan muchos
pasos más que, por suerte, no nos
161
❘❘❘
Émulos del mecanismo de ubicación de
los murciélagos, los sensores ultrasó-nicos
nos permiten medir distancias a
bajo costo. Pueden tener el emisor y el
receptor por separado o utilizar el mis-mo
piezoeléctrico para ambas cosas.
Podemos conseguirlos en algunas cá-maras
antiguas con foco automático, o
utilizar la serie SRF de Devantech.
El más adecuado en este caso es el
SRF08, que funciona con 5 V y tiene ba-jo
consumo.

5 V
E D
5 V
deben preocupar, ya que los realizará
en forma automática.
Con estos pasos, podemos tomar los
valores de los sensores que describire-mos
a continuación, y que nos brin-darán
la riqueza de la precisión que
los sensores digitales no tenían.
Tipos de sensores analógicos
Uno de los sensores más sencillos de
utilizar y más económicos es el fa-moso
CNY70, que ya hemos men-cionado.
Para usarlo, sólo lo conec-tamos
como indica la Figura 13, don-de
la señal debe ir hacia la entrada
analógica.
Otro sensor conocido y económico
es el LDR, que consiste en una re-sistencia
que varía su valor resistivo
en función de la luz que recibe. De
esta manera, podemos obtener infor-mación
compleja del entorno donde
el robot realiza su tarea. También po-demos
agregarle un led específico del
color que deseamos detectar, para
que los valores de rebote sean más
significativos. En la Figura 14 pode-mos
ver la conexión del sensor a
nuestro controlador, y más adelante
veremos cómo programar la detec-ción
de su valor analógico.
7. SENSAR EL MUNDO
❘❘❘
El gran avance de la tecnología nunca terminará de sorprendernos. Unos científicos
japoneses desarrollaron una piel artificial flexible con capacidades sensoriales. Por
ahora sólo son sensibles a la presión, pero en breve tendremos pieles que además
detecten temperatura, fuerza, tensión, etcétera. Esto permitiría una manipulación
mucho más fina de los objetos por parte de un robot, sin necesidad de hacer pro-cesamiento
162
PIEL PARA ROBOTS
de imágenes para lograrlo.
20 K
20 K
Señal
Masa
Masa
Figura 13. Conexión del CNY70
para usarlo como sensor analógico.

OSC1/TCLKIN
OSC2/CLKOUT
Otro sensor analógico corriente es el
potenciómetro. Conectado a un
motor, lo podemos utilizar como
sensor de rotación, principalmente
si es multivuelta.
En la Figura 15 podemos ver el es-quema
de conexión.
Otros sensores analógicos que pode-mos
encontrar en el mercado son:
R3
1K
● De luz o color: fotodiodos, foto-transistores
y CCD (integrado que
posee una matriz de celdas que son
sensibles a la luz).
● De presión.
● Táctiles: a diferencia de los senso-res
de tacto, pueden determinar el
grado de presión y la zona donde
se produce el contacto.
163
Vss
RA0
RA1
RA2
RA3
RA4/TOCKL
17
18
1
2
3
16F88 / 16F84
LDR
R1
+5
Figura 14. Conexión del LDR a nuestro controlador.
❘❘❘
DETECTOR DE MENTIRAS
Si queremos usar nuestro robot para combatir el crimen organizado, además de po-nerle
una capa y un antifaz, podemos agregarle un sensor que nos permita detectar
mentiras. Este sensor es, simplemente, un medidor de la resistencia que tenemos en
la piel, que se modifica cuando transpiramos. Supuestamente, cuando mentimos, su-damos,
y por lo tanto cambiamos esta medida, aunque a veces nos parece que hay gen-te
que miente sin que se le mueva un pelo.

3 3 0
Figura 16. Uno de los tantos sensores
ultrasónicos que hay en el mercado.
● Micrófonos.
● Ultrasónicos: permiten medir distan-cias
con el mismo mecanismo que
utilizan los murciélagos (Figura 16).
● Acelerómetros: detectan acelera-ción
y vibración.
● Inclinómetros: sensan la posición
vertical.
● Termistores: para medir temperaturas.
● Termorresistencias: de la misma
manera que los termistores, permi-ten
medir temperaturas, pero en
condiciones mucho más extremas.
● Pirosensores: divisan fuego por su
capacidad para detectar ciertos
rangos de ultravioletas.
● Humedad.
● GPS.
● Proximidad.
Ejemplo de programación
de la lectura de un LDR
en una entrada analógica
Este ejemplo es una de las pocas co-sas
que no podremos hacer si tenemos
un 16F84, y es por eso que recomen-damos
hacer el pasaje de micro. En el
ejemplo que dimos, teníamos conec-tado
el LDR en RA2. Por lo tanto,
tendremos que leer el canal 2.
program LDR
dim resu as word
main:
ADCON1 = $80 ‘ configuro
la forma de lectura del
valor digital
‘ y que utilizaré
Vss y Vdd como
valores de
referencia.
7. SENSAR EL MUNDO
164
10 K
VCC
al conversor A/D
Potenciómetro
Figura 15. Conexión del potenciómetro
a nuestro controlador.

TRISA = $FF ‘ defino PORTA
como entrada
TRISB = $00 ‘ defino PORTB
como salida
while true
resu = ADC_read(2)
if resu300 then ‘Si el
valor del ldr es
mayor a 300
PORTB.3=1
‘Enciendo el led
else
PORTB.3=0
‘Y si no, lo apago
end if
wend
end.
165
… RESUMEN
Los sensores son uno de los núcleos fundamentales de los robots autónomos. Sin
embargo, presentan diversas dificultades, desde la conexión electrónica hasta el
procesamiento de la información que nos entregan. En este capítulo hemos visto
las características fundamentales de un sensor a la luz que debemos analizar
según el objetivo de nuestro robot. En el conjunto de sensores, tenemos los digi-tales,
que nos devuelven valores discretos, habitualmente, 1 y 0. Entre estos sen-sores,
de fácil procesamiento, podemos encontrar microswitches y sensores de
luz. También tenemos sensores analógicos, que devuelven un valor dentro de un
rango continuo. Dado que nuestros procesadores trabajan en forma digital, de-bemos
pasar este valor de entrada por un conversor analógico digital. Afortuna-damente,
varios micros ya proveen en forma interna ese conversor, como el
16F88 que recomendamos en este libro.

✔
ACTIVIDADES
1 ¿Cuáles son las características esen-ciales
166
de los sensores?
2 ¿Qué es un sensor digital? ¿Cómo con-vertimos
un sensor analógico en uno
digital?
3 Describa los interruptores o micros-witches.
4 ¿Cuáles son los conectores de un mi-croswitch
y cómo se conectan?
5 ¿Cuáles son los tipos de sensores in-frarrojos
que podemos utilizar según
su arquitectura?
6 Describa los sensores de efecto hall.
7 ¿Qué es un sensor analógico? ¿Qué es
un conversor A/D?
8 ¿Cómo se utiliza el conversor ADC0804?
9 ¿Cómo funciona el conversor A/D del
16F88?
10 Describir cuatro tipos de sensores
analógicos.
EJERCICIOS
1 Realizar un programa donde el led se
encienda si los dos interruptores
están en el mismo estado (los dos
presionados o sueltos).
2 Realizar un programa donde el led se en-cienda
cada 3 pulsaciones. Es decir, si se
pulsa una vez o dos veces no se encien-de.
A la tercera pulsación se enciende.
Luego se apaga en la cuarta y quinta, y
vuelve a encenderse en la sexta.
3 Conecte ocho leds al puerto B del mi-cro
y un potenciómetro a una entrada
analógica. Realice un programa que
encienda los leds según la salida digi-tal
del valor del potenciómetro (es de-cir,
que los leds representen los 8 bits
menos significativos de la salida).
4 Conecte un CNY70 y programe el mi-cro
para que el motor 1 se encienda y
el 2 se apague si el sensor está sobre
una línea negra, y al revés si está so-bre
una superficie blanca.

Robótica
El cuerpo
del robot
Capítulo 8
Llegó la hora de armar una estructura que
permita optimizar el funcionamiento del
robot. Para eso buscaremos un equilibrio
entre el peso, la funcionalidad, la
estabilidad y el tamaño. Analizaremos las
arquitecturas posibles y nos detendremos
en los mecanismos de locomoción de los
robots. Ubicaremos los sensores para
captar el ambiente, y dejaremos todo listo
para los próximos capítulos.
Cuerpo a cuerpo 168
de un robot autónomo 169
Robots aéreos 173
Robots subacuáticos 174
Robots terrestres 174
Sistemas con ruedas 179
Estructura de nuestro robot 184
y reducción 190
Cinemática de un robot 194
Odometría 196
Resumen 197
Actividades 198
Colaborador:
Ing. Néstor Balich

CUERPO A CUERPO
Nuestra criatura está creciendo. Es
inteligente, se mueve (aún en forma
torpe), puede detectar el mundo que
la rodea. Pero sabemos que no esta-remos
a su lado toda la vida, y que-remos
preparar a nuestro robot para
vencer distintos tipos de dificulta-des:
seguir una línea, detectar las lu-ces
encendidas y apagadas, jugar al
fútbol con sus compañeritos, luchar
con ellos ante un problema.
El armado incompleto que tiene en
este momento es demasiado frágil
para afrontar todos estos desafíos.
Por eso, necesitamos acomodar to-das
sus piezas y darle una arquitec-tura
que sea fuerte, robusta y veloz.
Pero como siempre, tenemos muchí-simas
opciones: ¿ruedas, orugas o
patas? Y si son ruedas, ¿diferenciales
u omnidireccionales? Y si son patas,
¿dos, cuatro, seis, cien?
Como vemos, no es fácil decidir la
estructura de nuestro robot, y esta
decisión está fuertemente vinculada
con su destino final. En nuestro ca-so,
haremos un equilibrio entre el
costo y la estructura, y tendremos en
mente la posibilidad de encarar di-versos
desafíos con la misma forma.
Pero como ya hemos comentado, el
que mucho abarca, poco aprieta.
El cuerpo que vamos a desarrollar
nos permitirá realizar muchas fun-ciones
distintas, pero en ningún ca-so
será la mejor estructura posible.
Es por eso que presentaremos diver-
8. EL CUERPO DEL ROBOT
168
Figura 1. Dos equipos formados para comenzar
un partido de fútbol de siete contra siete.

sos aspectos de la construcción de
manera tal que más adelante, se pue-da
desarrollar el robot que mejor se
adapte a la tarea final.
de un robot autónomo
Cuando desarrollamos la estructura
de un robot, tenemos que tener en
cuenta un conjunto de variables
que, en muchas ocasiones, se con-traponen.
Desde ya, la variable por
excelencia, lo que tenemos que tener
en mente constantemente, es el ob-jetivo
o la misión del robot. En
nuestro caso, dado que queremos
cumplir diversas pruebas con el mis-mo
robot, tenemos que elegir una
estructura que nos permita acceder
con facilidad a los sensores y cam-biarlos
de lugar con sencillez, entre
otras cosas. Pero como nuestro ob-jetivo
es que luego de leer este libro
podamos comenzar a realizar dife-rentes
diseños de robots, a conti-nuación
presentaremos cuáles son
las características que debemos tener
en cuenta en el desarrollo.
● Ubicación de las baterías: ya he-mos
comentado que éste es un te-ma
especial y molesto. Si en nues-tro
robot agregamos la electrónica
de la carga de la batería, podemos
ubicarla en algún lugar inaccesible
mientras podamos enchufar el ca-ble
de alimentación. Pero si no
Cuerpo a cuerpo
CÓMO UBICAR LAS PILAS
agregamos esto, necesitamos ubi-car
las baterías en algún lugar don-de
podamos sacarlas y ponerlas sin
tener que desarmar todo.
● Ubicación del controlador: tene-mos
un problema similar al de las
baterías. Si desarrollamos la pro-gramación
en circuito (como es
nuestro caso), basta con dejar el
conector para comunicarnos con
el programador. Pero si tenemos el
micro en un zócalo, tendremos
que poder acceder a él para llevar-lo
al programador y regresarlo.
● Tipos de locomoción: otro aspec-to
fundamental es el ambiente
donde el robot debe desarrollar la
actividad. Son tantas las modifica-ciones
que debemos tener en cuen-ta,
que trataremos este tema en
forma detallada más adelante.
169
❘❘❘
Para poder ubicar las pilas de la forma
que más nos convenga, podemos com-prar
los portapilas en diferentes confi-guraciones.
En general, existen porta-pilas
de cuatro pilas, pero podemos
conseguir de dos, de seis y de ocho.
Una vez que tengamos determinada la
configuración que nos será más útil pa-ra
nuestro robot, no tenemos que olvi-dar
conectarlos entre sí en serie para
obtener un negativo y un positivo con el
voltaje necesario.

● Equilibrio del robot: cada am-biente
en particular añade carac-terísticas
específicas a la actividad.
Por ejemplo, uno de los problemas
habituales son las rampas o los
obstáculos. En el caso de las rampas,
tenemos que analizar con atención
si la potencia de los motores nos
permitirá subirlas o bajarlas sin ca-ernos
o quedarnos estancados. Y es-to
no hay que hacerlo mediante el
encendido de los motores y luego
colocar al robot al comienzo de la
rampa para ver si la sube, dado que
si debe sensar para poder subir, el
comportamiento de los motores
será mucho más complejo y con se-guridad
no alcanzaremos la poten-cia
necesaria. Al probarlo es necesa-rio
tener en cuenta todos los pro-blemas
que se encontrará en el tra-yecto
de subida. Lo mismo ocurre
con los obstáculos. Puede ocurrir
que nuestro robot supere uno de
ellos cuando lo ponemos directa-mente
frente a él, pero si llega in-clinado
o mientras analiza los sen-sores,
es posible que fracase en su in-tento.
Es por eso que el verdadero
comportamiento lo vamos a obte-ner
en la arena real. Una buena idea
es construir un espacio lo más pare-cido
posible al que va a tener el ro-bot
como ambiente, para poder tes-tearlo
en forma robusta.
● Superficie donde se desarrolla la
170
Figura 2. La arquitectura del robot dependerá de su objetivo.
Aquí tenemos un robusto luchador de sumo.

actividad: el tipo de superficie tam-bién
genera problemas con respecto
al comportamiento inercial del robot
y su adherencia. Tendremos que de-tenernos
a analizar cómo son nues-tras
ruedas, de qué material están he-chas,
si no es mejor utilizar orugas, si
son de goma, de metal, etcétera.
También en esta oportunidad es más
conveniente tener el material real de
la superficie, porque el comporta-miento
cambia completamente. ¡Y
no nos podemos dar el lujo de tener
juegos de botines completos!
● Ubicación de los sensores: en el
capítulo de los sensores hemos co-mentado
algo sobre esto. Según el ti-po
de sensor, será necesario ubicarlo
Cuerpo a cuerpo
171
Figura 3. La superficie de la cancha determinará
el tipo de ruedas a utilizar.
❴❵
TESTEO DEL ROBOT
Para poder observar el comportamien-to
inercial del robot, es necesario que
lo probemos en los siguientes estados:
•A toda velocidad hacia delante y hacia
atrás, y luego frenar bruscamente.
•A toda velocidad hacia delante y hacia
atrás, y luego dejar las ruedas sin ali-mentación.
•Girar a toda velocidad para un lado y
para el otro y luego hacerlo frenar de
manera brusca.
•Girar a toda velocidad para un lado y
para el otro y luego dejar las ruedas
sin alimentación.

más cerca o más lejos de los objetos
que tendrá que detectar. Por ejemplo,
si usamos un CNY70 para seguir una
línea, prácticamente lo tendremos
que pegar al piso. Por otro lado, tam-bién
es necesario que la ubicación nos
permita aislarlo lo más posible de las
interferencias del ambiente. Por
ejemplo, los sensores de luz de cual-quier
tipo tienen que estar lo más ais-lados
posible de la luz ambiente para
poder tener uniformidad.
● Ubicación de los motores y de la
transmisión: éste es otro proble-ma
importante, en especial si
nuestro presupuesto no nos ha
permitido comprar micromotores
o motorreductores. La ubicación
de los motores nos complicará el
mecanismo de transmisión hasta
las ruedas. Además, cualquier mo-vimiento
o vibración de los moto-res
no contemplado, comenzará a
deteriorar el sistema de transmi-sión.
Tanto los motores como los
ejes donde se asiente la transmi-sión
deben estar robustamente an-clados
para evitar estos problemas.
● Ubicación del sistema de comu-nicación:
si tenemos el placer de
añadir un sistema de comunica-ción
inalámbrico, tenemos que
ubicarlo en algún lugar donde no
tengamos interferencias y donde
podamos cambiar de canal con fa-cilidad
si es necesario (por ejem-plo,
en el caso de uso de radio).
● Tamaño y peso: todo lo que hemos
descripto también está acotado por
estos dos factores, que se presentan
como límites habituales en las com-petencias
de robots. Tal vez el más
sencillo de solucionar es el peso, ya
que si modificamos los materiales
de la estructura del robot, lo
podemos lograr. Pero con
respecto al tamaño, mu-chas
veces, si no hemos pre-visto
con antelación el pro-blema,
estamos obligados a
desarmar el robot en forma ca-si
completa.
Figura 4. No siempre nuestro robot es
prolijo y ordenado en los primeros
intentos. Lo importante es que podamos
cambiar su configuración con facilidad.
172

Todo lo que hemos descripto se apli-ca
a robots terrestres. ¡Imaginemos to-dos
los problemas que surgen en los
aéreos y submarinos! Como el nivel de
complejidad de estos robots supera
nuestro humilde libro, comentaremos
de forma muy simple algunas cuestio-nes
de los robots de este tipo, para lue-go
profundizar en los terrestres.
Robots aéreos
Uno de los problemas fundamentales
que podemos encontrar en el desa-rrollo
de estos robots es la necesidad
de obtener información del ambiente
con una frecuencia mucho mayor que
en el caso de los robots terrestres. En
estos casos, el robot no puede hacer
Cuerpo a cuerpo
nada y debe quedar en estado de re-poso.
Necesariamente tiene que reci-bir
información de su movimiento en
3D y adaptar la velocidad de sus mo-tores
y posicionamiento de sus alas o
rotores en forma constante.
En general, utilizan un sistema re-dundante
de sensores para su posicio-namiento,
de forma tal que ante cual-quier
interrupción momentánea de
uno o más de ellos, pueda recuperar-se
de la pérdida. Por otra parte, con
esta redundancia se logra mayor fia-bilidad
y precisión en la información.
En general utilizan GPS (Global Posi-tioning
System, Sistema de Posiciona-miento
Global), acelerómetros, girós-copos,
telémetros y otros sensores so-
Figura 5. Marvin MarkII, un robot aéreo autónomo desarrollado por el Departamento
173
de Ciencias de Computación de la Universidad Técnica de Berlín.

fisticados para poder ubicarse en 3D.
Los robots aéreos más versátiles son los
helicópteros, pero también se han de-sarrollado
aviones y zeppelines, que
son más estables y fáciles de controlar.
Otro problema fundamental es tener
información constante en tierra so-bre
la batería restante o algún meca-nismo
automático de aterrizaje en
caso de que nos quedemos sin
energía. En los robots terrestres, si
nos quedamos sin batería, dejarán de
funcionar. En los aéreos, las conse-cuencias
son imaginables, ¿no?
Robots subacuáticos
Los problemas planteados por este tipo
de robots son similares a los aéreos. Te-nemos
movimiento 3D, pero en este
caso, tenemos mayor estabilidad en el
medio. Es decir, podemos usar más
tiempo para tomar decisiones, dado
que a lo sumo nos sumergiremos más
o menos cuando no hacemos nada.
Aquí las dificultades surgen en los tipos
de sensores a usar, dado que el agua es
un medio más complejo e inestable.
Podemos encontrar partículas suspen-didas
que modifican todo tipo de señal.
También la comunicación se hace más
compleja, con lo cual el riesgo de per-der
el robot es más grande (¡no se rom-pe
pero se pierde en el mar!).
Con respecto a las baterías, el proble-ma
es similar al caso aéreo. Para su-mergirse
utiliza sistemas de flotabili-dad
que, con la entrada o la salida de
agua, permiten modificar la profun-didad
del robot. Con respecto al mo-vimiento,
con motores desplaza el
agua que lo circunda.
Robots terrestres
Dentro del conjunto de robots terres-tres,
tenemos diversos tipos de formas
de locomoción. Cada una de ellas po-see
ventajas y desventajas, y depende
del tipo de superficie que recorramos.
Vamos a describir genéricamente ca-da
una de ellas para detenernos, más
adelante, en los sistemas con ruedas,
que son los que podremos imple-mentar
en nuestro robot.
❘❘❘
La Asociación Internacional de Vehículos Autónomos (AUVSI) organiza competencias
de robots aéreos autónomos. En cada una de ellas se plantea una misión sobre un
ambiente determinado, como un rescate en el mar o el ingreso a una zona donde se
produjo un desastre nuclear para tomar imágenes. El objetivo es volar hasta una zo-na
174
COMPETENCIA INTERNACIONAL DE ROBOTS AÉREOS
distante a tres kilómetros del punto de partida e identificar una estructura en
particular. Podemos encontrar la información completa en el sitio http://avdil.gtri.
gatech.edu/AUVS/IARCLaunchPoint.html.

Cuerpo a cuerpo
Figura 6. Explorador subacuático realizado por alumnos de una escuela
media de Argentina. No es autónomo, pero resuelve
todas las dificultades mecánicas de un robot submarino.
❴❵
ROBOT SUBACUÁTICO HECHO POR ALUMNOS DE UNA ESCUELA
Ex.Su.Ac. (Explorador SubAcuático) es un robot desarrollado por alumnos de la Es-cuela
Técnica No. 3 de Buenos Aires. El robot se realizó con la utilización de pro-ductos
prefabricados de PVC y puede sumergirse hasta 15 metros de profundidad.
Tiene como objetivo colaborar en la búsqueda de problemas de residuos en tanques
y conductos de agua, en el rescate de cuerpos u objetos sumergidos, y en la gene-ración
de mapas del suelo subacuático. Podemos encontrar más información en
175
www.oni.escuelas. edu.ar/2005/GCBA/972/.

Orugas
Los sistemas de oruga unen la rueda
trasera con la delantera (Figura 7). Tie-nen
como ventaja una mayor adhe-rencia
a la superficie y la capacidad de
adaptarse a terrenos irregulares. En
general son de goma, pero también
podemos hallar orugas metálicas que
le permiten clavarse en superficies de-masiado
pulidas. La desventaja que
presentan es la imposibilidad de rea-lizar
trayectorias curvas. La única for-ma
de rotar es si se giran las orugas de
cada lado en sentido opuesto, lo que
logra un giro en el lugar, pero el avan-ce
sólo puede ser en línea recta.
Patas
Los robots con patas son el resultado
de un enfoque biológico de la arqui-tectura,
y van de la mano del sueño
de la criatura humana (Figura 8). Tam-bién
tienen como ventaja una mayor
adaptación a terrenos complejos, pe-ro
eso aún no se ha logrado. El siste-ma
de equilibrio en estos robots es
complicado, y necesitan de una coor-dinación
muy precisa de los mecanis-mos
de control de los motores.
CUBE REVOLUTIONS
En general, presentan 3 grados de li-bertad
en cada pierna: cadera, rodi-lla
y tobillo. En las dos ligas inter-nacionales
de fútbol de robots en-contramos
categorías de robots con
patas, pero aún no juegan verdade-ros
partidos, sino pruebas de destre-za.
Una forma de aumentar el equi-librio
consiste en incrementar el nú-mero
de patas. En este sentido, los
176
Figura 7. Robot
NR3 con sistema
de orugas
desarrollado por
Francisco
Carabaza Piñeiro.
▲
Este proyecto de la Universidad Autóno-ma
de Madrid se basa en la construcción
de un robot ápodo y modular. El robot
está compuesto por 8 módulos idénticos
con la misma orientación, y puede adop-tar
diversas formas. Logra su locomo-ción
por medio de ondas periódicas, por
semiondas o al convertirse en una rue-da
que rota sobre sí misma. El desarro-llo
del robot es completamente abierto y
libre, y fue diseñado con herramientas
de las mismas características. El control
se realiza desde una PC mediante el
puerto serial. Podemos encontrarlo en
www.iearobotics.com/personal/juan/
doctorado/cube-revolutions/index.html.

Cuerpo a cuerpo
Figura 8. Nimbro, humanoide participante de la RoboCup 2006,
desarrollado por la Universidad de Freiburg.
❴❵
En todas las competencias de fútbol de robots encontramos categorías de jugadores
con patas. En el caso de la Robocup, están presentes las categorías Four-legged
(cuatro patas), donde cada equipo está formado por cuatro Aibos, y Humanoid (hu-manoide),
donde el equipo está compuesto por un arquero y un jugador, ambos con
dos patas. En la FIRA, la categoría se llama HuroSot, y los humanoides no juegan
partidos, sino que realizan pruebas de destreza.
177
JUGADORES DE FÚTBOL CON PATAS

Figura 9. Robot hexápodo desarrollado por un aficionado
en Japón, con el uso de ¡dieciocho servos!
esquemas tradicionales son bípedos,
cuadrúpedos y hexápodos (Figura 9).
Los ejemplos más conocidos son
Asimo de Honda y Qrio de Sony en
el caso de los bípedos, y Aibo de
Sony en el caso de cuadrúpedos.
Ápodos
Los ápodos son robots que no em-plean
ruedas, orugas o patas (Figura
10). El modelo a seguir es el de los
gusanos o serpientes. Están com-puestos
por partes pequeñas, articu-ladas
en forma completamente mo-dular.
Pueden moverse sobre super-ficies
muy diversas y tomar configu-raciones
distintas para entrar en lu-gares
complicados. La idea es di-señar
un módulo básico y crear di-
178
ferentes tipos de robots ápodos al
conectar varios de estos módulos.
El movimiento en línea recta se lo-gra
con un efecto de onda a partir de
la cola. Comienza con una contrac-ción
inicial que se propaga en cada
módulo. En esta arquitectura, lo
complejo es la coordinación de los
módulos. Además, necesitamos sen-sores
en los módulos para poder
adaptarlos a distintos terrenos. Otro
problema complejo es agregarles
grados de libertad a los módulos pa-ra
obtener movimientos en superfi-cies
y no sólo en línea recta. En ge-neral,
se usa al intercalar módulos en
diferentes fases (uno hacia arriba y
otro hacia el costado).

Sistemas con ruedas
Los robots con ruedas son los más
económicos y sencillos de implemen-tar.
De todas formas, hay diversas ar-quitecturas
que analizaremos detenida-mente,
y pueden tener alta compleji-dad.
En ellas, uno de los problemas
fundamentales que también trataremos
en profundidad son los mecanismos de
transmisión desde los motores hasta las
ruedas. En general, la estabilidad del
robot con ruedas no es problema, al
igual que la repartición de la carga del
robot. Sin embargo, no se adaptan a
cualquier tipo de terreno. Si los desni-veles
superan el radio de las ruedas, se
hace muy difícil superarlos. Ahora ve-amos
cada tipo de arquitectura.
Configuración diferencial
Ésta es la configuración de ruedas más
sencilla, y es la que utilizaremos en
nuestro robot (Figura 11). Es econó-mica
y la transmisión no es tan com-pleja.
Cuerpo a cuerpo
Se utilizan dos ruedas, una de
cada lado. Además se agrega una rue-da
libre o un punto de apoyo en la
parte trasera o delantera para mante-ner
el equilibrio. Al tener las ruedas
alimentadas por dos motores inde-pendientes,
es complicado mantener
un movimiento rectilíneo sin el uso
de sensores internos (encoders vincu-lados
a las ruedas) o externos.
179
Figura 10. Robot ápodo desarrollado por la Escuela Politécnica
Superior de la Universidad Autónoma de Madrid.
▲
RECICLADO
Éstos son algunos sitios interesantes don-de
se explica cómo reciclar componentes
de aparatos en desuso. Muchos de ellos
serán útiles para nuestros robots:
•Reciclaje y proyectos electrónicos:
http://heli.xbot.es/wp/.
•Proyecto EconoBot (un robot de costo
cero): http://mundobot.com/blog/.
•Disquetera convertida en robot:
www.sorgonet.com/trashing

Cuando el motor que alimenta la rue-da
da las vueltas necesarias para com-pletar
una vuelta de esta última, no
necesariamente ha girado su circunfe-rencia
por problemas de rozamiento.
De este modo, la única forma de ve-rificar
que ambas ruedas giran sincro-nizadas
es sensar el comportamiento
interno o externo del robot.
Otra dificultad es la navegación ha-cia
un punto determinado. Es un
desafío complejo e interesante hacer
que un robot llegue lo más rápido
posible a su destino. Una forma sen-cilla
es rotar hasta apuntar al objeti-vo
final, y luego navegar en forma
recta, corrigiendo de tanto en tanto
el recorrido. Ésta es una navegación
muy lenta para los ambientes diná-micos,
como el del fútbol (Figura 12).
Es por eso que más adelante hare-mos
un estudio detenido de la nave-gación
en estos casos, y veremos al-gunas
alternativas a la navegación
con trayectos curvos.
Configuración síncrona
En este caso, el robot tiene tres rue-das
alimentadas por un mismo motor
(Figura 13). Gracias a esto, avanza en
línea recta en forma precisa. Para po-der
girar, incorpora un segundo mo-tor,
que también afecta a las tres rue-das,
para rotarlas en su eje. De esta
180
Figura 11. Robot diferencial
con una rueda libre, desarrollado
por Garnet Hertz. Es la base
de un robot que luego
se controló ¡con una cucaracha!

forma, puede avanzar en línea recta
hacia cualquier punto, pero no puede
trazar curvas. Al funcionar de esta
manera, el frente del robot siempre
estaría para el mismo lado. Es posible
que esto no sea un problema, pero si
necesitamos apuntar su frente en dis-tintas
direcciones, tenemos que agre-gar
un mecanismo que permita rotar
el chasis en la dirección de las ruedas.
Otra arquitectura de la configuración
síncrona sólo permite dos posiciones
de las tres ruedas. En una de ellas, el
robot avanza en línea recta, y en la
otra posición, las ruedas se acomodan
de tal manera que el robot gira sobre
su eje. De esta manera, evitamos el
Cuerpo a cuerpo
problema del frente del chasis, pero la
navegación es más lenta.
Figura 13. Un robot de configuración
síncrona hecho con Lego. Se puede
observar el engranaje que alimenta
el giro de la rueda y el que alimenta
la rotación del soporte de ésta.
181
Figura 12. Robot
Chebot, jugador de fútbol
con tracción diferencial
desarrollado en la Universidad
de Buenos Aires, Argentina.

Triciclo
En este caso tenemos dos ruedas ali-mentadas
por un motor para darle
tracción al robot, y una tercera rueda
en la parte anterior o posterior del ro-bot,
sin tracción, pero con giro sobre
su eje, que le permite darle dirección
al dispositivo (Figura 14). Tiene buena
estabilidad y su mecánica es sencilla.
Puede ir recto en forma precisa gra-cias
a que las ruedas de tracción están
alimentadas por un único motor. El
problema que se presenta es que el
movimiento curvo es complejo, dado
que el radio de las curvas que puede
realizar es muy grande. No puede gi-rar
sobre sí mismo ni hacer curvas ce-rradas.
Esto, para los robots que se
mueven en ambientes pequeños, pue-de
ser un problema insalvable.
Ackerman
Esta arquitectura es la que encontra-mos
en los automóviles convencionales
(Figura 15). Tenemos dos ruedas trase-ras
con tracción y dos ruedas delante-ras
que definen dirección. Tiene la mis-ma
filosofía que el triciclo, pero agrega
mayor estabilidad. La desventaja es que
necesitamos desarrollar el sincronismo
entre las dos ruedas delanteras, pero no
es complicado. También se mueve en
línea recta con absoluta precisión y tie-ne
dificultades para realizar las curvas.
Otra diferencia con el triciclo es que las
ruedas traseras utilizan un mecanismo
llamado diferencial que asegura que, a
pesar de que la alimentación de ambas
ruedas se realice con el mismo motor,
una rueda pueda girar menos que la
otra cuando sea necesario.
Ruedas omnidireccionales
Como podemos ver en la Figura 16,
las ruedas ominidireccionales pre-sentan
una estructura muy peculiar.
Se comportan como una rueda con-vencional
pero no ofrecen resisten-cia
para su desplazamiento lateral.
182
Figura 14. Esquema
de un robot con
arquitectura de triciclo.

Por lo tanto, con tres ruedas ubica-das
como se observa en la Figura 17,
y con determinada velocidad en ca-da
rueda, podemos lograr que el ro-bot
se dirija hacia cualquier punto o
que gire sobre su eje.
Cuerpo a cuerpo
183
Figura 15. Arquitectura de un robot con control de ruedas Ackerman.
Figura 16. Rueda omnidireccional.
Los rodillos permiten que la rueda
se desplace en forma lateral
con mínimo rozamiento.
▲
EAGLE KNIGHTS
En el Instituto Tecnológico Autónomo de México, el laboratorio de robótica ha desarro-llado
un equipo de fútbol de robots para competir en la categoría F-180 de la RoboCup.
El equipo está conformado por cinco robots omnidireccionales que están controlados por
un sistema central de inteligencia artificial. Este sistema central realiza el procesamiento
de imágenes de las cámaras ubicadas sobre el terreno de juego, define las estrategias y
los comportamientos de los robots, y les envía las instrucciones por radio. Podemos en-contrar
el proyecto completo en http://robotica.itam.mx/espanol/.

El algoritmo necesario para calcular la
velocidad de cada rueda para dirigir-se
con un ángulo determinado es sen-cillo
y consume mínimo tiempo de
procesamiento. Las desventajas son
que no es sencillo moverse en línea
recta en forma precisa, y que es algo
compleja la arquitectura del robot
con respecto a la ubicación de los mo-tores
y las ruedas. ¡Pero es un buen de-safío
para afrontar más adelante! Es
muy interesante ver cómo se mueven
los robots con estas ruedas.
Estructura de nuestro robot
Antes de continuar con otros con-ceptos
teóricos relacionados con los
movimientos, desarrollaremos el cha-sis
y la arquitectura de nuestro robot.
Una vez que lo tengamos armado y
podamos comenzar a probarlo, estu-diaremos
algunos conceptos físicos y
matemáticos para lograr una navega-ción
eficiente.
Especificaciones
El diseño que propondremos en este
libro tiene como objetivo cumplir con
las especificaciones del Campeonato
Argentino de Fútbol de Robots, de
manera tal que podamos utilizarlo pa-ra
participar en la competencia. Está
diseñado para la categoría Junior, aun-que
el tamaño también cumple con las
especificaciones de la categoría Senior.
Los chasis presentados (Figura 18) son
184
Figura 17. Arquitectura
de un robot con tres ruedas omnidireccionales.

a modo de sugerencia, y dependen del
uso que se le quiera dar al robot. Para
poder calificar en cualquiera de las ca-tegorías
del CAFR, el robot tiene que
entrar en un cilindro de 18 cm de diá-metro
por 15 cm de alto.
No hay restricciones en cuanto a la
cantidad de ruedas, motores y ba-terías,
siempre y cuando el robot se
adecue a las limitaciones del regla-mento.
Las principales limitaciones
son que quepa dentro del cilindro
mencionado y que no lastime o per-judique
intencionalmente a un robot
contrario (¡Fairplay!). Para mayor de-talle
del reglamento, podemos visitar
la página del CAFR (www.cafr.
com.ar), donde están las reglas origi-nales
de la RoboCup y la adaptación
para nuestro campeonato local.
Tracción diferencial
A la hora de elegir el tipo de transmi-sión,
la más fácil de implementar y con
grandes ventajas es la tracción diferen-cial.
Para lograrla, ubicaremos dos mo-tores
en el centro del robot conectados
en forma directa a sus ruedas. De esta
manera, podremos controlar la direc-ción
del robot mediante el giro de los
dos motores, de la siguiente manera:
Cuerpo a cuerpo
185
Figura 18. Ejemplo de chasis propuesto.
El parche en la parte superior permite
reconocer al robot en un sistema de visión.
❘❘❘
CAETI
El CAETI (Centro de Altos Estudios en Tec-nología
Informática) es el centro de inves-tigación
de la UAI (Universidad Abierta In-teramericana),
donde los autores de este
libro desarrollamos y probamos todo lo
que contamos en estas páginas. La rama
de investigación en la que participamos es
la de robótica autónoma, y hemos forma-do
el GIRA, Grupo de Investigación en
Robótica Autónoma. Uno de los campos
de trabajo es el fútbol de robots y cada año
organizamos, junto con otras universida-des
e instituciones educativas, el Campe-onato
Argentino de Fútbol de Robots.
Nuestro centro está abierto para todos los
estudiantes e investigadores que quieran
trabajar dentro de este campo. Para más
información se puede consultar la página
web: http://caeti.uai.edu.ar/.

● Uno detenido y el otro que gire:
giro sobre radio exterior.
● Uno que gire en un sentido y otro
en el sentido opuesto: giro sobre
su centro.
● Los dos que giren en el mismo sen-tido
pero uno a menor velocidad:
giro sobre un arco.
● Los dos motores que giren a la mis-ma
velocidad: avance o retroceso en
línea recta. Como ya comentamos,
esta opción es teóricamente posible,
pero en su ejecución siempre nos
encontramos con diversos proble-mas,
como la diferencia de veloci-dad
entre los motores, los roza-mientos
desparejos, etcétera. Nece-sitaremos
de mecanismos de sensa-do
del mundo o de las ruedas, de
manera tal que podamos corregir
los errores que se producen.
Chasis troquelado
Este chasis está realizado en aglomera-do
de 2 milímetros, inspirado en las fi-guras
de cartón que venían troqueladas
para armar. La plancha de aglomerado
de ese espesor se puede cortar con un
cúter, pero nos puede dar algo de tra-bajo.
Si usamos una caladora de made-ra,
podremos lograr nuestro objetivo
con más facilidad.
Al finalizar la secuencia de armado,
podremos pegar las piezas o encastrar-las.
De elegir la primera opción, po-demos
dejar de lado algunas piezas cu-ya
finalidad es darle rigidez estructu-ral,
como es el caso del soporte supe-rior.
En la Figura 19 podemos ver el
conjunto total de 14 piezas, el con-trolador,
la batería, los motores y las
dos ruedas (que utilizan unos bujes,
que pueden ser reemplazados según
las ruedas y los motores que utilice-mos).
Como vemos, en este caso hici-mos
el robot con una batería de 12 V
porque no teníamos portapilas para 8
pilas de 1,5 V, pero nuestra sugeren-cia
es que conviene usar 8 ó 12 pilas
como comentamos en el capítulo de
las baterías, así aprovechamos las pilas
AA recargables convencionales.
Estructura de soporte
En primer lugar, cortaremos los so-portes
laterales que tienen por función
principal el montaje de los motores.
No olvidemos que el robot no debe
superar los 15 cm de altura y 18 cm
de diámetro. Los laterales son simé-tricos
en espejo entre sí, y lo pode-mos
observar en las ranuras en don-de
se encajan las otras piezas (Figura
20). A continuación, procederemos a
cortar la pieza circular, que es la pla-taforma
central donde se colocará la
placa controladora. Por último, la
pieza rectangular es un soporte que
tiene por función darle rigidez al con-junto.
La última pieza que cortare-mos
es el soporte para la batería. Allí
montaremos la rueda de estabiliza-ción,
que también es de madera, co-mo
podemos ver en la Figura 21.
186

Cuerpo a cuerpo
187
Figura 19. Conjunto total con las 14 piezas que componen nuestro robot.
Figura 20. Soportes principales
de la estructura de nuestro robot.
Figura 21. Soporte de las baterías
y rueda de estabilización.

El montaje
Para poder realizar el montaje de nuestro robot, debemos llevar a cabo los
pasos que veremos a continuación.
■ Realizar el montaje PASO A PASO
En primer lugar, debe montar el motor en los soportes laterales.
Monte la plataforma central con el primer soporte.
Monte el segundo soporte en la plataforma y la pieza superior para dar-les
rigidez a los soportes laterales.
188

Cuerpo a cuerpo
Monte el soporte para las baterías. En este caso, los portapilas de pilas AA.
Ubique el controlador en la parte superior del robot, o en el lugar que quede
disponible si agregó otros componentes. Así queda el robot terminado.
189

y reducción
Muchas veces, los motores no se en-cuentran
directamente vinculados
con las ruedas o el mecanismo que se
quiere mover. También tenemos ca-sos
en los que queremos alimentar,
con un mismo motor, a un conjun-to
de ruedas, como en la configura-ción
síncrona. Entonces, tenemos
que desarrollar algún mecanismo de
transmisión del movimiento del mo-tor.
Además, muchas veces el motor
no tiene el torque (fuerza de rota-ción)
o la velocidad que deseamos.
Para ello, utilizamos mecanismos de
reducción. Ambos están muy rela-cionados.
Presentaremos cada meca-nismo
y comentaremos cómo fun-ciona
la transmisión y la reducción
en cada caso.
Engranajes
Los engranajes son ruedas dentadas
que empalman en forma directa una
con otra. Los dientes se enganchan
Podemos ver que el armado de la es-tructura
es sencillo, y cada uno lo
puede hacer a su medida. Si quere-mos
variar de configuración, es reco-mendable
utilizar piezas como las de
Lego, Rasti o Mecano, junto con al-gunos
soportes de aglomerado para
los motores. Lo ideal es armar una
pieza para cada motor que luego sea
fácilmente vinculable con los ladri-llos
o las piezas del juego. Las plata-formas
para las baterías o el contro-lador
son mucho más sencillas de re-alizar
con las piezas.
Figura 22. Robot listo para jugar un
partido en la categoría Junior del CAFR.
❴❵
Cuando trabajamos con software, estamos acostumbrados a diseñar nuestros progra-mas
190
IMPRESORAS 3D
con libertad, y podemos cambiar cualquier bit sin problemas. Pero en cuestión de
hardware, de lo que tenemos en mente hasta obtener el objeto físico hay un largo tre-cho.
Sin embargo, ya se han inventado las impresoras 3D, que nos permiten crear, en
diversos materiales, las piezas que necesitemos para nuestro robot. Por lo tanto, casi
no quedan barreras para poder llevar cumplir nuestros sueños. ¡Sólo tenemos que de-jar
volar nuestra imaginación, contar con estas maravillas y ponernos a trabajar! Po-demos
ver un modelo de estas impresoras en www.zcorp.com.

entre sí, y el giro del engranaje de
entrada (conectado al motor) se
transmite al engranaje de salida (co-nectado
a la rueda). Cada uno de
ellos transmite su sentido e invierte
el sentido del engranaje asociado. La
transmisión es muy fiable, dado que
si la conexión es correcta, no se pro-duce
ningún tipo de falla en la trans-misión
de los giros.
Uno de sus defectos es que el alcan-ce
de la transmisión es corto, y es ne-cesario
introducir engranajes inter-medios
(conocidos como engrana-jes
solidarios) para alcanzar mayo-res
distancias (Figura 27).
Además de ser usados para este fin,
con los engranajes también pode-mos
hacer reducciones. Un engra-naje
pequeño de entrada contra un
engranaje más grande en la salida,
aumenta la potencia y reduce la ve-locidad.
Por ejemplo, si la entrada es
Cuerpo a cuerpo
de 8 dientes y la salida de 32, ante
un giro de la entrada, sólo tendre-mos
un giro de 1/4 de vuelta en la
salida. Por lo tanto, las revoluciones
de la rueda con respecto a las del
motor disminuyen. Sin embargo, al
tener el punto de apoyo más cerca
del centro en el caso del engranaje
pequeño, y más lejos en el que tiene
conectado, aumenta el torque en la
misma proporción.
Por lo tanto, si queremos calcular
cómo se comportan el torque y la ve-locidad
en la transmisión entre dos
engranajes, debemos realizar ecua-ciones,
pero primero veamos lo que
significa cada sigla.
RR: Revoluciones de la rueda.
RM: Revoluciones del motor.
DEE: Dientes de engranaje de entrada.
DES: Dientes de engranaje de salida.
TM: Torque del motor.
TR: Torque de la rueda.
191
Figura 23.
Un ejemplo típico
de reducción

La primera ecuación sería:
RR = RM * DEE / DES.
Si seguimos nuestro ejemplo de un
engranaje de 8 dientes en la entrada y
32 dientes en la salida, ¿cuántas RPM
(revoluciones por minuto) tendrá la
rueda si el motor es de 20 RPM?
RR = 20 * 8 / 32 = 5 RPM
En el caso del torque la ecuación es:
TR = TM / DEE * DES
En nuestro ejemplo, si nuestro motor
tiene 2 kgf, entonces, ¿qué torque
tendremos en las ruedas?
FR=2 / 8 * 32 = 8 kgf
Podemos encontrar diversos tipos de
engranajes, que nos permitirán realizar
distintos tipos de conexiones según
nuestras necesidades. Los engranajes
solidarios son los tradicionales, que
comparten un plano pero que tienen
ejes distintos, como vemos en la Figura
23. Los engranajes cónicos permiten
cambiar la dirección de la rotación y
modificar así el plano de ésta. Podemos
ver un ejemplo en la Figura 24.
Los sinfín o gusanos permiten realizar
una caja de reducción que aumenta
poderosamente la fuerza y disminuye
notoriamente la velocidad. Podemos
ver un ejemplo de caja de reducción
en la Figura 25.
Los engranajes de piñón y cremallera
permiten transformar un movimien-to
circular en traslación, como vemos
en la Figura 26. Por último, también
contamos con engranajes antitrabas,
que si la transmisión supera determi-nada
cantidad de fuerza, comienzan a
girar en falso y ponen a salvo al mo-tor
que genera dicha fuerza.
192
Figura 24. En esta imagen
podemos observar un ejemplo
de engranajes cónicos que fueron
desarrollados por la empresa
Arrow Gear.

Cuando usamos engranajes solida-rios,
el sentido de rotación del de sa-lida
es inverso al de entrada.
Si queremos mantener el mismo
sentido, tenemos que incorporar en
el medio engranajes libres, de mane-ra
tal que los que tienen la misma
paridad (es decir, los pares por un la-do
y los impares por otro) manten-gan
el mismo sentido de rotación,
como podemos ver en la Figura 27.
El tamaño de la rueda también pue-de
Cuerpo a cuerpo
considerarse en el cálculo de la ve-locidad
y la fuerza. Es decir, cuando
tenemos ruedas más grandes, obtene-mos
mayor velocidad, pero disminui-mos
la fuerza, y viceversa.
Transmisión por poleas
Si necesitamos realizar la transmi-sión
a una distancia mayor, utiliza-mos
poleas unidas por correas o elás-ticos,
como podemos ver en la Figu-ra
28 de la próxima página.
193
Figura 25. Aquí podemos ver
una caja reductora hecha
con engranajes de Lego.
Figura 26. Engranajes de piñón
y cremallera desarrollados
por la empresa Gaes.
Figura 27. Sentido de rotación de cada engranaje
en un conjunto de engranajes solidarios.

En este caso, la polea de entrada tie-ne
el mismo sentido de rotación que
la polea de salida, salvo que cruce-mos
la correa como se puede ver en
la Figura 29. También tenemos un cál-culo
de reducción relacionado con la
proporción entre las poleas conecta-das.
La diferencia fundamental es
que durante la transmisión, puede
haber pérdida de movimiento por
deslizamiento de las correas o pole-as,
lo que no ocurre en los engrana-jes
excepto que éstos se rompan.
Si necesitamos combinar las venta-jas
de ambos mecanismos, es decir,
si queremos transmitir a larga dis-tancia
pero sin tener deslizamientos,
entonces tenemos que utilizar cade-nas
con piñones, como las que po-demos
encontrar en las bicicletas.
Cinemática de un robot
Cuando comenzamos a estudiar el
comportamiento de los movimien-tos
de nuestro robot, nos damos
cuenta de que tenemos que tener en
cuenta un conjunto muy amplio de
variables, propias y externas de
nuestro dispositivo. Al estudio de
todos estos aspectos en nuestra cria-tura
se lo conoce como dinámica
del robot. Como es un campo com-plejo
para encarar en este primer pa-so,
vamos a estudiar el movimiento
del robot sin considerar las fuerzas
involucradas (inercia, pesos, roza-mientos),
sólo tomaremos el com-portamiento
de las ruedas, con ad-herencia
perfecta. A este campo se lo
conoce como cinemática del robot.
Ahora bien, podemos encarar dos ti-pos
de estudios. Uno de ellos es, si
194
Figura 28. Transmisión por poleas. Cuanto más gruesa es la correa
de transmisión, nos aseguramos menor probabilidad de deslizamiento.

sabemos la posición inicial del robot
y los movimientos que realiza, de-terminar
la posición final. A esto se
lo llama cinemática directa.
Cuando queremos saber qué movi-mientos
hacer para llevar al robot de
una posición inicial a una posición
final, estudiamos la cinemática in-versa.
Éste es el campo que a noso-tros
más nos interesa, porque con el
robot queremos llegar a un punto
determinado del espacio y realizar la
mejor trayectoria posible desde
nuestro punto inicial.
Cada una de las arquitecturas que
presentamos tiene una cinemática
distinta, que establece ciertas res-tricciones
en el movimiento.
Antes de analizar las restricciones y
estudiar los mecanismos de navega-ción,
Cuerpo a cuerpo
debemos aclarar que en los ro-bots
móviles, tenemos tres grados de
libertad: posición en el plano (X e Y)
y rotación (ver Figura 30).
En el caso de los robots diferencia-les,
los de configuración síncrona y
los de ruedas omnidireccionales, las
restricciones cinemáticas son ho-lonómicas,
lo que significa que los
diferentes grados de libertad son in-dependientes.
En este caso, posición
es independiente de rotación.
En el caso de la arquitectura triciclo
y Ackerman, decimos que la restric-ción
no es holonómica. Necesaria-mente,
para girar afectamos la posi-ción
(X,Y) del robot. En cada uno
de ellos el estudio de la cinemática
presenta características distintas.
195
Figura 29. En esta imagen podemos observar cómo funciona
la inversión del sentido de rotación de la polea de salida.

Odometría
Ahora bien, ¿cómo podemos saber la
posición de nuestro robot en todo
momento? Como comentamos an-tes,
una de las formas es analizar el
contexto que rodea al robot cons-tantemente.
El problema es que no
siempre contamos con información
externa y, por otra parte, esto nos
exige tomar datos en forma cons-tante
con sensores que pueden nece-sitar
una tasa de procesamiento muy
alta. Es por eso que la odometría es
el mecanismo más utilizado para de-terminar
en forma aproximada la
posición del robot. Consiste en in-corporar
encoders situados en las
ruedas de los robots, de la misma
manera que los antiguos mouses de-tectaban
el giro de la bolita inferior
(Figura 31). Como ya mencionamos,
esto es sencillo de realizar con sen-sores
de ranura y un disco acanala-do
que permita el conteo de los cor-tes
de señal, o que posibilite el cál-culo
de rotación por los sensores que
se encuentran activados. Esto resul-ta
económico, pero sin información
externa, y se produce una acumula-ción
de errores que nos puede llevar
a datos inexactos. Por ejemplo, si la
rueda resbala sobre el piso, el enco-der
detectará el giro y supuestamen-te
un avance lineal, cuando en reali-dad
no se produjo.
Los tipos de errores que podemos
encontrar en la odometría son sis-temáticos,
cuando son intrínsecos
al mecanismo de toma de datos, co-mo
pueden ser problemas en la tasa
de muestreo, mal alineamiento de
196
(X,Y)
Figura 30. Grados de libertad que tenemos en un robot terrestre móvil.

las ruedas, etcétera. Y no sistemáti-cos,
cuando están vinculados a he-chos
casuales como los comentados:
una rueda que patina, fuerzas exter-nas
que retienen o levantan al robot,
suelos desnivelados, etcétera.
A pesar de todo, por su bajo costo y
su facilidad de cálculo, es uno de los
métodos más utilizados. Lo que reco-mendamos
es sumar alguna toma de
información más que permita reducir
los errores de este proceso.
Cuerpo a cuerpo
Figura 31. Rueda con encoder para
desarrollar algoritmos de odometría.
197
… RESUMEN
La arquitectura de nuestro robot definirá un conjunto de variables relacionadas
con su navegación. La decisión del tipo de mecanismo utilizado para el movi-miento
deberá estar basada en la superficie en la que se desplazará. Desde ya,
los aéreos y los acuáticos son los más complejos de resolver, pero el movimien-to
en tierra también presenta un conjunto de desafíos. Podemos utilizar patas,
orugas, ruedas, o construir un robot similar al funcionamiento de un gusano. En
nuestro primer robot, utilizamos un sistema de ruedas diferencial, ya que es el
más sencillo de implementar y el de menor costo. Esto nos obligará a detener-nos
a estudiar la cinemática inversa de nuestro robot, para obtener la navegación
más precisa posible. Pero cuando hayamos superado las primeras pruebas, po-dremos
intentar con otros sistemas de ruedas como las síncronas o las omnidi-reccionales.
En todos los casos, tendremos que resolver el problema de la trans-misión
del giro de los motores hacia las ruedas, con engranajes o poleas. Y si es
posible, agregarles encoders a las ruedas para que nos permitan obtener infor-mación
sobre los movimientos de nuestro robot.

✔
ACTIVIDADES
1 ¿Cuáles son las características que hay
que tener en cuenta para el diseño del
cuerpo del robot?
2 ¿Cuáles son los problemas más impor-tantes
198
en el diseño de los robots aéreos?
3 ¿Cuáles son los problemas más impor-tantes
en el diseño de los subacuáticos?
4 ¿Cuáles son los mecanismos de despla-zamiento
de los robots terrestres?
5 ¿Cómo se componen los robots ápodos
y cómo generan el movimiento?
6 Describa los sensores de efecto hall.
7 ¿Cómo es la configuración diferencial
de las ruedas?
8 ¿Qué diferencias y similitudes tienen la
arquitectura de triciclo y la Ackerman?
9 ¿Cómo funcionan las ruedas omnidi-reccionales?
10 ¿Cuál fue el sistema de desplazamien-to
que elegimos para nuestro robot y
por qué?
EJERCICIOS
1 Construya el cuerpo del robot y prográ-melo
para que funcione en línea recta.
¿Qué diferencias tuvo que determinar
en los pulsos de cada motor para igua-lar
la velocidad?
2 Realice un programa para que el robot
gire sobre sí mismo.
3 Incorpore un sensor de tacto en la par-te
delantera (puede usar un micro-switch
con una palanca grande), pro-grame
el robot para que cada vez que
detecte un objeto retroceda, gire y se
dirija a otro lado.
4 Incorpore un sensor de luz en la parte
inferior delantera del robot, realice un
programa para que se mueva sobre una
mesa blanca (o con un papel blanco) y
si se está por caer (es decir, el sensor
deja de recibir señal), frene, retroceda
y se dirija a otro lado.
5 Describa el comportamiento de los
engranajes para la transmisión y la
reducción.
6 Compare las ventajas y desventajas en-tre
el uso de engranajes y poleas.

Robótica
Salir al ruedo
Capítulo 9
Ya tenemos nuestro robot armado. Ahora
nos toca probar cómo se comporta en las
pruebas de robótica autónoma móvil.
Para ello presentaremos un conjunto de
desafíos, veremos los problemas que
tendremos que resolver y propondremos
un código para programar nuestro robot.
¡Pero el ambiente no será siempre igual!
Por lo tanto, hay que experimentar una y
otra vez hasta encontrarles la solución a
los problemas. Y luego, modificar nuestro
robot para mejorar los resultados.
Presentarse a competir 200
Características comunes de las
pruebas de robots autónomos 200
para robots autónomos 210
¡La luz, la luz, he visto la luz! 213
Resumen 219
Actividades 220

PRESENTARSE
A COMPETIR
Ahí está, ¿no es bonito? Toda una ma-ravilla,
independiente, solícito y muy
inteligente. Nuestro robot está listo
para comenzar a representarnos en el
mundo. Ahora tiene que salir al rue-do,
porque allí es donde se ven los
buenos caballos. Pero eso es pan co-mido.
Le colocamos dos sensores de
luz, lo ponemos sobre una línea negra
para que la siga y… ¡Se va a cualquier
lado! Lo ubicamos sobre una mesa y
al llegar al final no detecta el borde y
cae con sus trágicas consecuencias. Le
ponemos una linterna adelante para
que la siga y nada, da vueltas deses-perado
sin hallar la luz que lo guíe.
Evidentemente, hemos subestimado
la dificultad de las pruebas y nos fal-ta
entrenamiento, horas y horas de
entrenamiento para hacer de nuestro
robot un buen contrincante.
En este capítulo presentaremos las
pruebas clásicas para robots autóno-mos
móviles y nos detendremos a
analizarlas para ver dónde se encuen-tran
las dificultades. También vere-mos
algunos aspectos de navegación
para que el movimiento de nuestro
robot sea lo más fluido posible y nos
adentraremos un poco en el fútbol de
robots, que es el tema de nuestro pró-ximo
capítulo. Si hemos tenido la pa-ciencia
de llegar hasta este capítulo, lo
que nos espera ¡es apasionante!
Características comunes
de las pruebas de robots
autónomos
Cada prueba de robótica presenta
cuestiones particulares que debemos
resolver, pero en general hay un con-junto
de principios básicos comunes.
Antes de encarar cada una de ellas,
presentaremos cuáles son los puntos
que tenemos que tener presentes tan-
9. SALIR AL RUEDO
200
Figura 1. Robot seguidor de líneas.

to en el hardware como en el softwa-re
de nuestro robot.
Problemas mecánicos
Es posible que éstos sean los proble-mas
más habituales y más difíciles de
superar. Es fundamental e imprescin-dible
crear un espacio de pruebas lo
más parecido posible al lugar donde
se ejecutará la competencia. Lamen-tablemente,
es habitual que no tenga-mos
la descripción completa del te-rreno,
sino una aproximación con co-tas
de mínima y máxima en diferen-tes
aspectos. Dada esta información,
para poder completar la misión en el
ambiente más exigente, testeamos to-do
con las cotas más duras. Esto trae
aparejado que nuestro robot sea más
lento o impreciso en otros aspectos.
Por ejemplo, si tenemos que subir una
rampa de un ángulo de inclinación
importante, las orugas brindan buena
tracción. El problema es que su capa-cidad
Presentarse a competir
de giro es muy limitada, y la
velocidad es lenta. Por lo tanto, si al
llegar a probar nuestro robot en el es-cenario
real nos encontramos con
una rampa de menor inclinación, es
posible que un sistema diferencial
nos permita subirla sin las otras difi-cultades.
En resumen, debemos te-ner
la capacidad de cambiar entre
dos o tres sistemas de tracción en el
momento de la competencia.
Otra dificultad es el tipo se superficie
donde nos movemos y la presencia de
escombros u objetos que estorben
nuestro recorrido. Para ello, contar con
diferentes sistemas de tracción también
puede ser una solución. Si los objetos
son fijos, deberemos añadir sistemas de
sensado para poder esquivarlos.
Otro aspecto complicado es la distri-bución
de los pesos en el robot. Esto
influye en el comportamiento de los
201
Figura 2. Seguimiento de línea con obstáculos.

giros, en cómo se ubican los sensores
ante los objetos a detectar, etcétera.
Los pesos más significativos están da-dos
por las baterías y los motores. Co-mo
los motores no se pueden reubi-car
con facilidad, sería bueno que
contemos con abrojos en el robot
donde podamos pegar las baterías de
diversas formas para la distribución
del peso. Si usamos pilas, es bueno te-nerlas
en portapilas separados, de dos
pilas cada uno, de manera tal que po-damos
reubicarlos con mayor liber-tad.
Una anécdota con respecto a es-te
punto: en el Primer Campeonato
Latinoamericano de Robótica IEEE,
utilizamos un sensor casero muy pe-sado,
hecho de madera y escobillas de
autitos de carrera, que hacía que el ro-bot
volcara hacia delante. Esto per-turbaba
el giro del robot. Muchas ve-ces
quedaba trabado sobre imperfec-ciones
del piso y arruinaba nuestro
desempeño. Como no teníamos peso
para agregarle (sólo podíamos utilizar
fichas del kit de Lego), le pusimos un
controlador adicional (el RCX de Le-go)
con seis pilas en la parte posterior,
y así logramos el equilibrio necesario.
Cuando obtuvimos el primer pues-to,
nos felicitaron por la compleji-dad
del robot que utilizaba dos con-troladores
que se comunicaban en-tre
sí. Nuestra honestidad (¡y la
alegría del primer puesto!), nos llevó
a aclarar que el segundo controlador
estaba apagado y que su única fun-ción
era de servir de contrapeso, con
lo cual las risas colmaron el salón.
Para cada uno de los sistemas de
tracción que construyamos, tendre-mos
que analizar en forma detallada
la forma en que nuestro robot reali-zará
los giros. Esto también va a in-
9. SALIR AL RUEDO
202
Figura 3. Sensor casero que utilizamos en el Primer Campeonato
Argentino de Robótica IEEE. ¡Qué pesado que era!

fluir en la ubicación de los sensores
y en la programación. Por lo tanto,
también tendremos que poder reu-bicar
los sensores con facilidad.
Problemas de sensores
Con respecto a los sensores, también
se nos presenta un conjunto de pro-blemas
diversos. Así como la super-ficie
de la competencia puede variar
llegado el juego, con seguridad las
luces ambiente, los colores, la capa-cidad
reflectiva, etcétera, las podre-mos
definir recién en ese momento.
Incluso ¡pueden variar en el trans-curso
de la competencia! Por lo tan-to,
debemos tener algún mecanismo
que nos permita testear los valores y
modificar nuestro programa para
que se comporte en forma correcta.
Ahora, ¿cómo hacemos para saber si
el sensor se activa o no, o cuál es el
rango analógico en el que se debe ac-tivar?
Con el control que hemos re-alizado,
pareciera que no tenemos
forma alguna de monitorear los va-lores
de lectura. Pero vamos a ver al-gunos
trucos que nos pueden ayudar.
La primera forma de monitorear un
sensor digital es usar el led que hemos
conectado para nuestras pruebas. Por
ejemplo, con el siguiente programa
podemos verificar si el sensor CNY70
detecta la variación entre negro y
blanco. Consideramos, como vimos
en el Capítulo 7, que hemos conectado
el led infrarrojo en RA1 y el sensor
ROBOLIGA
propiamente dicho en RA2. Por lo
tanto, tendremos que configurar RA1
como bit de salida, y RA2 como bit
de entrada. Un detalle fundamental a
tener en cuenta es que la resistencia
que va del sensor a +5 puede ser mo-dificada
para obtener mayor o menor
sensibilidad en la detección.
program testCNY
TRISB=0 ‘Declaro RB
de salida
TRISA.1=0 ‘RA1 (donde
está el led infrarrojo)
de salida
PORTA.1=1 ‘Lo enciendo
TRISA.2=1 ‘Declaro RA2
de entrada
while true
203
❘❘❘
La Roboliga consiste en tres eventos que
se realizan en el mes de noviembre en
Argentina: la Olimpíada Argentina de
Robótica, la Feria de Proyectos de Robó-tica
y Control Automatizado, y el Encuen-tro
Docente para la Enseñanza de Robó-tica.
Está dirigido a los alumnos de es-cuelas
primarias y medias, se organiza
desde el año 2000 y se cuenta con la pre-sencia
de más de 40 escuelas de todo el
país. Para tener más información pode-mos
visitar www.roboliga.edu.ar.

if PORTA.2 = 1 then
‘Si RA2 está
encendido, apago
el led
PORTB.3=0
else
PORTB.3=1
‘Si no, lo enciendo
end if
delay_ms(200)
wend
end.
También podemos utilizar un parlan-te
piezoeléctrico para generar diversos
sonidos que nos permitan conocer el
valor de un sensor (Figura 4). Éstos se
pueden conectar directamente, una de
sus conexiones a GND y la otra a un
pin. Para generar sonido desde mikro-
Basic podemos utilizar las siguientes
funciones de librería:
● Sound_Init(dim byref port as byte,
dim pin as byte): inicializa el pin
para salida. Por ejemplo: Sound_
Init (PORTB, 2). En este caso, se en-carga
de inicializar RB2.
● Sound_Play(dim periodo_div_10 as
byte, dim num_de_periodos as word):
el primer parámetro indica la fre-cuencia,
y para simplificar su defini-ción,
sólo debemos dividir la fre-cuencia
que queramos por 1 y mul-tiplicar
el resultado por 100000 pa-ra
obtener el valor final. El segundo
parámetro indica la cantidad de ci-clos
de duración del sonido.
De esta forma, podemos vincular el
valor de un sensor analógico con di-ferentes
sonidos, y así monitorear el
comportamiento de los sensores.
Por último, lo más interesante puede
ser conectar un display a nuestro mi-cro
(Figura 5). El problema es que pa-ra
controlarlo utilizamos casi todos
los puertos de salida. Será necesario
utilizar un micro aparte para tener es-
9. SALIR AL RUEDO
❘❘❘
El Consejo Latinoamericano de Robótica (LARC) tiene como objetivo organizar, con
la colaboración de organismos locales, competencias y simposios de robótica lati-noamericanos
204
CONSEJO LATINOAMERICANO DE ROBÓTICA IEEE – RAS
a nivel regional y nacional de manera anual. El consejo promueve la
programación de estos eventos, define las bases para las competencias, e interactúa
con los voluntarios locales que luego desarrollan estas actividades por sí mismos.
Este consejo trabaja principalmente en Internet, y está apoyado por la sociedad de
robótica y automatización RAS que pertenece a la IEEE mediante los capítulos pro-fesionales
y estudiantiles de la región. Para más datos podemos visitar www.ewh.
ieee.org/reg/9/ robotica/indexsp.htm.

te tipo de salida, si así lo deseamos.
Escapa al alcance de este libro, pero se
puede encontrar mucha información
vinculada a este tema en Internet.
Problemas de programación
Uno de los problemas más comunes
cuando sensamos el mundo que nos
rodea con nuestro robot, es la nece-sidad
de estar atentos a dos o más
sensores al mismo tiempo. Por ejem-plo,
si realizamos un seguidor de lí-nea
con un par de sensores y además
tenemos un sensor de tacto en caso
de que encontremos un objeto de-lante
de nosotros, las estructuras de
decisiones se vuelven complejas o
Figura 4. Buzzer piezoeléctrico para
analizar valores de sensores analógicos.
205
Figura 5. Capacímetro digital basado en un 16F84
con display de LCD, desarrollado por Sonytel Argentina.

imposibles para representar la com-binación
de todos los estados posi-bles
de las entradas. Es por eso que a
continuación presentaremos un me-canismo
muy utilizado en los proce-sadores:
las interrupciones.
La idea de una interrupción es po-der
vincular algún proceso interno
del micro, como el estado de un pin
de entrada o el valor de un timer,
con un procedimiento de nuestro
programa. Es decir, ante un cambio
en el estado del pin o ante el des-bordamiento
de un timer, se ejecuta
el procedimiento indicado. Por
ejemplo, de esta manera podemos
asociar nuestro sensor principal a un
bit con interrupción, de forma tal
que cuando se active, se invoque en
forma automática al procedimiento
asociado, se atienda la necesidad que
presenta el sensor, y luego volvamos
a nuestra rutina habitual. En el caso
del seguidor de línea con obstáculos,
el programa principal ejecuta el se-guimiento
y al bit de interrupción le
asociamos nuestro sensor de tacto.
Por lo tanto, si encuentra un obstá-culo,
se detiene el seguimiento de la
línea, se esquiva el objeto, y al vol-ver
sobre la línea se continúa con el
programa principal.
Las interrupciones pueden produ-cirse
por alguna acción externa, co-mo
la activación de un sensor, o por
una interna, como el caso de un ti-mer
o desbordamiento de un regis-tro.
En el 16F84/8 tenemos cuatro
fuentes de interrupciones:
● RB0/INT (externa).
● Pines RB4 a RB7, al cambiar de
estado si están configurados como
entrada (externa).
● Desbordamiento del registro TMR0,
cuando pasa de 255 a 0 (interna).
● Al completar la escritura de la EE-PROM
(interna).
En nuestro caso, las tres primeras
son las que podremos aprovechar en
nuestro robot. Cuando se producen,
se modifica el estado de un flag de
interrupciones, lo que nos permite
saber cuál se ha producido. Este flag
es el registro INTCON, donde el bit
que cambia es el siguiente:
9. SALIR AL RUEDO
❘❘❘
Es la competencia de robótica más gran-de
206
ROBOGAMES
del mundo. En su edición de 2007 se
presentaron setenta categorías distin-tas,
desde el simple seguidor de líneas
hasta combates cuerpo a cuerpo entre
robots. Algunas de ellas son con robots
controlados por humanos y en otros ca-sos,
el desafío es autónomo. Ese año es-tuvieron
representados veintiocho paí-ses
de todos los continentes, y para el
año que viene se esperan alrededor de
veinte países más.

● Bit 1, INTF, cuando se produce una
interrupción por RB0.
● Bit 0, RBIF, cuando se produce por
cambio en RB4 a RB7.
● Bit 2, T0IF, cuando se produce por
TMR0.
Para tener una mirada general del re-gistro
INTCON y su funcionalidad,
podemos observar la Tabla 1.
Los bits 3 a 7 nos permiten determi-nar
si se atenderá la interrupción co-rrespondiente
o no (0: deshabilitado;
1: habilitado). En el caso de GIE, si
está en 0 se deshabilitan todas las in-terrupciones.
Los bits del 0 al 2 se en-cienden
en el caso de que se produz-ca
la interrupción en cada caso.
Cuando se produce una interrupción y
el programa salta a la rutina que la
atiende, como veremos más adelante,
podemos examinar los bits del 0 al 2
para saber la fuente que la ha causado.
El GIE se pondrá automáticamente en
0 para no atender otra interrupción al
mismo tiempo. Al finalizar nuestra ru-tina
de atención, debemos volver a po-ner
en 0 el flag correspondiente (0 a 2)
para que no se vuelva a producir la lla-mada.
El retorno de la rutina nos ha-bilitará
de nuevo GIE para una nueva
llamada. Sólo el contador de programa
será almacenado en el momento de lla-mar
a la rutina, para luego saber dón-de
retornar, con lo cual es problema
nuestro almacenar el estado de otros re-gistros
que puedan llegar a modificarse
en la ejecución de nuestra rutina.
A continuación presentamos un
ejemplo general de código para la
atención de las interrupciones por
cambio de estado en RB4 a RB7. De
esta manera, podemos tener senso-res
conectados a uno de estos 4 pi-nes,
de forma tal que el programa
general se ejecute, y cuando se pro-duzca
la activación de alguno de los
sensores, la rutina de la interrupción
atienda la llamada y luego retorne al
punto en el que se encontraba.
No. NOMBRE DESCRIPCIÓN
7 GIE Global Interrupt Enable (Habilitación general de interrupciones).
6 EEIE EEPROM Write Interrupt Enable (Habilitación de interrupción por escritura de la EEPROM).
5 T0IE TMR0 Interrupt Enable (Habilitación de interrupción del timer TMR0).
4 INTE INT Interrupt Enable (Habilitación de interrupción de RB0/INT).
3 RBIE RBIF Interrupt Enable (Habilitación de interrupción por cambio en RB4 al RB7).
2 TOIF TMR0 Overflow Interrupt Flag (Bandera de interrupción por desbordamiento de TMR0).
1 INTF INT Interrupt Flag (Bandera de interrupción de RB0/INT).
0 RBIF RB Port Interrupt Flag (Bandera de interrupción por cambio en RB4 al RB7).
207
Tabla 1. Funcionalidad del registro INTCON.

program interrupcionRB
dim antRB as byte
sub procedure interrupt
‘Rutina de atención de
interrupciones
if (INTCON.RBIF = 1) then
‘Cambio en RB4-RB7
select case (antRB xor
PORTB) ‘Se fija cuál
cambió comparando con el
estado anterior de PORTB
case %10000000 ‘Cambió
RB7
if ((PORTB and %10000000)
= 0) then
‘RB7 desactivado
‘Código a ejecu
tarse cuando se desactiva RB7
else ‘RB7 activado
‘Código a
ejecutarse cuando
se activa RB7
end if
RB6
= 0) then
‘RB6 desactivado
‘Código a
ejecutarse cuando
se desactiva RB6
‘Código a
ejecutarse cuando
se activa RB6
9. SALIR AL RUEDO
208
Figura 6. Subir una rampa mientras se sigue una línea,
cambia el comportamiento del robot.

end if
RB5
= 0) then ‘RB5
desactivado
‘Código a
ejecutarse cuando
se desactiva RB5
‘Código a
ejecutarse cuando
se activa RB5
end if
RB4
= 0) then ‘RB4
desactivado
‘Código a ejecutar
se cuando se
desactiva RB4
‘Código a
ejecutarse cuando
se activa RB4
end if
end select
antRB = PORTB ‘Almaceno
el estado actual de PORTB
para compararlo luego
INTCON.RBIF = 0 ‘Reseteo
el flag de la interrupción
end if
end sub
main:
TRISB = %11110001 ‘RB 0
entrada, 1-3 salidas,
4-7 entradas
INTCON = %10001000
‘ Habilito interrupciones
en general y las de RB4 a 7
PORTB = 0 ‘ Valor inicial
de PORTB
✱
LAS INTERRUPCIONES
Las interrupciones son un mecanismo habitual en las computadoras para que los
dispositivos le avisen al CPU que deben ser atendidos. De esta manera, el procesa-dor
no tiene que estar atento a las necesidades de éstos, y simplemente procesa la
información entrante en el momento en que se lo solicitan. En el momento en que
atiende una interrupción, almacena el estado del procesamiento en ese instante, y
luego de atenderla, continúa exactamente en el punto en el que había dejado el pro-ceso.
Cuando no existía este mecanismo, el CPU debía dedicar mucho tiempo para
verificar si era necesaria esa atención. Al pasar la responsabilidad a los dispositi-vos,
209
el rendimiento del CPU es mucho mayor.

antRB = 0 ‘ Valor inicial
de estado previo de PORTB
while(true)
{
‘Mientras no se
produzca una interrupción
el programa se ejecuta en
un loop infinito
‘Aquí va el código
que atiende a la
tarea principal
}
end.
Con este ejemplo general, práctica-mente
puede aplicarse el uso de in-terrupciones
en todos los casos en
los que sea necesario.
Pruebas tradicionales para
robots autónomos
A continuación presentaremos un
conjunto de pruebas clásicas para los
robots autónomos móviles, junto
con algunos consejos desde el punto
de vista mecánico, electrónico y de la
programación. Para construir las pis-tas
de prueba, aconsejamos utilizar
lona vinílica blanca y realizar los cir-cuitos
con pintura negra especial pa-ra
esta superficie. Puede ser costoso
pero es más sencillo de transportar
que la madera u otros materiales. En
el peor de los casos, unas buenas im-presiones
en láser empalmadas con
cinta transparente pueden ser sufi-cientes.
Lo importante es que los co-lores
sean muy distinguibles, y que
no haya ondulaciones o muescas en
la pista que traben el funcionamien-to
de nuestro robot.
Seguidor de línea
Ésta es la primera prueba por exce-lencia.
En principio, comenzaremos
por utilizar un solo sensor de luz que
apunte hacia abajo para recorrer la
pista. Al momento de construir la
mecánica de nuestro robot, debe-mos
tener en cuenta que debe girar
con facilidad. Esto es fundamental
cuando las curvas son muy cerradas.
Por lo tanto, la arquitectura más
9. SALIR AL RUEDO
210
Figura 7. Robot seguidor de una línea
muy delgada. ¡Eso es complicado!

económica y confiable para este de-safío
es la de las ruedas laterales con
movimiento diferencial.
Si se cuenta con un único sensor, la
solución más sencilla es la que co-nocemos
como ciego con bastón,
dado que aplica la misma mecánica
que los no videntes cuando tantean
paredes o el piso con su bastón blan-co.
Ponemos el robot a la derecha de
la línea, con el sensor que apunte a
blanco, encendemos el motor dere-cho
(MD), y dejamos apagado el iz-quierdo
(MI). Cuando el sensor de-tecta
negro, invertimos el encendido
de los motores, dejamos apagado el
MD y encendido el MI.
Allí esperamos hasta encontrar blan-co
y así sucesivamente. Es un meca-nismo
sencillo, efectivo, pero muy
lento (Figura 8). Para mejorar la velo-cidad
de recorrido con un único sen-sor,
si la línea negra a seguir es del-gada,
podemos realizar el siguiente
algoritmo:
1) Ponemos el robot con el sensor a
la derecha de la línea negra.
2) Encendemos el MD y apagamos
el MI.
3) Esperamos a ver negro con el sensor.
4) Esperamos a ver blanco con el
sensor.
5) Encendemos el MI y apagamos el
MD.
6) Esperamos a ver negro con el sensor.
7) Esperamos a ver blanco con el
sensor.
8) Saltamos al paso 2.
De esta manera, mejoramos la veloci-dad
de recorrido, pero es más sensible
a las curvas cerradas (Figura 9).
211
Figura 8.
Método de
seguimiento de
líneas versión 1.
Figura 9.
Método de
seguimiento de
líneas versión 2.

Si podemos contar con dos sensores,
las mejoras pueden ser considerables.
En este caso, ubicamos un sensor del
lado izquierdo de la línea y otro del la-do
derecho, ambos sobre blanco. En el
programa principal, sólo tenemos un
ciclo infinito con los dos motores
prendidos. Además, conectamos los
sensores a alguno de los pines de RB4
a RB7, para atenderlos mediante una
interrupción. Cuando uno de los dos
vea negro, ésta se lanzará. Analizamos
cuál de los dos cambió de estado, y de-finimos
los estados de los motores de
manera tal que el robot gire para el la-do
correspondiente hasta que el sensor
vuelva a ver blanco. Allí retornamos de
la interrupción y se vuelven a encender
ambos sensores. Este mecanismo es
muy efectivo, y podemos mejorarlo
con más sensores, y usar algunos sobre
negro y otros sobre blanco.
ROBOCUP JUNIOR
Si la línea posee espacios en blanco
(gaps), nos conviene utilizar un me-canismo
de un solo sensor. Además,
debemos activar el timer 0 y esta-blecer
que si durante determinado
período no se ve negro con alguno
de los dos sensores, el robot debe
avanzar en línea recta hasta encon-trar
negro nuevamente (Figura 11).
Otra prueba típica es el seguimiento
de una línea con obstáculos. En este
caso, podemos sumar un sensor de to-que
en el frente del robot, también
conectado a una de las entradas que
activan interrupciones. De esta ma-nera,
ante la detección del objeto, de-tenemos
el seguimiento de la línea, es-quivamos
el obstáculo y, al volver so-bre
la línea negra, retomamos la ruti-na.
Una precaución a tomar es que
9. SALIR AL RUEDO
Figura 10. Sensores
en un robot seguidor de línea
creado por David Cook.
212
❘❘❘
La RoboCup Junior es una división de la
RoboCup dedicada a estimular el estudio
de la robótica en los jóvenes de hasta 19
años, y organiza las competencias para
estas edades dentro de la RoboCup. Los
desafíos presentados son tres: fútbol,
rescate y danza. Está enfocado en la
educación y no en la competencia. Los
robots que participan deben ser autóno-mos
y deben cumplir con límites de pe-so,
tamaño, etcétera. Su sitio oficial es
www.robocupjunior.org.

cuando volvamos sobre la línea, el ro-bot
quede en una posición adecuada
para continuar con el seguimiento.
¡La luz, la luz, he visto la luz!
Otro desafío típico está relacionado
con la búsqueda o el seguimiento de
una fuente de luz. El problema más
sencillo es posicionar el robot en un
lugar y que gire hasta encontrar una
luz que hemos ubicado cerca de él.
Para ello, es necesario utilizar un sen-sor
analógico que nos permita detec-tar
los diferentes grados de luminosi-dad
que tenemos en el ambiente (y
por lo tanto, el 16F88 por su con-versor).
El robot debe tomar el valor
del sensor en la posición en la que se
encuentra y girar lentamente en al-guno
de los dos sentidos. Si aumen-ta
el valor de luz hacia ese lado, man-tiene
su giro. Si no, intenta para el
otro lado. En el momento en que al
girar para ambos lados disminuya el
valor de luz, es que hemos encontra-do
la fuente de luminosidad.
Otra prueba algo más compleja es se-guir
una luz originada por una linter-na
o por alguna pelota que emita una
señal infrarroja, como las que se utili-zan
en fútbol de robots junior. Para
ello es útil que usemos dos sensores
analógicos conectados a pines de este
tipo. Si el valor de lectura de ambos
sensores supera cierto umbral, consi-deramos
que la fuente de luz está fren-te
al robot y nos dirigimos hacia de-lante.
Si la diferencia entre el valor de
213
Figura 11. Seguimiento de línea con detección
de víctimas y saltos en las marcas (Roboliga).

9. SALIR AL RUEDO
uno y otro sensor es grande, giramos
hacia el lado donde se recibe el mayor
valor. Si no hay una diferencia impor-tante
y no están ambos iluminados,
consideramos que la luz está detrás y
giramos en cualquiera de los dos sen-tidos.
Podríamos seguir con muchas
pruebas de este tipo, como realizar
214
un robot insecto que busque el lugar
con mejor luz de la sala, otro que no
se caiga de una mesa, etcétera. ¡Todo
queda librado a nuestra imaginación!
Como hemos visto, a medida que
nuestras pruebas se vuelven más
complejas, es necesario un micro
más poderoso, como el 16F88.
Figura 12. Competencia de rescate de la
Roboliga, Olimpíada Argentina de Robótica.
✱
BEAM ROBOTICS (ROBOTS BEAM)
BEAM es el acrónimo de Biology, Electronics, Aesthetics and Mechanics (Biología,
Electrónica, Estética y Mecánica). Es un término que se refiere a la construcción de
robots que usan circuitos análogos en vez de digitales, que tienen un diseño simple
y que imitan a los organismos de la naturaleza. Los circuitos analógicos imitan a los
bloques biológicos como las neuronas. Las tres reglas principales son: usar el me-nor
número de elementos electrónicos (y sencillos); reciclar y reutilizar componen-tes;
y usar sistemas de energía radiante, como la energía solar. Dentro de los di-versos
diseños realizados, es un clásico el Phototrope (fotótropo), un pequeño ro-bot
que busca la luz dentro de un ambiente o escapa de ésta.

Luchador de sumo
Una de las competencias que más
apasionan a los participantes, y que
no exige demasiada capacidad de
procesamiento por parte del robot, es
la lucha de sumo. Hay diferentes re-glamentos
en el mundo del sumo
robótico. Es interesante conocer el
reglamento del Campeonato Uru-guay
o de Sumo de Robots, organi-zado
por el Instituto de Computa-ción
de la Facultad de Ingeniería de
la Universidad de la República de
Uruguay. Éste se basa en el Torneo de
sumo de robots FSI-ALL de Japón.
Este campeonato es muy interesante,
y en el sitio (www.fing.edu.uy/inco/
eventos/sumo.uy/index.html) po-demos
bajar un simulador y templa-tes
en diferentes lenguajes para po-der
jugar en nuestra computadora.
Luego, si deseamos participar de la
competencia, podemos llevar nues-tro
propio robot, o utilizar uno pro-visto
por los organizadores, que tie-ne
Figura 13. Competencia de Sumo
de la Universidad Tecnológica Nacional
de Bahía Blanca, Argentina.
las mismas características que el
utilizado en el simulador.
La arena de competencia se llama
Dohyo. Es un cilindro de 5 cm de
altura y 154 cm de diámetro de un
color distinto al blanco y al marrón
(en general, negro). Las líneas de
inicio, donde se ubican los robots en
el comienzo de la lucha, se indican
por líneas marrones de 2 cm por 20
cm, a 20 cm del centro del Doyho.
❘❘❘
CAMPEONATO DE SUMO ROBÓTICO DE URUGUAY
Desde el año 2004, el Instituto de Computación de la Facultad de Ingeniería de la Uni-versidad
de la República de Uruguay organiza el campeonato de sumo robótico. El ob-jetivo
de esta competencia es crear un espacio para investigar diversos aspectos de la
robótica móvil autónoma. Las características particulares que presenta esta prueba
son: un ambiente muy dinámico, comportamiento en tiempo real, y reglas sencillas y
precisas. Una ventaja que tiene este campeonato es que no necesitamos de un robot
para participar, dado que está provisto por la organización. Antes de la competencia,
podemos programar el comportamiento de nuestro representante mediante un simu-lador
215
y luego, en el momento de luchar, volcamos esa estrategia a un robot real.

El borde de la arena es de 5 cm de
color blanco. Fuera del Doyho, el
piso será de cualquier color excepto
blanco o marrón. Cada categoría en
particular determinará un límite pa-ra
el tamaño y el peso del robot.
Una partida consta de tres sets de un
minuto cada uno. El primer partici-pante
en ganar dos puntos yuko (ya ve-remos
qué son) es el ganador de la par-tida.
Cuando ningún participante reci-be
puntos, el jurado decide quién es el
ganador. Para comenzar el partido, los
robots se ubican sobre las líneas de ini-cio
o detrás de éstas, para lo cual dis-ponen
de dos minutos. El robot no
puede realizar ningún movimiento an-tes
de recibir la señal de comienzo.
Los puntos yuko se consiguen por me-dio
de alguna de las siguientes accio-nes:
cuando un robot saca a su opo-nente
del Doyho, cuando el oponente
sale del Doyho por sus propios medios
o cuando un robot es descalificado o
recibe dos advertencias o más.
Un set se puede cancelar y repetir si
los robots se encuentran trabados de
forma tal que no exista movimiento
posible, a criterio del jurado.
Si ambos robots tocan el exterior del
Doyho al mismo tiempo o ante cual-quier
otra condición en la que el ju-rado
no pueda definir un ganador, el
set se reinicia, se ubican los robots
en la línea de inicio, y se cuenta con
dos minutos para hacerlo desde la
indicación del árbitro.
9. SALIR AL RUEDO
216
Figura 14. Competencia tradicional de sumo en la Roboliga.

En resumen, éstas son las reglas bási-cas
de juego. Como vemos, las reglas
no son complejas y esencialmente es
un desafío mecánico y electrónico,
con algoritmos sencillos para el con-trol
del robot. Los problemas que de-bemos
resolver son tres: cómo detec-tar
la línea límite del Doyho para no
salir de ella (y que esa detección sea
en toda la circunferencia del robot),
cómo detectar la distancia al con-trincante
para poder abalanzarnos so-bre
él y cómo detectarlo cuando lo
tocamos para ir hacia él o huir de él,
según convenga. No agregamos el te-ma
del posicionamiento dentro del
Doyho porque es muy complejo de
realizar con la información tan pobre
que nos brinda la arena. En realidad,
sólo es absolutamente necesario re-solver
el primer problema para so-brevivir
en la lucha. En el caso de la
detección del oponente, si no desea-mos
hacerlo, podemos recorrer en
forma aleatoria el Doyho de un lado
a otro para ver si logramos cruzar al
otro robot en algún momento.
Desde el punto de vista mecánico, en
general, si un robot tiene mucha
fuerza, con seguridad será lento, co-mo
vimos en los capítulos anteriores.
Por lo tanto, recorrer toda la arena
será complicado. Es mejor tener un
sistema de detección del contrincan-te
para ir hacia donde se encuentra.
Para ello, es bueno y no es complica-do
implementar el uso de un sensor
de ultrasonido. Sólo con detectar la
presencia (es decir, hacer un uso di-gital
del sensor) nos alcanza para po-ner
en movimiento el robot hacia el
oponente. Con respecto a la detec-ción
de los límites del Doyho, alcan-za
con un sensor de luz de los que he-mos
usado. Tenemos que tener en
cuenta que podemos encontrarnos
con el límite no sólo si vamos hacia
delante, dado que el contrincante
puede empujarnos. Por eso sugeri-mos
usar varios sensores que recorran
el borde del robot. También necesita-remos
sensores de tacto que rodeen a
nuestro representante, de forma tal
que al ser presionados por uno de los
❘❘❘
El grupo de robótica del Departamento de Ingeniería Eléctrica de la Universidad Tecnoló-gica
Nacional de Bahía Blanca, Argentina, todos los años organiza un campeonato de su-mo
de robots. Se presentan tres categorías, entre las que se destaca la categoría libre. El
Doyho en este caso es de 1,75 m y los robots deben poder entrar en una caja de 20 cm por
20 cm. Además, no pueden superar los 3 kg de peso. El procesamiento se debe realizar
por un microcontrolador de 4 Kb máximo y no se permite el uso de microprocesadores.
Para mayor información podemos visitar www.frbb.utn.edu.ar/robotica/.
217
COMPETENCIA DE SUMO DE ROBOTS EN ARGENTINA

costados, huyamos o empujemos con
más fuerza según la estrategia que ha-yamos
desarrollado.
Un tema fundamental en la presta-ción
mecánica de nuestro luchador
es la potencia de los motores. Según
los límites que presente la categoría,
nos va a convenir utilizar los moto-res
más potentes posibles, junto con
un buen sistema de reducción. Para
ello tendremos que contar con ba-terías
poderosas, y por lo tanto, pe-sadas.
Lógicamente, todo dependerá
de cuáles sean los pesos y los ta-maños
que nos impongan las reglas
del juego. Pero no dudemos en in-vertir
en ello si queremos triunfar.
Otras pruebas clásicas
A continuación describiremos otras
pruebas clásicas de robots móviles
autónomos, que podremos profun-dizar
si buscamos en la Web. En es-te
listado, dejamos el fútbol de ro-bots
para el capítulo siguiente.
Tiralatas: en una arena rectangular o
circular. Se ubica un conjunto de la-tas
con cierto peso que el robot debe
sacar en el menor tiempo posible.
Laberinto: el robot debe encontrar la
salida del laberinto en el menor tiem-po
posible. En general, la salida está
indicada con una luz, de manera tal
que el robot pueda intentar realizar el
camino más corto hacia ésta.
Carrera de postas: un conjunto de
robots debe comunicarse entre sí pa-ra
completar un recorrido definido
por una línea negra.
Rescate: este tema incluye infinidad
de pruebas (Figura 15).
Esencialmente, se basa en dos de-safíos:
detectar o rescatar un con-
9. SALIR AL RUEDO
218
Figura 15.
Competencia
de rescate del
Campeonato
Latinoamericano
de Robótica IEEE.

junto de víctimas en una zona de de-sastre,
o rescatar víveres y medicinas
que han caído en una zona conta-
minada para llevarlos a una zona li-berada.
Además, estas pruebas pue-den
ser solitarias o colaborativas.
219
Figura 16. Pista
de la competencia
de rescate de la
RoboCup Junior.
… RESUMEN
Ha llegado la hora de sacar nuestro robot al ruedo. Todas las pruebas son dife-rentes,
pero hay un conjunto de características o de problemas habituales. Estos
problemas pueden ser de índole mecánica, como el tipo de arquitectura elegido
para nuestro robot o su punto de equilibrio. También tendremos problemas con
los sensores, dado que el ambiente en el que se desarrollan los desafíos habi-tualmente
difiere del que utilizamos para preparar a nuestros robots. Es por eso
que tenemos que utilizar mecanismos robustos que puedan trabajar sobre valo-res
relativos del ambiente y no con valores absolutos. Por otra parte, la ubica-ción
de los sensores debe aislar al máximo las perturbaciones del entorno. Con
respecto a la programación, presentamos el uso de interrupciones, que nos per-mitirán
estar atentos a más de un sensor en nuestro programa. De las pruebas
clásicas, el seguimiento de la línea, la búsqueda o el seguimiento de luz, y el su-mo
de robots, son las que nos permitirán poner en juego toda la capacidad y las
características de nuestro robot.

✔
ACTIVIDADES
1 ¿Cuáles son los problemas mecánicos
220
que puede presentar un robot en una
competencia?
2 ¿Qué mecanismos tenemos para lo-grar
que nuestro robot sea menos
sensible a los cambios del ambiente
en el que compite?
3 ¿De qué manera podemos visualizar el
comportamiento de los sensores?
¿Cuál se usaría en un sensor digital y
cuál en uno analógico?
4 ¿Para qué sirven las interrupciones?
5 ¿Cuáles son los tipos de interrupciones
que podemos encontrar en un 16F84/88?
6 ¿Qué función cumple el registro INT-CON?
7 Describa los algoritmos tradicionales
de seguimiento de línea.
8 ¿Cuáles son los problemas que debe-mos
afrontar en un robot luchador de
sumo?
EJERCICIOS
1 Modifique el robot y prográmelo para
que siga una línea negra con el método
del ciego con bastón. Probar con dife-rentes
grados en las curvas.
2 Realice un robot con dos sensores pa-ra
realizar el seguimiento de la línea
lo más rápido posible. Compare los
tiempos con los logrados en el ejerci-cio
anterior.
3 Ponga un obstáculo sobre la pista del
punto anterior y realice un robot que
pueda esquivarlo. El obstáculo debe
ser algo pesado, como una caja con
una piedra dentro.
4 Realice un robot que siga la luz de una
linterna.
5 Realice un robot que recorra una mesa
sin caerse de ella.
6 Realice un robot con un sensor de ul-trasonido
que, ante la cercanía de un
objeto, cambie de dirección.

Robótica
Jugar al fútbol
Capítulo 10
El fútbol de robots es una actividad
donde se presentan todos los problemas
de la robótica situada, en un marco
divertido, mediático y de reglas
conocidas a nivel internacional.
Es por eso que hemos decidido cerrar
nuestro libro con este capítulo, al
presentar las reglas y las características
del desafío, para invitarlos a sumarse
a la investigación dentro de esta
maravillosa rama de la robótica.
Fútbol de robots 222
de robots 222
Ligas nacionales e internacionales
de fútbol de robots 232
Modificaciones para
que nuestro robot pueda jugar 242
Una pelota infrarroja 244
Resumen 245
Actividades 246

FÚTBOL DE ROBOTS
Para el año 2050, desarrollar un
equipo de robots humanoides com-pletamente
autónomos, que en un
partido de fútbol puedan vencer al
equipo campeón mundial humano.
Éste es el lema de la organización
RoboCup, una de las dos ligas mun-diales
de fútbol de robots. Puede pa-recer
un lema de ciencia ficción, pe-ro
puede dejar de serlo si realizamos
el siguiente cálculo. En el momento
en el que se lee este libro, ¿cuánto
falta para el año 2050? ¿Cuarenta y
tres, cuarenta y dos años? Bien. Aho-ra
restemos del año actual la canti-dad
de años que faltan para el 2050.
¿Cómo eran las computadoras en esa
época? ¿No era de ciencia ficción
pensar en lo que tenemos hoy en día,
los robots que se han desarrollado,
Internet, las notebooks, los celula-res,
etcétera? Entonces, si vemos las
cosas desde este punto de vista, tal
vez pensar en un equipo de fútbol de
robots que jueguen un buen partido
de fútbol no es locura.
Por lo tanto, no perdamos el tiem-po,
empecemos desde ahora a pre-parar
a nuestro pequeño. Enseñé-mosle
los rudimentos de este depor-te
para que comience con sus prác-ticas
de tiro libre, de penales, de
amagues y fintas. Quién nos quita la
ilusión de que en un futuro no muy
lejano, lo acompañemos por todo el
mundo en sus viajes con la Selección
Mundial de Fútbol de Robots.
de robots
Dentro del campo de la robótica
autónoma móvil, en los últimos
años ha surgido una disciplina co-nocida
como robótica situada. Su
objeto de estudio es el desarrollo de
robots autónomos móviles en am-
10. JUGAR AL FÚTBOL
222
Figura 1. Podemos imaginar
un equipo de robots que enfrenten
a un equipo humano en el año 2050.
Hagamos apuestas.

bientes muy dinámicos. Ejemplos
de esto son los vehículos terrestres,
aéreos y acuáticos, los robots enfer-meros
y todos aquellos que tengan
que desenvolverse en un mundo que
cambia segundo a segundo.
El fútbol de robots es el deporte que
presenta los problemas más impor-tantes
que podemos encontrar en la
robótica situada y aunque existen
diversas categorías donde estos pro-blemas
pueden ser más o menos sig-nificativos,
de alguna manera u otra,
están presentes en todas.
Para hacer una analogía con respec-to
al fútbol convencional, podemos
decir que para jugar bien necesita-mos
las siguientes virtudes:
● Un buen estado físico: llegar an-tes
a la pelota, patear fuerte y po-der
ir de un punto a otro de la can-cha
en forma veloz, nos permitirá
tener un control del juego mucho
más efectivo.
● Una lectura precisa y veloz del
juego: es una característica funda-mental
que el jugador se anticipe
a la jugada. Por ejemplo, que vaya
al encuentro de la pelota donde la
pueda ganar y también quede me-jor
parado para el gol. O que pue-da
saber dónde conviene estar pa-rado
para recibir un pase.
● Juego colectivo: el equipo no pue-de
comportarse como un conjunto
de niños que corre detrás de la pe-lota.
Fútbol de robots
OTROS DEPORTES
Debemos tener un rol que
cumplir, que ese rol sea dinámico
y que el conjunto de roles deter-mine
el comportamiento del equi-po
optimizado para nuestro objeti-vo
final: el gol en el arco contrario.
Éstos son los tres problemas que te-nemos
en el fútbol de robots, y en
general en la robótica situada: la ar-quitectura
de los robots, el sensado
y el procesamiento de la informa-ción
del ambiente y el comporta-miento
colaborativo. A continua-ción
presentaremos cuáles son las di-ficultades
en cada uno de ellos y cuá-les
son las soluciones propuestas.
223
❘❘❘
No sólo de fútbol viven los robots. Ya se
están desarrollando nuevas criaturas
para otros deportes u otras competen-cias
como el sumo, que ya hemos men-cionado,
el basquetbol y la lucha libre,
entre otros. En este último caso, hay
muchos tipos de torneos pero ¡cuidado!
En general, las luchas que pasan por la
televisión no son de robots autónomos,
sino que están controlados por un ser
humano. En este caso, se enfrentan
problemas mecánicos y electrónicos,
pero se carece de sistemas de inteli-gencia
y sensado del mundo dado que
esa función la cumple la persona que
controla al robot. Por lo tanto, eso no
es robótica situada.

Arquitectura y navegación
de los robots
Como hemos visto antes, con fre-cuencia
en las competencias tene-mos
un límite vinculado al peso y el
tamaño de los robots. En el fútbol
ocurre lo mismo. Por lo tanto, nues-tro
objetivo es lograr el robot más
robusto y más rápido en el pequeño
espacio que nos brindan. Lamenta-blemente,
en el caso de la electróni-ca
y los motores, más pequeño sig-nifica
más costoso, y es aquí que
nuestro bolsillo será otro límite que
deberemos contemplar.
Con respecto a los robots para fútbol,
la arquitectura clásica consiste en: pa-tas
(para ciertas categorías específicas),
omnidireccional y diferencial. En el
caso de los robots con navegación om-nidireccional
(Figura 2), las ventajas son
conocidas, pero incorporar tres moto-res
en el espacio que tenemos, más uno
de un pateador si fuera necesario, es
complejo y el valor de los motores y las
ruedas puede ser costoso.
En general, para comenzar utilizare-mos
navegación diferencial (Figura 3),
como la que tenemos en nuestro ro-bot.
Por lo tanto, tenemos que anali-zar
cómo realizamos la navegación
con ruedas diferenciales. Esta navega-ción
dependerá de la información que
podemos extraer del ambiente. En el
caso de los robots más sencillos, pro-
224
Figura 2. Un jugador de fútbol del equipo alemán FU-Fighters
con ruedas omnidireccionales.

bablemente nuestro funcionamiento
será menos proyectado y calculado,
más primitivo. Cuando tenemos más
información del ambiente, como la
posición X e Y de la pelota, y X, Y y
la rotación de nuestros robots, pode-mos
realizar un cálculo de navegación
más preciso. En este punto tenemos
dos situaciones que estudiar: la nave-gación
hacia un punto fijo y hacia un
punto móvil (como puede ser la pe-lota).
La diferencia sustancial en los
dos casos es que en el caso del punto
móvil, si es posible, debemos realizar
una proyección del comportamiento
del punto en el futuro para navegar
hacia esa proyección, de la misma for-ma
que cuando nos lanzan un centro
en el fútbol real corremos hacia don-de
caerá la pelota, y no detrás de ella.
De esta manera, el sistema de nave-gación
para los dos casos será el mis-mo,
sólo que en el punto móvil nues-tro
destino final será un punto calcu-lado
a partir del historial del punto y
no del estado actual. Desde ya que es-te
mecanismo sirve para los objetos
móviles con comportamiento relati-vamente
lineal, como es el caso de la
pelota. En el caso de los robots con-trarios,
no tiene demasiado sentido
dado que es imposible predecir el fu-turo
de su comportamiento.
Un algoritmo de navegación trivial
es girar hasta ver el punto de desti-no
(siempre con un umbral de error
porque si no la misma inercia de
Fútbol de robots
PROYECCIÓN DE LA PELOTA
movimiento nos hará pasar de largo
en el giro y nos quedaremos oscilan-do
para corregir el error), y luego del
giro, avanzar hacia el punto. Al te-ner
definido un umbral de error,
cuando avancemos hacia el destino,
llegará un momento en el que su-peraremos
ese umbral, y por lo tan-to,
el robot volverá a girar para co-rregir
su desvío, y así sucesivamen-te.
También tendremos que deter-minar
un umbral de distancia don-de
consideraremos que hemos llega-do
al punto para no oscilar yendo y
viniendo hacia el punto de destino.
225
❘❘❘
Está claro que en el fútbol es fundamen-tal
llegar a la pelota lo antes posible. Pa-ra
ello, es necesario ir hacia el punto de
cruce con ella que más nos convenga. Es
decir, proyectar el comportamiento de la
pelota a futuro para determinar cuál es
el mejor momento de cruzarla. La line-alidad
en el movimiento de la pelota ha-ce
sencillo esto, si no fuera por la pre-sencia
de las paredes, nuestros robots y
los contrarios. Con respecto a las pare-des,
podemos considerarlas en varios
pasos futuros porque están allí en for-ma
constante. Pero con respecto a los
otros robots, después de una proyección
de 4 ó 5 cuadros, nos conviene dejar de
tenerlos en cuenta, porque no sabemos
con precisión dónde estarán ubicados.

La navegación que acabamos de pre-sentar
no es complicada de imple-mentar,
pero dista mucho de ser rá-pida
y eso, en el fútbol, es un pro-blema.
Para optimizar nuestra nave-gación
tenemos que hacer un análisis
profundo de la física implicada en el
juego. Es decir, tenemos que deter-minar
cómo funciona la inercia del
robot, cuánto tarda en alcanzar di-versas
velocidades, cuánto tarda en
realizar giros de diversas amplitudes
partiendo de diferentes estados, etcé-tera.
En esto influirá la arquitectura
del robot (más allá de que sea dife-rencial,
cómo está repartido el peso
del robot y cómo se ubican las ruedas
son puntos esenciales), los materiales
de las ruedas y el piso de la cancha.
Como vemos, tenemos que invertir
un largo tiempo de estudio para re-alizar
pruebas en el campo con el ob-jetivo
de pulir la navegación. Por úl-timo,
tenemos que poder desarrollar
un modelo donde para llegar a un
punto determinado, en lugar de girar
y luego ir en forma recta, determine-mos
velocidades diferentes en las rue-das
para trazar una curva optimizada
hacia el destino. Una vez hecho esto,
podemos seguir nuestro estudio me-diante
la realización de navegaciones
donde nos interese con qué ángulo
llegamos al final, desde qué lado lle-gamos
al punto, etcétera.
Sensado y detección del ambiente
Este punto es fundamental. Aquí te-nemos
mucho trabajo apasionante
por delante. En el caso de usar sen-sores
sencillos, como ultrasónicos,
sensores de luz, de tacto y otros sen-sores
locales, la información que ob-tendremos
es bastante imprecisa. La
imagen que conseguiremos del am-biente
no nos permitirá navegar con
total exactitud. Todo lo que podre-mos
hacer es buscar la pelota con
algún sensor, acercarnos a ella, y una
vez que nos encontramos cerca, in-tentar
llegar hasta el arco contrario.
Lo que hemos utilizado para obtener
mayor precisión en la captación del
ambiente son los sistemas de visión.
En este caso, tenemos que realizar un
delicado equilibrio entre la cantidad
Figura 3. Ejemplo de robot de fútbol
con ruedas diferenciales.
226

de cuadros por segundo que proce-samos
y la precisión que obtenemos
al final. Aquí encontramos la gran
diferencia entre los sistemas de vi-sión
industriales tradicionales y los
que tenemos que aplicar en robótica
situada. En el primer caso, podemos
tomar mayor tiempo de procesa-miento,
con lo cual el resultado final
es mucho más preciso. En nuestro
juego, tenemos que complementar y
corregir la información de la cámara
con datos previos del ambiente y con
proyección del estado actual en el ca-so
de los objetos de comportamien-to
lineal. Y desde ya, renunciar a la
Fútbol de robots
precisión si queremos obtener el es-tado
del ambiente actual, ¡y no el que
existía hace 30 segundos!
El sistema de visión puede ser global
o local a los robots. En el primer caso
(Figura 4), un procesador externo reali-za
el procesamiento y luego les envía el
resultado a los robots para que tomen
sus decisiones, o directamente éste u
otro procesador externo, a partir de los
datos captados, define la estrategia y les
envía órdenes a los robots como la ve-locidad
de las ruedas, etcétera. En la vi-sión
local, cada robot capta el ambien-te.
Como decíamos antes, si esto se ha-
227
Figura 4. Sistema de visión global en una cancha de fútbol de robots.
Podemos ver las cámaras conectadas en la parte superior.

ce mediante sensores, la calidad de la
información es bastante baja. Si en el
robot tenemos un sistema de visión, los
datos que tenemos del ambiente son
mayores, pero esto exige que cada ro-bot
realice el arduo procesamiento de
la imagen. Por otra parte, la visión lo-cal
en general es parcial, porque los ro-bots
apuntan a una dirección determi-nada.
Para superar esto, es habitual que
la cámara se apunte hacia arriba y que
se coloque un espejo cónico o se-miesférico
en la parte superior para te-ner
una captura de 360 grados (Figura
6). La deformación que se produce en
esta imagen es muy fácil de solucionar.
Aun así, el robot puede tener informa-ción
incompleta porque otros le tapan
la pelota, el arco o algún otro objeto. Es
228
Figura 5. Ejemplos de robots seguidores de una pelota infrarroja.
❘❘❘
VISIÓN INDUSTRIAL
Con un poco más de dinero, podemos ad-quirir
una cámara de visión industrial con
salida firewire para que en nuestra com-putadora
ingresen los datos en forma di-gital
y no sea necesario un framegrabber
(prácticamente todas las computadoras
ya vienen con entrada firewire, y de lo con-trario
compramos una placa con esa en-trada).
Un aspecto importante es que la
lente tenga un montaje (la forma de co-nectarse
a la cámara) que sea estándar,
como el montaje CS, de manera tal que
podamos cambiar de lentes según el am-biente
y la distancia a la cancha. Otra ca-racterística
interesante es la posibilidad
de aplicar filtros desde el hardware, lo
cual hace mucho más rápido el proceso.

Figura 6. Un equipo con sistema de visión local.
La cámara apunta hacia una semiesfera en la parte superior.
por eso que en todos los sistemas de vi-sión,
complementamos lo que capta-mos
en el cuadro con información del
historial, como haríamos con nuestros
propios ojos y cerebro. Si vemos que
viene la pelota y en un momento la de-jamos
de ver porque queda detrás de un
jugador, realizamos una proyección de
su movimiento y prevemos encontrar-la
en un punto posterior, ya que cono-cemos
cómo se estaba moviendo y po-demos
anticiparnos a su comporta-miento
futuro. De la misma manera lo
hacemos (¡o por lo menos lo intenta-mos!)
en el fútbol de robots.
Comportamiento colaborativo
Además de todo lo que vimos, nece-sitamos
que jueguen en equipo. En
un conjunto de robots que tienen un
Fútbol de robots
objetivo determinado, es necesario
algún mecanismo de organización
que permita que cada uno realice
una o más tareas determinadas en
forma dinámica, en pos de ese obje-tivo.
Existen muchas formas de lo-grar
esto, pero plantearemos dos: el
comportamiento emergente y el
comportamiento dirigido.
El comportamiento emergente den-tro
de un sistema es el que surge de la
interacción de sus componentes, y no
puede explicarse a partir de los com-portamientos
individuales. Por ejem-plo,
ninguna hormiga puede realizar
una colonia por sí misma, ni organi-zarla
dándoles órdenes a otras hormi-gas.
Pero su comportamiento indivi-dual
sencillo en conjunto con las otras
hormigas, les permite lograr un tra-
229

bajo en equipo muy complejo (Figura
7). Otro ejemplo es el de las bandadas
de pájaros. Muchas veces nos queda-mos
maravillados ante las hermosas
figuras geométricas que logran al vo-lar
en grupo. Sin embargo, ninguna
mente superior ordena ese vuelo. Un
conjunto de reglas sencillas de ubica-ción
de cada pájaro en la bandada,
que permite minimizar la resistencia
del aire, es la que logra esa organiza-ción
que nos sorprende. Un último
ejemplo que podemos presentar es el
de la generación del aplauso y su rit-mo.
En un recital o en una obra de te-atro,
no nos organizamos para aplau-dir.
Alguna señal, como el final de la
canción o de un acto, genera un pri-mer
aplauso, que luego comienza a
crecer y que, mágicamente, toma una
cadencia general a partir de la senci-lla
actitud de cada uno de nosotros al
golpear nuestras manos.
En un grupo de robots, podemos de-terminar
cierto conjunto de acciones
primitivas, como ir a un punto o ir a
la pelota, y que cada robot decida por
sí mismo qué hacer según las condi-ciones
del ambiente. Por ejemplo, ca-da
robot, según la cantidad de cua-dros
que tardaría en llegar a la pelota,
podría decidir si va hacia ella o no. De
la misma forma, podríamos determi-nar
un grupo de acciones posibles que
estén condicionadas por el estado del
robot dentro del ambiente. El proble-
Figura 7. Las hormigas, un maravilloso ejemplo de comportamiento emergente.
230

ma que podemos tener es que varios
robots decidan hacer lo mismo o que
ninguno ejerza alguna función vital,
como la de arquero. La ventaja es que
con sólo agregar alguna o algunas ac-ciones
más, y si pulimos el sistema de
decisiones de cada robot, el compor-tamiento
puede cambiar en forma
notable. Además, todos los robots son
iguales, y por lo tanto no necesitamos
programar diversos comportamientos
para cada uno de ellos.
El comportamiento emerge en forma
espontánea. Es muy sorprendente ver-los
organizarse por ellos mismos y
cumplir determinados roles cuando
nosotros nunca lo hicimos en forma
explícita. ¡Es algo mágico! El proble-ma
es que muchas veces, este com-portamiento
no surge en forma tan
precisa ni veloz como lo necesitamos
en un ambiente dinámico. Y es en ese
momento cuando pensamos que tener
un director de orquesta puede presen-tarnos
Fútbol de robots
un mundo más gris y represivo,
pero infinitamente más ejecutivo.
Así surge el comportamiento dirigi-do.
En este esquema, un robot del
equipo, o un agente externo, toma de-cisiones,
elige una estrategia y le asig-na
un rol a cada robot. En el caso de
los sistemas de visión global, donde
un computador externo realiza el pro-cesamiento
de imágenes, el mismo
procesador, o uno que está comuni-cado
con él, toma estas decisiones y
sólo comunica a cada robot la veloci-dad
que debe tomar su rueda izquier-da
y derecha. De esta manera, la asig-nación
de roles y el comportamiento
es muchísimo más preciso y las deci-siones
se toman en forma veloz. Pero
es necesario que imaginemos todos
los mundos posibles, porque nuestro
conjunto de robots nunca saldrá de lo
puramente establecido por nuestro al-goritmo.
Todo comportamiento de-penderá
de lo que hayamos previsto
✱
SEGUIR EL GUANTE BLANCO DE MICHAEL JACKSON
El comportamiento emergente también puede aplicarse para el seguimiento de obje-tos
en un video. El White Glove Tracking Project (Proyecto de Seguimiento del Guan-te
Blanco) fue un proyecto respaldado por Rhizome.org, en donde un gran número de
usuarios debían marcar el lugar donde veían el guante blanco de Michael en un video
de 5 minutos y medio. Con la información de cada uno, que individualmente podía te-ner
un buen margen de error, se determinó la posición con una precisión completa. Es
decir, a partir del comportamiento sencillo de seguir el guante con el puntero del mou-se,
el software levantó los datos en tiempo real y los ponderó para definir la posición
231
perfecta del guante. Éste es otro ejemplo de comportamiento emergente.

en nuestra programación. En reali-dad,
en general usamos una combi-nación
de éstos y otros mecanismos
de organización en equipo. La elec-ción
de uno u otro dependerá, en es-pecial,
de los buenos resultados que
logremos con ese comportamiento.
Ligas nacionales e internacio-nales
de fútbol de robots
Como dice el sabio adagio, todo lo
que hacemos los investigadores es
para conquistar a las muchachas que
en nuestra juventud, con nuestro as-pecto
de nerds, nunca pudimos se-ducir.
Debido a que pasamos días
enteros detrás de nuestros inventos,
es fácil suponer que nuestro estado
físico deja bastante que desear. Es
por eso que decidimos crear los cam-peonatos
de fútbol de robots: quere-mos
ser famosos, reconocidos por la
calle y conseguir novias modelos, co-mo
los jugadores de fútbol reales.
Luego de doce años de competencias
no hemos logrado ninguno de estos
objetivos, pero no hemos perdido las
esperanzas. Por lo menos, en las reu-niones
sociales hemos logrado algu-nos
minutos de atención al comen-tar
nuestra extraña profesión.
Ahora, hablando en serio, los cam-peonatos
de fútbol de robots son
una buena excusa para intercambiar
conocimientos con otros investiga-dores
de la misma disciplina. Las re-glas
del fútbol son conocidas a nivel
internacional y no hacen falta de-masiadas
palabras para que nos po-damos
encontrar en un partido. Y
luego, entre goles y tiros libres, com-partimos
los últimos resultados de
nuestros trabajos en los campos que
presentamos en el punto anterior. A
continuación comentaremos cada
una de las ligas y las categorías vin-culadas
al fútbol que presentan.
RoboCup
Según se detalla en su propio sitio, la
RoboCup es un proyecto de colabo-ración
internacional para promover
el desarrollo de la robótica, la inteli-gencia
artificial y los campos afines.
Fomenta la investigación de estos te-mas
y provee problemas estándares,
donde una amplia gama de tecno-logías
puede integrarse y ponerse a
prueba. Ha elegido el fútbol de ro-bots
como tema central con el obje-tivo
de aplicar los resultados de las in-vestigaciones
a problemas sociales
significativos y a la industria. La me-ta
final es lograr hacer un equipo de
once robots autónomos para el 2050,
que le gane un partido a la última se-lección
campeona del mundo.
Dado que muchas de las tecnologías
estudiadas son aplicables a la búsque-da
y el rescate de personas en situa-ciones
de desastre, se ha agregado a las
competencias de rescate (RoboCup
Rescue) como una forma de aplica-
232

ción significativa de los resultados de
las investigaciones. Además de las ca-tegorías
de fútbol, también presenta
categorías físicas y simuladas de resca-te
y categorías de fútbol, rescate y dan-za
para jóvenes entre 10 y 18 años. Las
categorías de fútbol que ofrece son:
● Simulación: en estos momentos
hay dos subcategorías, una de 2D
y otra de 3D. En esta categoría, de-bemos
controlar los once jugadores
y al entrenador, cada uno con un
proceso independiente entre sí y
sin comunicación directa entre
ellos. El partido se desarrolla en un
simulador de la física del ambien-te,
con el cual los procesos que
controlan al equipo se comunican
Fútbol de robots
mediante mensajes de texto por
sockets. Además, contamos con un
visualizador gráfico del ambiente.
Es decir, cuando se juega un parti-do
tenemos 26 procesos que co-rren:
22 jugadores, 2 entrenadores,
1 simulador y 1 visualizador.
La comunicación entre los jugado-res
y el técnico se realiza mediante
gritos entre ellos. Por lo tanto, te-nemos
un comando que podemos
ejecutar en nuestro agente que gri-ta
un mensaje y desde ya, también
puede escucharlo. Además, tene-mos
comandos de movimiento, pa-teo,
giro, etcétera. El servidor,
además de recibir los comandos pa-ra
los robots, nos provee informa-ción
de sensado (particular de cada
233
Figura 8. Imagen de uno de los monitores para el simulador de la RoboCup.

agente), como lo que ve, la energía
del jugador, la velocidad, etcétera.
Esta información de los sensores
puede estar contaminada por el rui-do
(errores), como en un sensor re-al.
Es importante recordar que el
servidor no espera que le enviemos
los comandos para los robots, sino
que funciona como un sistema de
tiempo real con ciclos discretos, y
que aquí también tenemos el com-promiso
de equilibrar precisión y
velocidad. Si nuestra heurística tar-da
demasiado tiempo en definir el
comportamiento del robot, vamos
a entregar acciones para un mundo
que ha cambiado, y con una fre-cuencia
demasiado lenta para la vi-talidad
del ambiente. El objetivo
del simulador es poder solucionar
todos los aspectos físicos y de vi-sión,
para que nos podamos con-centrar
en los temas vinculados al
comportamiento colaborativo.
● Small size (tamaño pequeño), tam-bién
conocido como F180: aquí te-nemos
un partido de fútbol físico en-tre
dos equipos de cinco jugadores
cada uno (Figura 9). Cada robot debe
poder entrar en un cilindro de 180
mm de diámetro, con una altura no
mayor a 15 cm, salvo que tenga su
propio sistema de visión. De no ser
así, se utiliza un sistema de visión
global con comunicación inalámbri-ca
entre el procesador de imágenes y
los robots. El campo de juego es de
234
Figura 9. Equipo Small size del ITAM de México.

4,9 m de largo por 3,4 m de ancho y
se utiliza una pelota de golf naranja.
A pesar de que la visión puede ser lo-cal,
todos los equipos que hemos vis-to
en los torneos tienen visión global.
● Middle size (tamaño medio): en es-ta
categoría física los robots también
son autónomos en el sistema de vi-sión.
Cada equipo cuenta con cua-tro
jugadores que se comunican en-tre
ellos en forma inalámbrica (Figu-ra
10). No puede haber ninguna in-tervención
externa, salvo para inser-tar
o remover robots del campo de
juego. Cada robot debe poder entrar
en una caja de 50 cm de ancho, 50
cm de largo y 85 cm de alto. Por mo-mentos,
puede crecer hasta 60 cm
Fútbol de robots
por 60 cm cuando patea. El peso
máximo del robot es de 80 kg.
● Standard platform league (liga de
plataforma estándar): en esta cate-goría
se selecciona un robot están-dar
que debe ser usado por todos los
equipos. Hasta el año 2007, la pla-taforma
seleccionada fue el Aibo de
Sony, y por eso esta categoría se co-nocía
como four legged (cuatro pa-tas).
En 2008 se utilizará el robot
Aldebaran Nao (Figura 11). Cada
equipo debe ser de cuatro jugadores
autónomos mediante la utilización
de esta plataforma básica. De esta
manera, se pone el acento en el de-sarrollo
del software para solucionar
el aspecto físico del robot.
235
Figura 10. Un partido a punto de comenzar en la Middle size de la RoboCup.

● Humanoid (humanoide): aquí, los
equipos deben estar formados por
dos humanoides, donde uno será el
arquero. Existen dos subcategorías
(kidsize y teensize), donde sólo hay
diferencias de tamaño. Cada robot
debe tener proporciones en su
cuerpo similares a las proporciones
humanas (Figura 12). Las reglas pro-porcionan
un conjunto de fórmu-las
que determinan los límites de
mínimo y máximo para cada parte
del cuerpo. Además de jugar parti-dos,
deben realizar pruebas de des-treza
como esquivar obstáculos, re-correr
caminos, etcétera.
Figura 11. En esta imagen
vemos un prototipo avanzado
del Aldebaran Nao.
236
Figura 12. Robotina, el humanoide
de la categoría TeenSize del equipo
Nimbro de la Universidad de Freiburg.

FIRA (Federación Internacional
de Fútbol de Robots)
La FIRA es una liga futbolera. Los
robots de sus diversas categorías son
de complejidad menor que los de la
RoboCup, con características menos
cercanas al fútbol real. Por ejemplo,
en sus canchas no hay laterales. La
dinámica es más parecida al fútbol de
salón. Con estas características, sus
partidos son más vistosos y emocio-nantes,
ya que la pelota está cons-tantemente
en juego y sus robots se
mueven a una velocidad sorprenden-te.
Las categorías que presenta son:
● MiroSot: en esta categoría, los ro-bots
tienen un límite de 7,5 cm de
lado (sin incluir la antena de comu-nicación).
Se juega con una pelota
de golf naranja y la visión es global.
Fútbol de robots
237
❘❘❘
PLATAFORMA ROBOCUP
El robot Aldebaran Nao es un desarro-llo
de origen francés que comenzó en
el año 2005 y fue presentado dos años
más tarde. El objetivo que persigue es
el de lograr un humanoide que se en-cuentre
disponible para el público, de
costo accesible, con las características
que vemos a continuación:
•Cámara digital incorporada.
•Reconocimiento de voz.
•Sintetizador de voz.
•Expresiones de emoción.
•Comunicación por WiFi.
•Veinticinco grados de libertad.
Para obtener más información, pode-mos
visitar la siguiente dirección:
www.aldebaran-robotics.com.
Figura 13. Ejemplo de
robot MiroSot para esta
categoría de la FIRA.

Existe una subcategoría de cinco con-tra
cinco donde la cancha es de 220
cm por 180 cm, y otra de once con-tra
once de 400 cm por 280 cm (Fi-gura
14). La cámara colocada en la par-te
superior de la cancha captura las
imágenes, que luego son procesadas
por una computadora externa. Ésta
última, una vez procesada la imagen
y analizado el ambiente, determina el
comportamiento de los robots y le
envía las órdenes a cada uno en forma
inalámbrica. Por el tamaño del robot
y las reglas de cubrimiento de la pe-lota,
es imposible capturarla, por lo
que el transporte es bastante comple-jo,
y se juega mucho con los rebotes
y el transporte colectivo.
● SimuroSot: categoría simulada que
emula a MiroSot de cinco contra
cinco y de once contra once. El si-mulador
(Figura 16) provee los datos
del ambiente cada 16 milisegundos
y nuestro equipo (una dll hecha en
C++) toma sus decisiones e informa
la velocidad de la rueda izquierda y
derecha de cada robot.
● NaroSot: es una versión mini de
MiroSot (Figura 15). Aquí los ro-bots
deben ser de 4 cm de ancho,
238
Figura 14. Partido de cinco contra cinco en la categoría MiroSot de la FIRA.

4 cm de largo y 5,5 cm de alto (sin
contar la antena). El sistema de vi-sión
también es global y juegan
cinco contra cinco con una pelota
de golf naranja.
● RoboSot: ésta es la categoría con
visión local. Cada equipo está for-mado
por tres robots que deben
caber en un cilindro de 20 cm de
diámetro y con una altura no ma-yor
a 40 cm. La pelota es de tenis
Fútbol de robots
239
Figura 15. Pequeños robots de la
categoría NaroSot de la Universidad de
Tecnología de Viena.
Figura 16. Simulador de 5 contra 5 que se utiliza
en la categoría SimuroSot de la FIRA.

color amarillo y ya pueden incor-porar
a su arquitectura sistemas de
acarreo de la pelota (con restric-ciones)
y sistemas de pateo.
● HuroSot: ésta es la categoría de
humanoides de la FIRA (Figura 17).
Aún no se juegan partidos de fút-bol,
sino que el robot debe cum-plir
ciertas pruebas de destreza co-mo
realizar un recorrido, patear
penales, etcétera. La altura máxi-ma
es de 150 cm y 30 kg de peso.
Las proporciones del robot deben
ser similares a las humanas, como
en la RoboCup.
● KepheraSot: en esta categoría, que
está en vías de desaparición, los
equipos utilizan una arquitectura
conocida como Kephera. Juegan
uno contra uno con un sistema de
visión local muy interesante, ya que
posee una cámara con captura de
una sola línea. Es por eso que los ju-gadores
se identifican con un cilin-dro
de rayas negras y blancas, y la
pelota es de color verde.
Campeonato Latinoamericano IEEE
El Campeonato Latinoamericano
IEEE comenzó en el año 2002 y no
240
Figura 17. Robot de la categoría HuroSot de la FIRA
intentando resolver un problema.

contaba con pruebas de fútbol de ro-bots.
Sin embargo, en las últimas
tres ediciones ha incorporado la Ro-boCup
Latinoamericana.
De esta manera, se hacen presentes
las categorías Small Size, Four Le-gged
y Simulación. Además, pro-pone
una categoría inicial donde se
utiliza el kit de Lego para la cons-trucción
de los robots, con desafíos
de rescate o colaborativos, y una ca-tegoría
abierta, donde los robots de-ben
ser desarrollados por los propios
participantes, con determinadas res-tricciones
en los procesadores.
Fútbol de robots
Concurso Mexicano de Robótica
Versión local del Concurso IEEE La-tinoamericano
que agrega a sus com-petencias
las categorías Junior de la
RoboCup (para menores de 18 años)
y un concurso de robots limpiadores,
también con diversas categorías. Con
respecto al fútbol en particular, están
presentes Small Size y Junior.
Campeonato Argentino de Fútbol
de Robots (CAFR)
El CAFR combina pruebas de am-bas
ligas internacionales. Con res-pecto
a la FIRA, presenta su cate-
241
Figura 18. El equipo argentino del CAETI recibiendo
su premio por el cuarto puesto en la categoría SimuroSot.

goría SimuroSot, donde tiene el ma-yor
número de participantes. De la
RoboCup presenta una versión más
pequeña que la Small Size (con me-nos
cantidad de robots) y la Junior
con pelota infrarroja (Figura 19).
Roboliga (Olimpíada Argentina
de Robótica)
La Roboliga es una competencia des-tinada
a alumnos menores de 18 años.
Es la competencia de robótica más
antigua de Latinoamérica y conjuga
pruebas de destreza con presentación
de proyectos de investigación de los
alumnos. Dentro de las competen-cias,
que se modifican año a año, con
frecuencia aparecen pruebas de resca-te,
sumo, y destrezas de fútbol de ro-bots,
que utilizan el mismo campo y
las mismas características que la Ro-boCup
Junior (Figura 20).
Modificaciones para que
nuestro robot pueda jugar
Con nuestro robot podríamos parti-cipar
de la categoría Small Size de la
RoboCup y de la competencia de fút-bol
de la RoboCup Junior. En el pri-mer
caso, deberíamos desarrollar un
sistema de visión para poder realizar
el seguimiento de nuestro equipo y
242
Figura 19. Categoría Senior del Campeonato Argentino de Fútbol de Robots.

sumar algún sistema de comunica-ciones
para enviar las órdenes de la
computadora central hacia los robots
(y desde ya, ¡programar todo esto!).
Con respecto al sistema de visión, ya
existe un servidor de procesamiento
de imágenes de distribución libre y
gratuita que nos puede ser útil: Do-raemon.
Fue desarrollado por el De-partamento
de Ciencias de la Com-putación
de la Universidad de Mani-toba,
corre en Linux y necesita de una
placa capturadora de video con en-trada
compuesta o SVHS. De las cap-turadoras
de video que tienen drivers
en Linux, nosotros logramos poner
Fútbol de robots
en marcha el sistema con aquellas que
tienen chip bt878, como la antigua
PCTV de Pinnacle. Conectada a es-ta
placa, podemos utilizar cualquier
cámara con las salidas mencionadas,
como cualquier handycam que ten-gamos
en nuestras casas. Hemos te-nido
varias luchas para que funcione,
pero una vez que se logra darle arran-que
y se configuran los colores en for-ma
correcta, nos provee los datos con
buena precisión. Los datos del am-biente
y de los robots los comunica
mediante un socket UDP, por lo que
podemos capturarlos desde otro pro-ceso
en el mismo Linux o en otra má-
243
Figura 20. Competencia colaborativa en la Roboliga.

quina con cualquier sistema opera-tivo
y cualquier lenguaje que pueda
acceder a sockets (¡todos los lengua-jes
pueden hacerlo!).
Ahora, si estamos completamente
lanzados a la construcción de nues-tras
propias herramientas para lo
que es el procesamiento de imáge-nes,
es recomendable detenerse a es-tudiar
la librería OpenCV, desarro-llada
por los laboratorios de Intel.
Ésta es una librería desarrollada en
C++ que nos proporciona todos los
algoritmos básicos de procesamien-to
como filtros, balances, detección
de bordes, tracking, etcétera. Reali-zar
nuestro propio sistema de visión
implicará combinar un conjunto de
las funciones provistas por OpenCV
con algunas buenas ideas de uso del
historial del ambiente y el compor-tamiento
lineal de la pelota.
Con respecto al sistema de comu-nicaciones,
tendremos que incorpo-rarle
un módulo RF (radiofrecuen-
244
cia) o bluetooth a nuestro robot. La-mentablemente,
este tema escapa a la
complejidad de este libro, pero po-demos
encontrar muchísima infor-mación
en Internet sobre él, en es-pecial
con respecto a la conexión de
módulos RF con el PIC.
Una pelota infrarroja
Si queremos evitar el arduo procesa-miento
de imágenes, podemos po-ner
a nuestra criatura al servicio de
la categoría Junior. Aquí, la visión es
local y muy sencilla. Para jugar se
utiliza una pelota con leds infrarro-jos.
Esta pelota emite constante-mente
y, de esta manera, uno o más
sensores de luz la pueden detectar
con facilidad (es mejor usar por lo
menos dos para poder saber si la pe-lota
se fue de nuestro frente para un
lado o para el otro).
Para ubicarse a nivel espacial, el pi-so
de la cancha de esta categoría tie-ne
un degradé de blanco a negro,
con lo que podemos saber si nos di-
✱
El Grupo de Robótica Cognitiva de la Universidad Nacional del Sur, en Argentina, ha
colaborado en el desarrollo de una liga de la RoboCup que luego fue dejada de lado.
Sin embargo, toda su experiencia con Doraemon (¡y con su compleja instalación!)
puede encontrarse en su sitio web: http://cs.uns.edu.ar/~ajg/matebots/. Además,
allí podemos encontrar información sobre la programación del comportamiento del
equipo en Prolog y sobre el uso de Lego Mindstorms para jugar al fútbol. Lamenta-blemente,
UNA BUENA FORMA DE COMENZAR CON EL FÚTBOL DE ROBOTS
la E-league (Entry League) no continuó con su desarrollo en la RoboCup,
lo que hubiera permitido un ingreso menos complejo a la liga.

rigimos hacia nuestro arco o hacia el
contrario con el uso de uno o más
sensores de luz que apuntan hacia
abajo. Si queremos ser más exquisi-tos,
al usar tres o cuatro sensores en
forma analógica podemos darnos
Fútbol de robots
cuenta del grado de rotación de
nuestro robot por la diferencia cap-tada
por cada uno de los sensores. Si
apunta hacia el arco, los valores cap-tados
por los sensores que miran ha-cia
abajo tendrían que ser similares.
245
… RESUMEN
El fútbol no sólo es una buena excusa para una reunión de amigos. En el caso de
los robots, nos permite poner a prueba las soluciones que hayamos encontrado
a un conjunto de problemas habituales en la robótica situada, como la captación
del ambiente en tiempo real, la navegación hacia puntos fijos y móviles, y el com-portamiento
colaborativo. Ésta es la razón por la que ha crecido tanto la activi-dad
en los centros de investigación. Cada liga de fútbol de robots presenta dife-rentes
reglamentos y categorías, lo que permite tener una amplia variedad de
oportunidades para ingresar en este mundo. La propuesta más económica y sen-cilla
para comenzar son las competencias simuladas. En ellas, con una computa-dora
convencional y muchas horas de programación, podremos lograr un equipo
para salir a la cancha. Pero el sueño siempre es trabajar con elementos físicos,
y en ese caso tenemos plataformas estándares, humanoides, robots pequeños,
robots grandes, etcétera. Con seguridad, encontraremos el proyecto que se ajus-te
a nuestros deseos y nuestras posibilidades. Y ojalá nos encontremos en algún
potrero robótico para compartir un buen partido.

✔
ACTIVIDADES
1 ¿Cuáles son las tres características que
podemos transpolar del fútbol conven-cional
246
al fútbol de robots?
2 ¿Qué problemas presenta la arquitectu-ra
y la navegación de los robots de fútbol?
3 ¿Qué método se utiliza habitualmente
en la detección del ambiente de juego, y
qué problemas trae esto aparejado?
4 ¿A qué nos referimos con equilibrio en-tre
velocidad y precisión en el procesa-miento
de imágenes?
5 ¿Cómo son las arquitecturas de visión
global y de visión local?
6 ¿A qué llamamos comportamiento co-laborativo?
¿Qué problemas presenta?
7 ¿Qué es el comportamiento emergente?
8 ¿Qué es el comportamiento dirigido?
9 ¿Cuáles son las características de las
categorías de la RoboCup?
10 ¿Cuáles son las características de las
categorías de la FIRA?
EJERCICIOS
1 Imprima un degradé de blanco a negro
en una hoja oficio y construya un robot
que, al comenzar en cualquier posición,
se ubique en forma recta y apunte ha-cia
el borde negro.
2 Agréguele un tercer motor al robot con
algún mecanismo sencillo de pateo.
3 Instale Doraemon en Linux según las
indicaciones de la Universidad del Sur,
y escuche el socket configurado para
entender cómo se envían los paquetes.
4 Instale el simulador de fútbol de la FIRA
y desarrolle un pequeño equipo basán-dose
en el ejemplo que se descomprime
en la misma carpeta donde está instala-do
el programa.

Robótica
Conceptos
básicos
de electrónica
Apéndice A
Este apéndice permitirá conocer algunos
conceptos que aparecen explícita o
implícitamente involucrados en los
capítulos anteriores. Aunque podemos
llegar a buen puerto sin leerlo, la
comprensión de lo que construimos será
más profunda si lo hacemos. Y en algunos
casos, como los consejos para soldar, nos
ahorraremos muchos dolores de cabeza.
La electrónica 248
Conceptos de electricidad 248
en nuestros circuitos 251
Herramientas fundamentales 256
Consejos para soldar 258

LA ELECTRÓNICA
Motor del siglo XX, la electrónica ha
jugado un papel fundamental en las
características actuales del mundo en
el que vivimos. Todo lo que nos rodea
está compuesto en algún punto por
componentes electrónicos: automóvi-les,
aviones, computadoras, juguetes,
televisores, reproductores de mp3,
etcétera. Y cada día que pasa, gracias
a las maravillas de la evolución tec-nológica,
la electrónica se vuelve más
pequeña, más robusta y más econó-mica.
Probablemente, en algún mo-mento
de nuestras vidas sentimos cu-riosidad
por este tema y nos adentra-mos
en él con alguna revista, algún kit
específico o por qué no, mediante es-tudios
formales. Para aquellos que nos
hemos acercado porque lo teníamos
como un simple hobby, la aparición
de los integrados nos ha facilitado
aún más la tarea. Muchas veces, cuan-do
necesitamos algo, en lugar de te-ner
que diseñarlo, basta con buscar en
los catálogos un integrado que cum-pla
esa función. Basta un ejemplo: un
grupo de alumnos había desarrollado
un órgano electrónico controlado
desde el puerto paralelo de una PC.
Cuando le presentaron el proyecto al
profesor, con decenas de transistores,
resistencias, diodos y otros compo-nentes,
el docente los felicitó porque
el trabajo era muy interesante. Y lue-go
de charlar con ellos les dijo que no
quería que gastaran ni dinero ni tiem-po
demás. Que todo lo que habían
desarrollado se podía resolver con un
integrado. Todo, menos un conjunto
de leds, quedaba encapsulado en un
integrado específico. Como dirían los
programadores de objetos, todo está
hecho, sólo hay que encontrar las pie-zas
y ensamblarlas.
Este apéndice tiene como objetivo
aclarar algunos conceptos de electró-nica
básica y dar algunas recetas pri-mitivas
que seguramente nos aho-rrarán
muchos dolores de cabeza. To-do
lector que alguna vez haya cons-truido
un circuito ya ha pasado por
esto, y no creemos que su lectura
pueda aportarle nada nuevo. Pero si
es la primera vez que vamos a hacer
una soldadura, este apéndice será
una tabla de salvación.
Conceptos de electricidad
Para comenzar con nuestro aprendi-zaje
de electrónica, debemos conocer
una serie de conceptos fundamenta-les.
En primer lugar, veremos aquellos
relacionados con la electricidad.
Corriente eléctrica
La corriente eléctrica no es más que
un flujo ordenado de electrones que
atraviesa un material de un punto
a otro. Algunos de ellos, al tener un
electrón libre en su nivel superior,
permiten el pasaje de un punto a otro
en forma mucho más simple y con
A. CONCEPTOS BÁSICOS DE ELECTRÓNICA
248

menos resistencia. De allí el nombre
de materiales conductores. A los
materiales que no permiten el flujo
de electrones en condiciones norma-les
se los conoce como materiales
aislantes. Pero ¡cuidado!: ante ciertos
factores un material aislante puede
convertirse en conductor. El ejemplo
más conocido es el de la cerámica
usada en los viejos tapones por su ca-pacidad
aislante, que ante una tem-peratura
muy baja, no sólo conduce,
sino que ¡superconduce! Para profun-dizar
este tema, es recomendable bus-car
información sobre la supercon-ductividad
y sus propiedades.
Si queremos producir este flujo (Fi-gura
1) en un material eléctricamen-te
neutro, tenemos que utilizar una
fuente de energía externa. Si coloca-mos
La electrónica
el material neutro entre un
cuerpo con muchos electrones (car-ga
negativa) y uno con pocos (carga
positiva), los electrones atravesarán
el material para ir del potencial ne-gativo
al positivo. ¿Del negativo al
positivo? ¿No era al revés? En efecto
es así, pero históricamente se la de-finió
como un flujo de cargas posi-tivas,
lo que luego resultó incorrec-to.
De todas maneras, cuando se
piensa en el pasaje de corriente eléc-trica,
con frecuencia se lo describe al
revés porque lo que se considera es
el flujo del potencial positivo.
Si el flujo se desplaza en forma conti-nua
de un punto a otro, se lo conoce
como corriente continua. Un ejem-plo
de este tipo de corriente es la que
249
+ +
— —
Figura 1. Esquema del flujo de la corriente eléctrica.

brinda una pila o batería. En otro ca-so,
si el flujo corre primero en un sen-tido
y luego en el contrario, se lo lla-ma
corriente alterna. Un ejemplo de
este caso es la corriente que recibimos
en los enchufes de nuestras casas, la
corriente eléctrica de la red. Podemos
buscar en Internet la historia de por
qué se eligió la alterna y no la conti-nua
para las casas, ya que es una lu-cha
interesante entre Nikola Tesla y
Thomas Edison (Figura 2).
La corriente se mide en Amperios
(A). Esta unidad mide la cantidad de
electrones que fluyen en un material
en una unidad de tiempo. Una co-rriente
tiene una intensidad de 1 A
cuando, al pasar por una solución
acuosa de nitrato de plata, deposita
0,001118 gramos de plata por segun-do
(esto podemos olvidarlo rápida-mente,
sólo es para aclarar que existe
un patrón). En electrónica, esa uni-dad
es demasiado grande, por lo que
utilizamos los submúltiplos. Un Mi-liampere
(mA) es la milésima parte
de un ampere. Un Microampere
(μA) es la millonésima parte.
Tensión (voltaje)
Para que los electrones fluyan de un
terminal a otro, debemos tener algu-na
fuente que genere ese movimien-to
o, como se dice habitualmente, de-bemos
aplicarle energía al conductor.
Para lograrlo, en un terminal debe-mos
tener una carga negativa y en la
otra una positiva. La tensión es la di-ferencia
de potencial que hay entre
dichas terminales. El ejemplo más
habitual es el curso del agua de un
río. Para que el agua corra, es necesa-rio
un desnivel entre la vertiente y la
desembocadura. Ese desnivel es el
que determinará la tensión.
La unidad de medida es el Voltio o
volt (V). Una pila AA alcalina tiene
una tensión de 1,5 V. En las tomas
eléctricas de nuestras casas solemos
tener 110 V ó 220 V.
250
Figura 2. Nikola Tesla
y Thomas Edison, uno
de los enfrentamientos
más grandes en la
historia de la ciencia
a partir de la corriente
continua y la alterna.

Resistividad / Resistencia
La resistividad de un material es la pro-piedad
que tiene de oponerse al paso
de corriente. Se mide en Ohms-me-tro
y depende de un conjunto de fac-tores,
como por ejemplo la temperatu-ra.
En un componente concreto, su re-sistencia
está definida por la resistividad
del material, su longitud y el área trans-versal
del componente. A mayor longi-tud
y menor área transversal, más re-sistencia.
En este caso, la unidad es el
Ohm (Ω). Al inverso de la resistividad
se lo llama conductividad.
Ley de Ohm
Una de las leyes más importantes de
la electrónica es la Ley de Ohm. Si to-mamos
una fuente variable de co-rriente
continua y un cable conduc-tor
que ofrezca cierta resistencia, po-dremos
ver que al aumentar la ten-sión,
la corriente aumenta en forma
directamente proporcional. El co-ciente
que obtenemos entre tensión
y corriente es la resistencia del ma-terial.
En síntesis: R= V / I.
R: resistencia.
V: tensión.
I: corriente.
Desde ya que con esta fórmula po-demos
calcular cualquiera de los
parámetros si conocemos los otros
dos. Por ejemplo, la fórmula V=R*I
nos permite calcular cuántos voltios
cae la tensión a lo largo de un con-ductor
con resistencia.
La electrónica
en nuestros circuitos
A continuación vamos a describir los
componentes pasivos y activos más im-portantes
que hemos utilizado en nues-tros
circuitos. Llamamos componen-tes
activos a aquellos que proporcio-nan
excitación eléctrica, ganancia o
control. Esencialmente, son los gene-radores
eléctricos, los diodos y ciertos
semiconductores. En contraposición,
los pasivos son los que no generan in-tensidad
ni tensión en nuestro cir-cuito,
como los cables, las resisten-cias,
los interruptores, los capacito-res,
los transformadores, etcétera. Ve-amos
qué función cumplen algunos
componentes que hemos utilizado.
Resistencia
Es un componente pasivo que ubi-camos
en el paso de una corriente y
que se opone a que ésta circule. Se re-presentan
con la letra R y su valor se
mide en Ohms o en sus múltiplos,
KiloOhms (1 KΩ = 1000 Ω) o Me-gaOhms
(1 MΩ = 1000 KΩ). Hay
una gran variedad de tipos de resis-tencias
y de valores posibles (Figura 3).
Figura 3. Resistencia de 62Ω ± 5%
y símbolo electrónico de la resistencia.
251

Para describir el valor e indicarlo so-bre
el componente se utiliza un có-digo
de colores que determina la re-sistencia
y la tolerancia.
Los tres primeros (Tabla 1) definen el
valor de la resistencia y cada uno re-presenta
un dígito decimal. Entre
éstos, los dos primeros indican el va-lor
en Ω y el tercero es el multipli-cador
del valor anterior para obtener
el valor final. Por su parte, el cuarto
dígito representa la tolerancia del
componente (Tabla 2).
COLOR DÍGITO MULTIPLICADOR
Negro 0 1
Marrón 1 10
Rojo 2 100
Naranja 3 1000
Amarillo 4 10000
Verde 5 100000
Azul 6 1000000
Violeta 7 10000000
Gris 8
Blanco 9
Dorado 0,1
Plateado 0,01
Tabla 1. Interpretación de las
tres primeras bandas de colores
de las resistencias.
COLOR TOLERANCIA
Dorado ±5%
Plateado ±10%
Sin color ±20%
Tabla 2. Interpretación de la cuarta
banda de color de las resistencias.
En la Tabla 3 podemos ver algunos
ejemplos que nos permiten compren-der
cómo se interpretan los colores de
los códigos de las resistencias.
COLORES VALOR Y TOLERANCIA
Marrón–negro–marrón–dorado 100Ω al 5%
Rojo–rojo–rojo–plateado 2,2 KΩ al 10%
Amarillo–violeta–rojo–dorado 4,7 KΩ al 5%
Tabla 3. Ejemplos de la interpretación
de los colores de las resistencias.
En lo que respecta a los diferentes ti-pos
de resistencias, tenemos las fijas,
cuyo valor nominal no se altera. Las
variables, en cambio, pueden modi-ficar
su valor de resistencia por un
ajuste humano o por algún elemento
del circuito o del ambiente. Éstas úl-timas
también se usan como senso-res,
dado que alteran su comporta-miento
por factores externos. Por
ejemplo, tenemos resistencias varia-bles
de presión, de luz (que ya hemos
visto), de temperatura, etcétera.
Cuando soldamos una resistencia de-bemos
tener cuidado porque el calor
puede modificar sustancialmente su
capacidad resistiva. Por eso es aconse-jable
soldarlas con rapidez y utilizar
algún disipador que permita dismi-nuir
el calor que recibe la resistencia.
Capacitor (Condensador)
Es un componente que almacena
energía en forma de campo eléctri-co.
Está formado por dos placas metá-
252

licas separadas por un aislante conoci-do
como dieléctrico. La unidad de
medida de su capacidad es el Faradio
(F) y sus submúltiplos, como el Mili-
Faradio (1 mF = 1 F/1.000), el Mi-croFaradio
(1 uF = 1F / 1.000.000 =
10-6F), el NanoFaradio (1nF = 10-9F)
y el PicoFaradio (1 pF = 10-12F).
Además de su capacidad, otra carac-terística
fundamental es la máxima
tensión que soporta. Nunca debemos
conectar un capacitor a un voltaje su-perior
porque puede explotar.
En los capacitores también encontra-mos
fijos y variables. Con respecto a
los fijos, la diferencia entre ellos de-pende
del dieléctrico que utilizan. No
vamos a entrar en detalles, pero las ca-racterísticas
que difieren entre ellos por
el tipo de dieléctrico son esencialmen-te
la capacidad, la fuga, la resistencia a
los cambios de voltaje y la robustez. En
particular, los capacitores electrolíticos
(Figura 4) son polarizados, y hay que
tener en cuenta cómo los conectamos
(dónde ponemos el positivo y dónde
el negativo) porque una conexión in-vertida
los puede hacer explotar (tie-nen
una válvula de seguridad que los
hace bullir en lugar de explotar, con
esa imagen tan característica de un ca-pacitor
al que se le ha salido la tapa de
la cabeza). Entre los capacitores varia-bles
podemos encontrar los girato-rios,
que se utilizan mucho en la sin-tonía
de radios, y los trimmers, que
permiten un ajuste muy fino.
La electrónica
Figura 4. Capacitor electrolítico y símbolo
electrónico del capacitor. Podemos ver la
marca de la patita que debe ir a tierra.
En los capacitores cerámicos (Figura 5),
que son los más pequeños, cuando la
capacidad es menor a 1uF, se usa la uni-dad
picoFaradio (pF) y se expresa en el
componente con el valor completo si es
pequeño, o con una notación de 3 nú-meros
en caso contrario. Los dos pri-meros
representan su valor, y el tercero
nos informa de un factor de multipli-cación,
como lo muestra la Tabla 4.
TERCER NÚMERO FACTOR DE MULTIPLICACIÓN
0 1
1 10
2 100
3 1000
4 10000
5 100000
8 0.01
9 0.1
Tabla 4. Factor de multiplicación
representado por el tercer número
que aparece en un capacitor.
253

Luego de este número aparece una le-tra
que indica la tolerancia en por-centaje,
como vemos en la Tabla 5.
LETRA PORCENTAJE DE TOLERANCIA
D +/- 0.5 pF
F +/- 1%
G +/- 2%
H +/- 3%
J +/- 5%
K +/- 10%
M +/- 20%
P +100% ,-0%
Z +80%, -20%
Tabla 5. Tolerancia que representa
cada letra al final de los números
que indican el valor del capacitor.
Demos algunos ejemplos. Si encon-tramos
un capacitor con el número
104G, nos indica que tiene una capa-cidad
de 100.000 pF y una tolerancia
del +/- 2%. Si encontramos otro con
332, representa 3.300 pF, sin infor-mación
de la tolerancia.
Diodo
El diodo es un componente que per-mite
que el flujo de corriente vaya
en una sola dirección (Figura 6). De-bajo
de cierta diferencia de potencial,
no conduce. Si superamos ese um-bral,
lo hace con una resistencia muy
baja. También se lo conoce como rec-tificador,
dado que puede convertir
una corriente alterna en continua.
Figura 6. Un diodo y su símbolo.
Los primeros diodos fueron las vál-vulas
de vacío, con aspecto similar al
de una lámpara eléctrica. Tienen un
filamento (el cátodo) por donde cir-cula
la corriente que los calienta. Al
ocurrir esto, comienzan a emitir elec-trones
al vacío que los rodea. Estos
electrones se dirigen hacia una placa
cargada positivamente (ánodo), y se
logra así el pasaje de corriente. Si el
cátodo no se calienta, nada de esto
funciona. Por ende, los circuitos que
lo usan necesitan de un tiempo pa-ra
aumentar la temperatura antes de
prestar su servicio. Por otra parte, en
el pasado se quemaban muy segui-do.
Por suerte, los diodos han evo-lucionado
notablemente y ahora no
presentan estas dificultades.
254
Figura 5.
En esta imagen
vemos un
capacitor
cerámico.

Existen diversos tipos de diodos. El
led (Light Emmiting Diode, diodo
emisor de luz) es un diodo que emi-te
luz monocromática cuando la co-rriente
lo atraviesa. El color, curiosa-mente,
no depende del plástico que
lo rodea sino del material empleado
en la construcción del diodo. Los pri-meros
leds fueron infrarrojos y de co-lor
rojo, naranja, amarillo y verde.
Hace poco tiempo se han logrado
leds azules, con lo cual podemos cre-ar
cualquier color con la combina-ción
de rojo, verde y azul. El voltaje
de operación de un led varía entre 1,5
V y 2,2 V, la intensidad varía entre 10
mA y 20 mA en los rojos, y entre 20
mA y 40 mA en los otros.
Transistor
El transitor es un componente semi-conductor
activo que se puede utili-zar
como amplificador, oscilador,
rectificador o conmutador. Lo po-demos
encontrar en prácticamente el
100% de los productos electrónicos
que nos rodean. Fue creado en los la-boratorios
de Bell en 1947 como re-emplazo
La electrónica
del triodo (una válvula de
tres patas con las mismas funciones
pero con los problemas que ya vimos
que presenta ese componente). El más
común (y que nosotros usamos en
nuestros circuitos) tiene tres patitas,
que se conocen como emisor, colec-tor
y base. En forma simplificada, la
corriente que aplicamos en el colector
sale amplificada en el emisor si es que
la base recibe corriente continua. Es
más, la corriente que sale por el emi-sor
puede ser regulada por la corrien-te
que ingresa por la base. Estos tran-sistores,
que se conocen como bipo-lares,
son los más comunes y los po-demos
encontrar en dos variantes:
NPN y PNP. La diferencia entre es-tos
dos modelos es la polaridad de sus
electrodos. En el primer caso, la base
va a positivo y el emisor a negativo, y
es al revés en el otro caso, como po-demos
ver en la Figura 7. Además, en
NPN, el colector debe ser más positi-vo
que la base y en PNP, más negati-vo.
La aparición del transistor fue un
salto muy significativo para la electró-nica
digital, en reemplazo de las vál-
255
PNP
Colector
Base
Emisor
PNP
Colector
Base
Emisor
Figura 7. Un transistor y los símbolos para NPN
(en el que la flecha va hacia fuera) y PNP.

vulas de vacío y el surgimiento de apa-ratos
electrónicos de menor tamaño,
costo y temperatura. Luego, con el
surgimiento de los integrados, estas
características se acentuaron aún más.
Circuitos integrados
Como bien dice su nombre, es un
circuito plasmado en una pequeña
pastilla de silicio con miles o millo-nes
de componentes, principalmen-te
diodos y transistores (Figura 8).
Como ejemplo tenemos los micro-procesadores,
las memorias, los am-plificadores,
los osciladores, etcéte-ra.
A pesar de que existe un conjun-to
de barreras físicas a la reducción
de tamaño de los integrados, día a
día se mejoran los materiales y las
técnicas de fabricación, lo que per-mite
el crecimiento del número de
componentes del circuito. Su inven-tor,
Jack Kilby, recibió el premio
Nobel en el año 2000, 42 años des-pués
de la aparición de su invento.
Figura 8. Un circuito integrado
por dentro.
Herramientas fundamentales
Ahora que ya hemos visto los com-ponentes
más significativos de nues-tro
proyecto, presentaremos una lis-ta
de las herramientas que conside-ramos
imprescindibles para armar
nuestro pequeño taller de electróni-ca
y así llevar a nuestros primeros ro-bots
a buen puerto.
● Estaño: recomendamos el que tiene
almas de resina, en forma de alam-bre,
de 0,8 mm de grosor, 60% de
estaño y 40% de plomo. Como se-guramente
lo usaremos en gran can-tidad,
es mejor comprar un rollo (Fi-gura
9) que nos durará largo tiempo.
Figura 9. Rollo de estaño.
● Soldador: nos va a alcanzar con
un soldador de 35 a 40 W con una
punta de 2 a 3 mm. El tipo de sol-dador
más económico es el de lá-piz
(Figura 10), que es suficiente pa-ra
nuestras primeras experiencias.
El único problema que tiene es
que tarda en levantar temperatura,
pero sólo nos consumirá un po-quito
de paciencia.
256

Figura 10. Soldador tipo lápiz.
● Soporte de soldador: si no quere-mos
dejar marcas en todas las mesas
sobre las que trabajemos, el soporte
de soldador (Figura 11) nos permitirá
dejarlo en funcionamiento sin que-mar
la superficie donde lo apoye-mos.
No es imprescindible, pero se-guro
será más caro hacer una res-tauración
de la mesa.
Figura 11. Soporte de soldador típico.
● Desoldador: es un succionador de
estaño que nos permite, en forma
sencilla cuando queremos corregir o
desoldar un componente, aspirar rá-pidamente
el estaño cuando se ablan-da.
En nuestros primeros fracasos
cuando soldemos, se convertirá en un
aliado fundamental (Figura 12).
La electrónica
Figura 12. Desoldador de succión o vacío.
● Morsita o pinzas para manos li-bres:
cuando tenemos que soldar ne-cesitamos
que las partes estén en una
posición cómoda. Con alguno de es-tos
implementos podemos ubicarlas
en el aire y sin contactos molestos.
● Pinzas y alicates: permiten tomar
objetos para manipularlos con preci-sión,
doblar las patitas de los compo-nentes,
cortar y pelar cables, etcétera.
● Destornilladores: planos y philips,
nos permitirán ajustar potencióme-tros
variables, borneras, separar inte-grados
de sus zócalos, etcétera.
● Tester: pieza fundamental de nuestro
taller, nos permitirá medir la conti-nuidad,
la resistencia, la corriente y la
tensión de nuestro circuito (Figura 13).
Por último, recomendamos buscar un
lugar cómodo para poder trabajar, don-de
podamos dejar nuestro proyecto a
medio terminar sin tener que guardar-lo
y sacarlo cada vez. Es necesario que
seamos ordenados con nuestros com-ponentes,
y para ello podemos utilizar
diversas cajitas que nos permitan clasi-ficar
los elementos para encontrarlos
con rapidez cuando los necesitemos.
Tener todos los componentes en un
frasco nos hará perder mucho tiempo.
257

Consejos para soldar
Para finalizar este apéndice, daremos al-gunos
consejos útiles para soldar, dado
que todo error que cometamos en este
punto hará que detectar dónde se pro-duce
la falla sea mucho más complica-do.
Además, una soldadura mal hecha
puede ocasionar problemas en el cir-cuito
en un momento inesperado.
Uno de los errores más habituales es el
de la soldadura fría, que ocurre cuan-do
no aplicamos el calor en forma co-rrecta
y el estaño está soldado en forma
parcial y muy débil. Para evitarlo, de-bemos
usar un soldador con la poten-cia
adecuada para el tipo de estaño que
utilicemos. También el estaño debe ser
el adecuado para las uniones que reali-cemos.
Todas las superficies que una-mos
deben estar limpias, igual que la
punta del soldador. Cuando aplicamos
el estaño, lo debemos hacer sobre la su-perficie
calentada y no sobre la punta
del soldador. Una característica que po-demos
usar para verificar la calidad de
nuestra soldadura es su color: si su aca-bado
es brillante, es un buen signo. La
unión mate nos indica una posible sol-dadura
fría. Otro problema habitual es
creer que el estaño nos servirá no sólo
para la conducción sino también para
el sostén mecánico de la unión. Esto no
es así. Es fácil de comprobar al ver có-mo
se comporta el material cuando lo
tenemos en el rollo: es blando y muy
maleable. Por lo tanto, la unión mecá-nica
entre los componentes debe estar
dada por otros aspectos de la conexión.
El estaño sólo sirve para unir de forma
eléctrica, pero no de forma mecánica.
258
Figura 13. Tester digital.

Robótica
Sitios web
Apéndice B
En este apartado conoceremos un
listado de los sitios que nos ayudarán
a encontrar información adicional
sobre cuestiones relacionadas con
la robótica. Además, conoceremos
algunas aplicaciones que podemos
utilizar para ampliar nuestras
posibilidades de programación.
Listado de sitios 260
Aplicaciones útiles 267

LISTADO DE SITIOS
Pablin
www.pablin.com.ar
Un buen lugar para profundizar aquellos aspectos vinculados a la electrónica que
no hayamos comprendido de nuestro robot. Tiene cursos de programación y pla-nos
de circuitos que podemos fabricar para usar en nuestra creación.
RobotIA
www.robotia.com.ar
Sitio desarrollado por Néstor Balich, uno de los colaboradores de este libro. Pre-senta
videos, noticias y proyectos de robótica autónoma y controlada. Tiene in-formación
de los equipos del CAETI que participan en campeonatos de fútbol.
B. SITIOS WEB
260

Curso básico de electrónica
www.electronica2000.net
Si nuestros conocimientos de electrónica son muy básicos, en este sitio po-demos
encontrar un buen tutorial que nos ayudará a esclarecer el mágico
funcionamiento de nuestros circuitos. Comienza con conceptos funda-mentales
y recorre una amplia gama de temas electrónicos.
FIRA
www.fira.net
FIRA (Federation of International Robosoccer Association) es una de las
dos ligas internacionales sobre fútbol de robots. En su sitio podemos en-contrar
el reglamento de todas las categorías, los programas de simulación,
y noticias y videos de todos los torneos que se llevan a cabo.
Listado de sitios
261

B. SITIOS WEB
RoboCup
www.robocup.org
Ésta es la otra liga internacional de fútbol de robots, que incluye competencias
de rescate. En su sitio podemos ver imágenes y videos de las competencias, en-terarnos
de las últimas novedades y conocer los sitios de los participantes.
Carnegie Mellon – The Robotics Institute
www.ri.cmu.edu
A nuestro humilde entender, el centro de robótica más importante del pla-neta
en todos los niveles. A pesar de que el MIT tiene grandes desarrollos
en software, con respecto al hardware estos muchachos nos hacen sacar el
sombrero. En este sitio podemos encontrar miles de artículos y enlaces pa-ra
divertirnos por el resto de nuestras vidas.
262

Robots en Argentina
http://robots-argentina.com.ar
Listado de sitios
Un espacio lleno de noticias, artículos, enlaces, desarrollos y otros mate-riales
sobre robótica coordinado por Eduardo J. Carletti. Podemos encon-trar
información de sensores, actuadores, circuitos, baterías, controladores
y todo lo que necesitemos para construir nuestros robots.
Microchip
www.microchip.com
La cuna de nuestro querido PIC16F84 y todos sus primos y hermanos. Aquí
encontraremos todas las hojas de datos, descripciones, comparaciones, bench-marks
y demás sobre la línea de micros de esta empresa. Si queremos fami-liarizarnos
con estos productos, no podemos dejar de visitar este sitio.
263

B. SITIOS WEB
Atmel
www.atmel.com
Y si nombramos a Microchip, no podemos dejar de lado a su empresa com-petidora,
los micros de Atmel. De la misma manera, en este sitio podemos
encontrar toda la información sobre los micros que algunos prefieren por
sobre los PICs por sus cualidades y buen precio.
FIRST
www.usfirst.org
Sitio de la competencia FIRST (For Inspiration and Recognition of Science and
Technology). Esta liga incluye diversas categorías de robótica inspiradas en pro-blemas
científicos concretos. Incluye la FLL, First Lego League, orientada a jó-venes
de 9 a 14 años que compiten con los robots de Lego.
264

Laboratorio de robótica del MIT
http://robots.mit.edu
El MIT tampoco es un mal lugar para investigar sobre estos temas. En este
sitio específico encontraremos los detalles de todos sus proyectos de robots es-paciales,
móviles y otros. La lista de artículos presentados es notable, y algu-nos
de ellos están disponibles para nuestra lectura.
Grupo de Investigación en Robótica Autónoma de la UAI
www.caeti.uai.edu.ar/gidra/
Éste es nuestro grupo de robótica del Centro de Altos Estudios de la UAI. Allí
investigamos sobre robótica situada, y aplicamos estos estudios a fútbol de ro-bots,
de rescate y otros. También nos preocupa la inserción de la robótica en la
educación y para ello trabajamos mucho en ambientes educativos.
Listado de sitios
265

B. SITIOS WEB
Robocup en el Instituto Tecnológico de Monterrey
www.cem.itesm.mx/robocup/
El ITESM ha participado asiduamente de la RoboCup. En este sitio pode-mos
encontrar información sobre los diversos equipos participantes, códigos
fuentes para comenzar a trabajar, videos, reglamentos y muchas cosas más pa-ra
empezar a soñar con la posibilidad de participar en la liga.
Wowwee
www.wowwee.com
El mayor creador y fabricante de robots de producción masiva. Creadores
del Robosapiens, Flytech y otros robots que parecen de juguete pero que
permiten desarrollar muchísimas investigaciones con los aspectos mecáni-cos
y electrónicos solucionados.
266

Aplicaciones útiles
267
APLICACIONES ÚTILES
Microsoft Robotics Studio
http://msdn.microsoft.com/robotics/
Entorno de robótica basado en Windows para desarrollos académicos, hobbistas
y comerciales. Permite vincularse con diversas plataformas de hardware y cuen-ta
con un motor de simulación basado en física muy potente.
Proyecto Rossum
http://rossum.sourceforge.net/
Rossum es un proyecto para el desarrollo open source de plataformas de
software para robótica. Ya está en funcionamiento un simulador donde po-demos
poner en práctica nuestros conocimientos.

B. SITIOS WEB
Webots
www.cyberbotics.com
Webots es el software comercial más popular de prototipación y simulación
de robots móviles. Puede vincularse con diversas plataformas de hardware, de
manera tal que al finalizar la simulación podamos bajar el código al robot re-al.
Tiene modelado a Aibo, Qrio y otros robots de amplia fama internacional.
CCS
www.ccsinfo.com
Si el Basic no nos alcanza, aquí podemos encontrar diversos compiladores
para PIC. Tenemos versiones para los micros más importantes de Micro-chip.
268
En todos los casos, están basados en el lenguaje C. Podemos usarlos
en línea o con una IDE en Windows muy potente.

Robótica
Servicios
al lector
En este último apartado conoceremos
el listado de publicaciones que nos
ayudaron a obtener conocimientos
y que, sin dudas, serán de utilidad para
continuar con nuestro aprendizaje.
Bibliografía 270
Indice temático 275
Equivalencia de términos 277
Abreviaturas comúnmente
utilizadas 279

SERVICIOS AL LECTOR
BIBLIOGRAFÍA
General
Santos, J. y Duro, R. (2004). Evolución Artificial y Robótica Autónoma.
Coedición: Alfaomega-Rama.
Meystel, A. (1991). Autonomous Mobile Robots. Vehicles with Cognitive
Control. Singapore: World Scientific.
Connell, J. H. (1990). Minimalist Mobile Robotics: A Colony-style
Architecture for a Mobile Robot. Cambridge: Academic Press.
Barrientos, A. y otros. (1997). Fundamentos de Robótica. Mc Graw Hill.
Angulo Usategui, J. M. (1999). Robótica Práctica. Madrid: Paraninfo.
Ollero Baturone, A. (2001). Robótica: Manipuladores y robots móviles.
España: Marcombo.
Angulo J. M., Romero Yesa S. y Angulo Martínez I. (2002). Microbótica.
Tecnología, aplicaciones y montaje práctico. Madrid: Thomson - Paraninfo.
Torres Medina F., Gil P., Pomares J. y Puente S. (2002).
Robots y sistemas sensoriales. Prentice Hall.
Artículos diversos de Wikipedia.
Capítulo 1
Zabala, G. y Mon, G. (2005, mayo). Introducción a la robótica.
Revista Power Users #20.
Zabala, G. y Mon, G. (2005, junio). Primeros pasos en Robótica Autónoma.
Zabala, G. y Mon, G. (2005, julio). Kit Lego Mindstorms.
Zabala, G. y Mon, G. (2005, agosto). Basic Stamp.
Zabala, G. y Mon, G. (2005, octubre). Kits Latinoamericanos.
270

Bibliografía
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y Fischer Technik. Revista Power Users #26.
Zabala, G. y Mon, G. (2006, enero). Robótica sin kits (I).
Zabala, G. y Mon, G. (2006, marzo). Robótica sin kits (II).
Ramos, J., González Florentino, R. y Meléndez S. Clasificación de los robots.
Consultado el 21 de enero de 2007, Robotec Tecnología Robótica, página
web: http://robotec11.tripod.com/id4.html.
Capítulo 2
Lindsay, A. (2004). Robotics with the Boe-Bot. California: Parallax.
González Gómez, J. y Prieto-Moreno Torres, A. (2004, noviembre).
Robótica en la Universidad. Madrid: Universidad Autónoma de Madrid.
Lindsay, A. (2004). What´s a Microcontroller. Rocklin, California: Parallax.
Capítulo 3
Zabala, G., Mon, G. y Balich, N. (2006, abril).
Astro: construyendo nuestro primer robot (I). Revista Power Users #31.
Zabala, G., Mon, G. y Balich, N. (2006, mayo).
Astro: construyendo nuestro primer robot (II). Revista Power Users #32.
Zabala, G., Mon, G. y Balich, N. (2006, junio).
Astro: construyendo nuestro primer robot (III). Revista Power Users #33.
Microchip (2005). Datasheet PIC16F87/88. Chandler, Arizona: Microchip.
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Upadhye, R. S. (2004, abril). Selection of Batteries and Fuel Cells
for Yucca Mountain Robots. 10th International Conference on Robotics
and Remote Systems For Hazardous Environments. Gainesville, FL:
American Nuclear Society.
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SERVICIOS AL LECTOR
Young, J. y Bennett, J. (2000). Elec 201: Course Notes. Batteries.
Houston, Texas: Rice University. Obtenido el 14 de abril de 2007 de
www.owlnet.rice.edu/~elec201/Course_Notes.htm#contents.
MIT 6.270 book. (1997). Obtenido el 14 de abril de 2007
de http://mil.ufl.edu/imdl/6270/DEFAULT.HTM.
Capítulo 5
MikroElektronika (2006). Manual del usuario de mikroBasic.
Belgrado: mikroElektronika.
Capítulo 6
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de http://es.wikipedia.org/wiki/Motor_de_corriente_continua.
Motor de corriente continua C.C. Obtenido el 2 de junio de 2007
de www.unicrom.com/Tut_MotorCC.asp.
Motor de corriente continua. Obtenido el 2 de junio de 2007
de http://personales.com/peru/arequipa/compupari/.
Rueda, L. Secuencia para Motores-PaP Unipolares.
Obtenido el 4 de junio de 2007
de http://r-luis.xbot.es/ebasica2/mpap_03.html.
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de www.todorobot.com.ar/informacion/tutorial%20stepper/
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de 2007 de www.todorobot.com.ar/documentos/servomotor.pdf.
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de diseño y construcción de microrrobots. Universidad de Alcalá.
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272

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Capítulo 7
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Proyecto de grado de la Facultad de Ingeniería de la Universidad
de la República Oriental del Uruguay.
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Capítulo 8
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de robots móviles autónomos. Trabajo de grado. Facultad de Ciencias
de la Universidad de Salamanca.
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de Lego con traducción del Ing. Hazel Díaz.
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mecánica de un prototipo de robot bípedo. Comunicación de un proyecto
de investigación de la Universidad de Girona.
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Diseño e implementación de un robot móvil hexápodo.
Universidad del Valle, Colombia.
Sucar, L. E. Robótica Móvil: Arquitecturas. Presentación
para el Departamento de Computación del ITESM Cuernavaca.
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Escuela Politécnica Superior de la Universidad Autónoma de Madrid.
Presentación en la Semana de la Ciencia Andaluza.
273

SERVICIOS AL LECTOR
Ruiz del Solar, J., Zagal, J. C. Documentación de la materia EL710
Robótica Móvil. Universidad de Chile. Obtenida el 24 de junio
de http://robotica.li2.uchile.cl/el710/.
Capítulo 9
Zabala, G. (2004, julio). Roboliga - Publicación del artículo presentado
en el 14 Encuentro de Actualización Docente.
En Revista Novedades Educativas.
Remiro, F. Microcontroladores: las interrupciones. Obtenido el 30 de julio
de 2007 de www.terra.es/personal/fremiro/interrupciones.htm.
Capítulo 10
Martins da Silva Aparicio, P. M. (2000). Design and implementation of
a population of cooperative autonomous robots. Tesis de grado.
Universidad Técnica de Lisboa.
Zabala, G. (2004, noviembre). Programación en Fútbol de Robots.
Revista .Code #7.
Sotelo Iniesta, E. D. (2006). Diseño e implementación de los robots F180
del ITAM. Tesis de grado. Instituto Tecnológico Autónomo de México.
Apéndice A
González Romero N. (2005). Manual de soldadura. Universidad
Politécnica de Madrid. Documento presentado en Cybertech 2005.
Bodington, C. (2007). Lectura de capacitores. Obtenido el 14
de septiembre de 2007 de
www.conexionelectronica.com/content/view/23/29/.
Palazzesi, A. (2007). Herramientas necesarias para el taller del hobbista
de la electrónica. Obtenido el 14 de septiembre de 2007
de www.ucontrol.com.ar.
274

ÍNDICE TEMÁTICO
A
Actuadores 23, 39
Acuáticos 21, 174
Aéreos 21, 173
Alcance 111
Analógico 35, 64, 158
Arreglo 114
Assembler 97, 107, 118
Autónomos 22
B
Baterías 79, 169
Bipolar 41, 137
Bootloader 67, 96
Bumpers 63, 153
Buzzers 23
C
Campo magnético 127
Capacitor 252
Cargador 87
CCP 65
Cianocrilato 57
Cinemática 194
Circuitos intermedios 34
Código fuente 100
Comparador 66
Compilador 96, 98
Control automatizado 22
Controlador 64, 157, 169
Corriente continua 39, 127, 249
D
Depurador 103, 105
Digital 35, 152
Índice temático
Diodo 254
Display 23, 41
E
EEPROM 28, 65
Efecto hall 156
Electricidad 248
Encoder 23, 196
Engranajes 190
Estator 40
F
Final de carrera 53
Firmware 24, 26
Fotorresistencia 35, 55
Funciones 102
H
Híbridos 21, 22
Holonómica 195
I
ICSP 66, 74
Industriales 19
Infrarrojo 37, 55, 154
Interrupciones 206
K
Kits 24
L
LDR 55, 162
Leds 23
Lego 26, 56
Litio 82
275

M
MDF 57
Memoria 65
Metacrilato 58
MicroBasic 95, 98
Microcontrolador 30, 48, 64
Micromotor 134
Motor 23, 25, 39, 126, 172
Motorreductores 50, 134
N
Níquel 81, 83
O
Odometría 196
Omnidireccional 51, 182, 224
Operadores 116
P
Palm 31
Paso a paso 40, 135
PDA 31
PFM 132
PIC 49
Pinout 67
Pipelined 50
Plantillas 102
Plomo 84
Pocket PC 31
Poleas 193
Portapilas 86
Potenciómetro 163
Procesador 24
Procesamiento 23
Programador 71, 96
Protoboard 28, 69
Puente H 67, 129
PVC 57
PWM 42, 65, 131, 141
R
RAM 65
Recargar 87
Resistencia 251
Reusabilidad 25, 56
Rotor 40, 136
S
Sensor 23, 25, 33, 53, 64, 148, 171, 203
Sentencias 117
Servo 140
Servomotor 41
Soldar 258
T
Tensión 250
Terrestres 21, 174
Timer 65
Tokens 108
Torque 127
Tracción diferencial 51, 185, 224
Transistor 255
U
Ultrasonido 37
Unipolar 41, 137
USART 65
V
Variables 108, 112
Visibilidad 112
Vitrificación 79
Voltaje nominal 79
SERVICIOS AL LECTOR
276

Equivalencia de términos
277
EQUIVALENCIA DE TÉRMINOS
En este libro Otras formas En inglés ▲ ▲ ▲
Acceso dial up Acceso de marcación
Actualización Update, Upgrade
Actualizar Refresh
Ancho de banda Bandwidth
Archivos Filas, Ficheros, Archivos electrónicos Files
Archivos adjuntos Archivos anexados o anexos Attach, Attachment
Backup Copia de respaldo, Copia de seguridad
Balde de pintura Bote de pintura
Base de datos Database
Booteo Inicio/Arranque Boot
Buscador Search engine
Captura de pantalla Snapshot
Carpeta Folder
Casilla de correo Buzón de correo
CD-ROM Disco compacto Compact disk
Chequear Checar, Verificar, Revisar Check
Chip Pastilla
Cibercafé Café de Internet
Clipboard Portapapeles
Cliquear Pinchar
Colgar Trabar Tilt
Controlador Adaptador Driver
Correo electrónico E-Mail,
Electronic Mail, Mail
Descargar programas Bajar programas, Telecargar programas Download
Desfragmentar Defrag
Destornillador Desarmador
Disco de inicio Disco de arranque Startup disk
Disco rígido Disco duro, Disco fijo Hard disk
Disquete Disco flexible Floppy drive
Firewall Cortafuego
Formatear Format
Fuente Font
Gabinete Chasis, Cubierta
Grabadora de CD Quemadora de CD CD Burn
Grupo de noticias Newsgroup

SERVICIOS AL LECTOR
En este libro Otras formas En inglés ▲ ▲ ▲
Handheld Computadora de mano
Hipertexto HyperText
Hospedaje de sitios Alojamiento de sitios Hosting
Hub Concentrador
Impresora Printer
Inalámbrico Wireless
Libro electrónico E-Book
Lista de correo Lista de distribución Mailing list
Motherboard Placa madre, Placa base
Mouse Ratón
Navegador Browser
Notebook Computadora de mano,
278
Computadora portátil
Offline Fuera de línea
Online En línea
Página de inicio Home page
Panel de control Control panel
Parlantes Bocinas, Altavoces
PC Computador, Ordenador, Computadora Personal Computer
Personal, Equipo de cómputo
Pestaña Ficha, Solapa
Pila Batería Battery
Placa de sonido Soundboard
Plug Play Enchufar y usar
Por defecto Por predefinición By default
Programas Aplicación, Utilitarios Software, Applications
Protector de pantalla Screensaver
Proveedor de acceso Internet Service
a Internet Provider
Puente Bridge
Puerto Serial Serial Port
Ranura Slot
Red Net, Network
Servidor Server
Sistema operativo SO Operating System (OS)
Sitio web Site
Tarjeta de video Placa de video
Tipear Teclear, Escribir, Ingresar, Digitar
Vínculo Liga, Enlace, Hipervínculo, Hiperenlace Link

Abreviaturas comúnmente utilizadas
279
ABREVIATURAS COMÚNMENTE UTILIZADAS
Abreviatura Definición ▲ ▲
ADSL Asymmetric Digital Subscriber Line o Línea de abonado digital asimétrica
AGP Accelerated Graphic Port o Puerto acelerado para gráficos
ANSI American National Standards Institute
ASCII American Standard Code of Information Interchange
o Código americano estándar para el intercambio de información
BASIC Beginner´s All-Purpose Symbolic Instruction Code
BIOS Basic Input/Output System
Bit Binary digit (Dígito binario)
Bps Bits por segundo
CD Compact Disk
CGI Common Gateway Interface
CPU Central Processing Unit o Unidad central de proceso
CRC Cyclic Redundancy Checking
DNS Domain Name System o Sistema de nombres de dominios
DPI Dots per inch o puntos por pulgada
DVD Digital Versatile Disc
FTP File Transfer Protocol o Protocolo de transferencia de archivos
GB Gigabyte
HTML HyperText Mark-up Language
HTTP HyperText Transfer Protocol
IDE Integrated Device Electronic
IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers
IP Internet Protocol
IR Infra Red
IRC Internet Relay Chat
IRQ Interrupt Request Line o Línea de petición de interrupción
ISO International Organization Standard u Organización de Estándares
Internacionales
ISP Internet Service Provider o Proveedor de acceso a Internet
KB Kilobyte
LAN Local Area Network o Red de área local
LCD Liquid Crystal Display o Pantalla de cristal líquido
LPT Line Print Terminal
MB Megabyte
MBR Master Boot Record
MHz Megahertz

SERVICIOS AL LECTOR
Abreviatura Definición ▲ ▲
NETBEUI Network Basic Extended User Interface o Interfaz de usuario extendida NETBios
OEM Original Equipment Manufacturer
OS Operative System
OSI Open Systems Interconnection o Interconexión de sistemas abiertos
PCMCIA Personal Computer Memory Card International Association
PDA Personal Digital Assistant
PDF Portable Document Format
Perl Practical Extraction and Report Language
PGP Pretty Good Privacy
PHP Personal Home Page Tools, ahora llamado PHP Hypertext Preprocessor
POP3 Post Office Protocol 3 o versión 3 del Protocolo de oficina de correo
PPP Point to Point Protocol o Protocolo punto a punto
RAM Random Access Memory
ROM Read Only Memory
SMTP Simple Mail Transport Protocol o Protocolo simple
280
de transferencia de correo
SPX/IPX Sequence Packet eXchange/Internetwork Packet eXchange o Intercambio
de paquetes secuenciales/Intercambio de paquetes entre redes
SQL Structured Query Language
SSL Secure Socket Layer
TCP/IP Transfer Control Protocol / Internet Protocol o Protocolo de control de
transferencia / Protocolo de Internet
UML Lenguaje de Modelado Unificado
UDP User Datagram Protocol
UPS Uninterruptible Power Supply
URL Uniform Resource Locator
USB Universal Serial Bus
VGA Video Graphic Array
WAN Wide Area Network o Red de área extensa
WAP Wireless Application Protocol
WWW World Wide Web
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y la editorial
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sobre el autor, en el que se
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en el tema. En cuanto a la
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paso a paso, recuadros con
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cantidad de pantallas. Su
lectura será más ágil y
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de puro texto.
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Redes GNU/Linux
En las páginas de este libro encon-traremos
un recorrido por aquellos
temas vinculados al armado de redes
profesionales, y descubriremos ca-da
una de las herramientas que
GNU/Linux posee para su adminis-tración
avanzada.
COLECCIÓN: MANUALES USERS
336 páginas / ISBN 978-987-1347-55-1
Mundo Linux
Este manual contiene informes, secre-tos,
consejos y trucos que nos permiti-rán
descubrir y aprovechar todo el po-tencial
que posee este sistema opera-tivo.
Está destinado a usuarios que ya
tienen alguna experiencia y desean
dominar sus herramientas.
256 páginas / ISBN 978-987-1347-54-4
Administrador de Redes
En este manual encontraremos en for-ma
didáctica, clara y precisa todos los
conceptos vinculados a la planifica-ción,
instalación y puesta en funcio-namiento
de una red en una empresa
pequeña utilizando Windows Small
Business Server.
336 páginas / ISBN 978-987-1347-53-7
101 Trucos para la PC
Este libro nos permitirá acelerar el fun-cionamiento
de nuestra PC, convertir-la
en una fortaleza frente a los ata-ques,
optimizar el rendimiento, nave-gar
más rápido por Internet, aprove-char
al máximo las nuevas caracterís-ticas
de Office 2007 y mucho más.
336 páginas / ISBN 978-987-1347-48-3
El gran libro del desarrollador
En este libro encontraremos el mejor
material para estar actualizados con
las últimas tecnologías, herramientas
y recursos del mundo de la progra-mación.
256 páginas a todo color donde
los expertos desarrollan los conceptos
fundamentales de cada plataforma.
256 páginas / ISBN 978-987-1347-47-6
202 Secretos de Linux
Cómo optimizar el sistema y volverlo
más seguro, aumentar el rendimiento
del equipo, habilitar funciones espe-ciales
y automatizar tareas cotidianas,
son sólo algunos de los objetivos que
lograremos con los más de 200 secre-tos
revelados en este libro.
320 páginas / ISBN 978-987-1347-41-4
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Excel 2007
Este manual brinda los conocimientos
necesarios para dominar la nueva ver-sión
de Excel. Está destinado tanto a
quienes nunca utilizaron Excel, como
también a quienes buscan conocer y
dominar las novedades de esta pode-rosa
herramienta.
352 páginas / ISBN 978-987-1347-50-6
Inteligencia Artificial
En este libro empezaremos a descu-brir
la esencia detrás de esta metodo-logía
del desarrollo de videojuegos y a
crear algoritmos que tomen decisio-nes
o las apoyen de manera inteligen-te.
Una obra práctica reforzada con te-oría
para aprender más rápido.
320 páginas / ISBN 978-987-1347-51-3
PC Total
Este libro contiene cientos de activi-dades,
procedimientos, ideas y conse-jos
que nos permitirán obtener el máx-imo
potencial de nuestra PC. Destina-do
a quienes utilizan su computadora
especialmente en la oficina o en su
casa para trabajar o estudiar.
224 páginas / ISBN 978-987-1347-49-0
Secretos PC
En esta obra presentamos una selec-ción
de los mejores secretos, solucio-nes,
ideas y actividades para aprove-char
nuestra computadora al máximo.
Con explicaciones desarrolladas a tra-vés
de procedimientos paso a paso, guí-as
visuales y consejos de los expertos.
224 páginas / ISBN 978-987-1347-42-1
Windows Vista
Este manual contiene un material imper-dible
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potencial del nuevo Windows Vista. En
sus páginas encontraremos cientos de
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nuestra PC en el trabajo y el hogar con
el nuevo sistema operativo.
384 páginas / ISBN 978-987-1347-40-7
Videojuegos
En este libro encontrará todas las
claves para aprender a programar un
videojuego desde cero utilizando Visu-al
C++ Express. Un material imperdible
de principio a fin para quienes quieren
hacer sus primeras armas en el mun-do
de la creación de videojuegos.
416 páginas / ISBN 978-987-1347-38-4

Redes avanzadas
Un libro especialmente pensado para
instalar, configurar y administrar
grandes redes. Siguiendo un ejemplo
concreto, veremos todos los pasos a
seguir para comprar el equipamiento,
instalar el cableado, configurar los
servidores y administrar la red
256 páginas / ISBN 978-987-1347-36-0
Técnico en Redes
Este libro brinda los conocimientos
necesarios para planificar, instalar,
configurar y administrar redes de
computadoras para el hogar y la ofi-cina.
Veremos cómo comprar e insta-lar,
armar la red, compartir y adminis-trar
los recursos y protegerla.
256 páginas / ISBN 978-987-1347-37-7
Diseño Web con Flash
Esta obra está destinada a usuarios
que no conocen Flash y desean dom-inarlo,
y a quienes buscan conocer los
pasos a seguir para hacer que un sitio
web luzca profesional. El material más
completo sobre la herramienta elegi-da
por los profesionales.
384 páginas / ISBN 978-987-1347-34-6
3D Max Master
En las páginas de este libro encon-traremos
un recorrido por aquellos
temas vinculados al armado de redes
profesionales, y descubriremos ca-da
una de las herramientas que
GNU/Linux posee para su adminis-tración
avanzada.
352 páginas / ISBN 978-987-1347-28-5
Producción musical con la PC
Este libro nos ofrece las herramientas
teóricas y prácticas necesarias para
poder componer y grabar música por
computadora. Cada capítulo contiene
ideas para dominar Ableton Live, Rea-son
y Soundforge. Gracias al proyec-to
integrador, dominaremos este arte.
320 páginas / ISBN 978-987-1347-24-7
AJAX Web 2.0
Este manual nos brindará los conoci-mientos
y las herramientas necesa-rias
para implementar soluciones ba-sadas
en Ajax. Veremos los lenguajes
JavaScript, PHP, .NET, Java, XML, y
JSON. Conceptos teóricos y casos
prácticos listos para implementar.
416 páginas / ISBN 978-987-1347-20-9

Visual Basic 20055
En este libro encontraremos los prin-cipales
conceptos de .NET y Visual
Basic: .NET Framework, control de
errores, orientación a objetos, desa-rrollo
de aplicaciones Windows y
Web, acceso a datos con ADO.NET y
todo lo que necesita el desarrollador
368 páginas / ISBN 978-987-1347-32-2
Grabación de CDs y DVDs
Un material imperdible con las carac-terísticas
para comparar las grabado-ras
del mercado; la instalación y con-figuración
para obtener el máximo
rendimiento; y el software y los secre-tos
de los expertos para exprimir la
grabadora al máximo.
353 páginas / ISBN 978-987-1347-31-5
Gestión empresarial
El objetivo de esta obra es brindar las
habilidades necesarias para la elabo-ración
de proyectos que permitan me-jorar
la gestión de la empresa utilizan-do
Microsoft Excel, una herramienta
indiscutida para llevar a cabo esta
tarea en la compañía.
COLECCIÓN: PROFESSIONAL TOOLS
272 páginas / ISBN 978-987-1347-30-8
Hardware
Este manual brinda las habilidades pa-ra
dar solución a los problemas que
pueda tener una PC. Una obra a todo
color, con ilustraciones y fotografías
de los procedimientos, que no puede
faltar en la biblioteca de ningún técni-co
o amante del hardware.
352 páginas / ISBN 987-1347-18-9
Edición de video
En este manual encontrará las claves
y los secretos para procesar un video
desde cero. Desde la captura de las
imágenes, analizaremos todos los pa-sos
que se deben seguir para proce-sar,
editar y grabar un video utilizan-do
Adobe Premiere Pro.
320 páginas / ISBN 987-1347-14-6
Proyectos Web
A través del desarrollo de proyectos,
esta obra combina todo el potencial
de cuatro poderosas tecnologías:
Flash del lado del cliente, PHP del la-do
del servidor, XML como nexo entre
cliente y servidor, y MySQL como ba-se
de datos.
384 páginas / ISBN 987-1347-15-4

I Un servicio exclusivo para responder a sus consultas sobre nuestros productos Photoshop Master
Este manual explica los mayores secre-tos
de esta poderosa herramienta para
crear los efectos más increíbles: conver-tir
fotografías en historietas, crear obje-tos
realistas, incorporar cambios climá-ticos,
retocar las imágenes de personas,
mejorar la iluminación y mucho más.
320 páginas / ISBN 987-1347-12-x
Web Services con C#
Entender Web Services es fundamen-tal
para todo arquitecto, ingeniero,
analista y desarrollador de software.
En este libro se brindan las habilida-des
necesarias para introducirse en
el desarrollo, diseño y administración
de Web Services empleando C#.
368 páginas / ISBN 987-1347-11-1
Actualizar la PC
Este libro es el mejor material para
aprender a actualizar nuestra PC des-de
cero. Descubriremos cómo evaluar
las características técnicas de cada
equipo, y reemplazar los componen-tes
internos y los periféricos, sin tener
conocimientos previos.
320 páginas / ISBN 987-1347-10-3
DirectX
En este libro se abordan los conceptos
fundamentales vinculados a la progra-mación
de gráficos 3D con DirectX, el
API más utilizado para el desarrollo de
aplicaciones interactivas y videojue-gos.
Técnicas y procedimientos para
crear objetos 3D profesionales.
320 páginas / ISBN 987-1347-04-9
101 secretos de Windows
Una obra imperdible con más de 100
trucos que nos permitirán personali-zar
y optimizar el funcionamiento de
Windows XP. Todas las claves y los se-cretos
para modificar el entorno grá-fico,
acelerar las tareas, resolver fa-llas
y mejorar el trabajo en red.
COLECCIÓN: USERS EXPRESS
272 páginas / ISBN 987-1347-01-4
Creación de sitios Web
Con este manual aprenderemos a di-señar
y armar sitios web utilizando Fi-reworks,
Flash y Dreamweaver. Cómo
planificar y armar la estructura de las
páginas, preparar las imágenes, regis-trar
y publicar el sitio. Resultados sor-prendentes
en cada trabajo.
320 páginas / ISBN 987-22995-9-5

ADO.NET
Con el objetivo fundamental de apro-vechar
las optimizaciones que existen
en cada una de las versiones de
ADO.NET, este libro brinda las habilida-des
necesarias para introducirse en
las diferentes partes que lo componen.
Una obra ideal para el desarrollador.
320 páginas / ISBN 987-1347-07-3
Técnico en Hardware
Esta obra brinda las habilidades nece-sarias
para diagnosticar y reparar fa-llas
de hardware. Imprescindible pa-ra
hacer frente a conflictos con el
motherboard, el microprocesador o la
memoria; fallas en la fuente de alimen-tación,
periféricos y más.
224 páginas / ISBN 987-1347-05-7
Técnico en Windows
En esta obra se desarrolla el camino
a seguir para implementar la solución
adecuada a los problemas, y respon-der
en forma profesional a las necesi-dades
de clientes potenciales y em-presas.
Una guía con todo lo que un
técnico debe saber sobre Windows.
224 páginas / ISBN 987-1347-06-5
Implementación y debugging
Ésta es una obra de consulta perma-nente
para el desarrollador. En ella se
abordan dos etapas clave del ciclo de
vida de un software: la implementa-ción
de un proyecto y su debugging.
Codificación exitosa y técnicas de de-bugging
sin errores.
COLECCIÓN: USERS.CODE
320 páginas / ISBN 987-22995-7-9
PHP5
PHP es uno de los lenguajes de pro-gramación
elegidos a nivel mundial
para el desarrollo de sitios web. Este
manual brinda el conocimiento para
comprender las mejoras introducidas
en esta versión y aplicarlas en los pro-yectos
personales y profesionales.
416 páginas / ISBN 987-22995-6-0
Cómo proteger la PC
Virus, spyware, troyanos y muchas
amenazas más circulan por la Web
buscando nuevas víctimas. ¿Cómo
evitar intrusiones? ¿Cómo eliminar el
spam? En este libro, las respuestas a
estas preguntas y los fundamentos
para evitarlas en el futuro.
352 páginas / ISBN 987-22995-4-4

Linux para todos
Esta obra explica, desde cero, cómo
instalar y configurar Linux en nuestra
PC. Personalización, optimización,
mantenimiento, seguridad, las mejo-res
aplicaciones y mucho más. ¡Llegó
el momento de dar el gran paso y hac-er
el cambio
320 páginas / ISBN 987-526-396-6
Computación para fanáticos
256 páginas destinadas a conocer los
secretos para elegir e instalar dispo-sitivos,
descubrir las mejores opcio-nes
para optimizar el sistema operati-vo
y hacer que nuestra PC vuele. El li-bro
perfecto para quienes no nos con-formamos
con sólo usar la PC.
256 páginas / ISBN 987-226-71-3-8
Programación Web Java
Este libro brinda las herramientas ne-cesarias
para convertirse en un ver-dadero
experto en el desarrollo de
aplicaciones web con Java. Destina-do
a todos aquellos desarrolladores
que posean conocimientos de progra-mación
orientada a objetos.
352 páginas / ISBN 987-526-391-5
El gran Libro del Software
En este libro encontrará los tutoriales
de las mejores herramientas, trucos y
secretos para aprovechar al máximo
su computadora. Explicaciones deta-lladas,
con divisiones por categorías
para facilitar el aprendizaje de las dis-tintas
áreas de la informática actual.
COLECCIÓN: MI PC
256 páginas / ISBN 987-526-385-7
Freeware
Una recopilación de los mejores pro-gramas
de licencia libre, explicados
en detalle. Guías visuales y procedi-mientos
paso a paso para llevar el uso
de la PC a una nueva dimensión. En el
CD incluido en el libro encontrará los
programas listos para su instalación.
COLECCIÓN: USERS EXPRESS
368 páginas / ISBN 987-526-370-2
Mi PC
256 páginas que lo introducirán en el
mundo de la informática. Sepa cómo
manejarse en el entorno Windows, y
aprenda a configurar sus principales
elementos y aplicaciones. Entienda
cómo funcionan la PC y sus compo-nentes.
La guía inicial de la PC.
COLECCIÓN: MI PC
256 páginas / ISBN 987-526-369-9

ROBOTICA
CONTENIDO
1 | INTRODUCCIÓN
¿Qué es un robot? ¿Cuándo conviviremos con ellos?
¿Tendremos diversos tipos de robots entre nosotros?
¿Lavarán los platos? En este primer capítulo
intentaremos responder éstas y otras preguntas.
2 | COMPONENTES DEL ROBOT
Tipos de procesamiento | ¿Cómo le damos movimiento
a nuestro robot? | ¿Cómo captamos el mundo que nos
rodea? | Materiales para la mecánica
3 | LA INTELIGENCIA DEL ROBOT
Componentes de nuestro robot | Objetivos del
controlador | Conceptos fundamentales de un PIC |
Listado de componentes del controlador | Descripción
del circuito | Placa experimental | El programador
4 | COMIDA DE ROBOTS
La fuente de energia | Tipos de batería | Cargadores |
Características de las celdas de las baterías | Voltaje |
Capacidad | Densidad | Curva de descarga | Resistencia
| Capacidad de recarga | Costo | Efecto memoria
5 | HABLAR CON NUESTRO ROBOT
Lenguajes de programación para robots | PicBasic Pro |
Compilador CCS C | MikroBasic
6 | RECORRER EL MUNDO
El movimiento de los robots | Motor de corriente
continua | Motor paso a paso | Servos
7 | ADAPTACIÓN AL ENTORNO
Sensores analógicos y digitales | Tipos y características
8 | EL CUERPO DEL ROBOT
Características de un robot autónomo | Robots aéreos |
Robots subacuáticos | Robots terrestres | Sistemas con
ruedas | El montaje de los elementos | Mecanismos de
transmisión y reducción | Cinemática | Odometría
9 | SALIR AL RUEDO
Presentarnos a competir | Problemas frecuentes |
10 | FÚTBOL DE ROBOTS
Arquitectura y navegación de los robots | Sensado y
detección del ambiente | Comportamiento colaborativo
| Ligas nacionales e internacionales
APÉNDICE | LA ELECTRÓNICA
La ROBÓTICA ya no es parte de un futuro
lejano sino de nuestro presente tangible.
Y este manual es, sin dudas, la mejor forma de acceder
a ella. En su interior encontraremos un recorrido teórico
y práctico por cada uno de los conceptos fundamentales.
Se explican en detalle cuáles son las partes que componen
un robot y cada uno de los pasos por seguir para armar-lo
y programarlo a nuestro gusto. Destinado a entusiastas y aficionados de la cien-cia
ficción y las nuevas tecnologías, cada uno de los temas es desarrollado desde
cero, y con la mayor claridad y profundidad. Su autor, coordinador del campeona-to
argentino de Fútbol de Robots y miembro del Consejo Latinoamericano de
RoboCup y Cochair de la FIRA, vuelca en este libro su vasta experiencia.
redusers.com
NIVEL
EXPERTO
AVANZADO
INTERMEDIO
PRINCIPIANTE
En este sitio encontrará una gran variedad de recursos y software relacionado,
que le servirán como complemento al contenido del libro.
Además, tendrá la posibilidad de estar en contacto con los editores, y de parti-cipar
del foro de lectores, en donde podrá intercambiar opiniones y experiencias.
ROBOTICS
This science is no longer part of a distant future, it is a part
of a very real and concrete present. This manual offers the
fundamentals to be a member of this new reality through
practical projects and by learning the theory behind them.
APRENDA A ARMAR ROBOTS DESDE CERO

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