Proyectos de robótica simples para principiantes

¿Alguna vez te has preguntado cómo funcionan los robots? ¿Está interesado en adentrarse en el misterioso mundo de la robótica y explorar sus capacidades? Si es así, ¡esta guía para principiantes es para ti! Hemos preparado una guía épica con proyectos de robótica simples para principiantes, abordando preguntas comunes y brindando consejos útiles para ayudarlo a comenzar su viaje robótico. Desde el montaje de piezas de robot hasta la fabricación de un robot que pueda navegar de forma autónoma, esta guía se convertirá en una fuente insustituible de información útil. ¡Así que sumerjámonos juntos en el mundo de la robótica y descubramos sus secretos!

Por qué los proyectos robóticos son tan divertidos

Los proyectos robóticos pueden ser educativos, creativos y divertidos, todo al mismo tiempo.

Construir robots les permite a los niños usar su imaginación y desafiarse a sí mismos en tareas de resolución de problemas para crear algo que funcione. Trabajar en proyectos robóticos les da a los niños la oportunidad de usar herramientas que tal vez nunca hayan visto antes, así como de comprender cómo funcionan juntos. Aprenderán sobre cableado de circuitos, programación de componentes, construcción de estructuras mecánicas, comprensión de sensores y otros componentes de hardware, ¡todo mientras se divierten!

Porque los robots son un objeto físico que puedes tocar y ver el resultado de tu trabajo, puede ser muy satisfactorio. Ser capaz de presenciar cómo el robot que construiste cobra vida y se mueve por sí solo es una experiencia increíblemente gratificante. Más, siempre hay algo nuevo que aprender cuando se trabaja con robots – nuevos lenguajes de programación, conceptos, componentes de hardware y más.

Y en cuanto a los adultos, trabajar en proyectos robóticos puede proporcionar una gran salida creativa al tiempo que amplía las habilidades técnicas. ¡Es una oportunidad para explorar nuevas tecnologías y hacer algo que realmente funcione! Además, a medida que avanza la tecnología robótica, siempre hay nuevos desafíos y tareas que los adultos pueden abordar.

Proyectos robóticos simples

En esta sección, discutiremos algunos proyectos robóticos simples que son excelentes para principiantes. Si bien estos pueden no ser tan complejos como los proyectos más avanzados, siguen siendo una excelente manera de comenzar y aprender los conceptos básicos de la robótica.

Un robot rastreador de pelotas

El objetivo del robot es localizar, seguir y atrapar la pelota para completar ciertas tareas. Dependiendo de su diseño, el robot se puede utilizar para aplicaciones deportivas o de entretenimiento, como malabares, prácticas de bateo o competiciones de robótica.

Los robots de seguimiento de balones se basan en sensores, como cámaras de procesamiento de imágenes o basados ​​en luz, como cámaras de visión infrarroja (IR), para detectar y localizar la posición del balón dentro de su entorno. Luego usan algoritmos como filtros de Kalman y técnicas de flujo óptico para predecir las posiciones futuras de la pelota para que puedan acercarse a ella correctamente. Finalmente, dependiendo de su aplicación, el robot cuenta con diferentes mecanismos como pinzas o brazos extendidos para atrapar la pelota en el aire y completar su tarea.

Para este proyecto necesitarás:

• Raspberry Pi 2 Modelo B ×1
  

• Módulo de cámara Raspberry Pi × 1
• Sensor ultrasónico Arduino × 3
• Controladores de motor SparkFun Dual H-Bridge L298 × 2
• Motor CC (genérico) × 2
• Protoboard (genérico) × 1
• Conectores/ Cables

El objetivo es construir un robot de seguimiento de bolas que pueda identificar y seguir una bola de color rojo de 2 «de diámetro utilizando el módulo de cámara Raspberry Pi y sensores ultrasónicos Arduino para la navegación. El robot debe ser capaz de rastrear la pelota con precisión dentro de su entorno y acercarse a ella correctamente con la ayuda de los controladores de motor de puente H dual para controlar el movimiento de dos motores de CC conectados a las ruedas a ambos lados del cuerpo del robot.

Deberá codificar el algoritmo de reconocimiento de color y el algoritmo de navegación en la Raspberry Pi para permitir que el robot detecte y siga la pelota. También necesitarás utilice una combinación de sensores ultrasónicos, controladores de motor y motores de CC para la detección de obstáculos y un control de movimiento preciso. Con todos estos componentes en su lugar, debería poder construir un robot de seguimiento de bolas en funcionamiento que pueda rastrear y atrapar una bola de color rojo con precisión.

Un robot seguidor de colores

Este tipo de robot se puede usar para muchos propósitos, como rastrear objetos en plantas de fabricación, clasificar artículos por color para tiendas minoristas o identificar obstáculos en el camino de un vehículo robótico.

Los robots de seguimiento de color utilizan sensores para detectar la presencia del color objetivo. Estos sensores envían datos a la computadora del robot para que pueda calcular la dirección y la distancia desde la que se encuentra el objeto. Luego, el robot usa esta información para moverse hacia el objeto hasta que llega a su destino. En muchos casos, estos robots también están equipados con cámaras u otros sistemas de imágenes para que puedan reconocer patrones en sus objetivos. Incluso pueden tener brazos u otros manipuladores para poder interactuar con los objetos que encuentran.

Para crear un robot de seguimiento de color por su cuenta, necesitará: Protoboard, motor de CC, batería de 9 V y un sensor de color. Para el software, necesitará un IDE de Arduino y las bibliotecas necesarias para programar el robot.

Una vez ensamblado y cableado, puede comenzar a codificar su robot. El primer paso es configurar una biblioteca AFMotor para el motor de CC y definir todos los motores involucrados en el proyecto.

Deberá escribir un ciclo que verifique si un cierto color es y luego moverse en consecuencia. A continuación, deberá activar la comunicación serie. para que su robot pueda enviar y recibir datos desde la computadora. Luego, puede comenzar a programar el sensor de color para detectar y rastrear colores específicos.

Use la función color() para establecer los parámetros de detección de color y luego use los comandos del motor para enviar instrucciones para los movimientos de su robot. Finalmente, puede agregar código adicional para que su robot pueda reaccionar de manera diferente según el tipo de objeto que encuentre.

¡Finalmente es hora de detectar y rastrear los colores! Para hacer esto, primero debe configurar un bucle que verificará constantemente si hay objetos dentro del rango del sensor de color. Luego, si se detecta un objeto, puede usar un código para mover el robot hacia él hasta que llegue a su destino. Los bucles if-else son excelentes para este tipo de actividad.

Una vez que tenga su robot en funcionamiento, puede comenzar a experimentar con diferentes colores y objetos para ver qué tan bien se desempeña su robot. Tenga en cuenta que los sensores de color son sensibles a las condiciones de luz, así que asegúrese de probar su robot también en una variedad de condiciones de luz. Con algunos retoques y práctica, ¡pronto podrá crear un robot de seguimiento de color eficiente!

Robot para evitar obstáculos

Lo logra mediante el uso de una combinación de sensores, como sensores infrarrojos, sensores ultrasónicos y cámaras. Usando estos sensores, el robot puede detectar objetos y navegar alrededor de ellos en consecuencia. Un robot para evitar obstáculos generalmente se usa para la navegación en entornos interiores o exteriores que pueden contener obstáculos desconocidos o terrenos variables. Se usan comúnmente en robots diseñados para misiones de exploración y mapeo.

Algunas ventajas de un robot para evitar obstáculos incluyen una mayor seguridad, ya que pueden detectar cuando algo se interpone en su camino, mayor confiabilidad, ya que no requieren intervención humana para navegar, mayor eficiencia debido a tiempos de navegación más rápidos y menor consumo de energía. Además, los robots para evitar obstáculos se pueden usar en una variedad de aplicaciones, como seguridad, búsqueda y rescate, y exploración.

Para crear este robot necesitará: Servos (Tower Pro MG996R), Sensor ultrasónico – HC-SR04 (Genérico), Arduino MotorShield Rev3 y Arduino Uno.

Lo primero es lo primero, necesitará ensamblar un chasis para su robot. Hay muchos tipos diferentes de chasis que puede usar, desde ruedas simples hasta estructuras complejas de ruedas múltiples que incorporan orugas y otros componentes. El tipo de chasis que elija dependerá en gran medida del tamaño y la forma de los obstáculos que su robot deba sortear.

Una vez que haya configurado el marco de su robot, inserte un servomotor en cada rueda de su chasis. Conecte estos servos al Arduino MotorShield Rev3 y luego conéctelo al Arduino Uno.

Ahora haga conexiones entre el sensor y Arduino Uno. El sensor ultrasónico HC-SR04 se utiliza para detectar obstáculos alrededor del robot. Conecte este sensor al Arduino MotorShield Rev3 y luego conecte esta placa al Arduino Uno. Debe tener un aspecto como este:

• Tierra >> Tierra
• Vcc >> Vcc
• Disparo >> A4
• Eco >> A5

Ahora lo que queda es codificar tu robot. Para programar el robot para evitar obstáculos, necesitará usar un lenguaje de programación Arduino como C/C++. También deberá incluir varias bibliotecas relacionadas con los componentes que está utilizando para su robot. Puede encontrar muchos tutoriales en línea sobre cómo escribir código para robots que evitan obstáculos.

Robot controlado por gestos

Un robot controlado por gestos es un tipo de robot que puede ser operado y dirigido por movimientos o gestos específicos de la mano. El robot tiene sensores que detectan los movimientos de la mano del usuario y los interpretan en comandos, que luego ejecuta.

Los robots controlados por gestos se han utilizado en muchas aplicaciones, incluido el entretenimiento, la automatización industrial, las operaciones militares, la investigación médica y la educación en robótica. Por ejemplo, los brazos robóticos a menudo se diseñan con capacidades de control de gestos para permitir una manipulación más precisa de los objetos. Además, estos robots también se utilizan en consolas de juegos como los controladores Kinect de Microsoft y Move de Sony para permitir que los usuarios interactúen con sus juegos sin necesidad de controladores físicos.

La tecnología detrás de la robótica de control de gestos se basa en el principio de seguimiento de movimiento. Esto implica el uso de varios tipos de cámaras, sensores y procesadores para detectar y rastrear movimientos en el espacio tridimensional. Los datos recopilados luego se analizan e interpretan en instrucciones que el robot puede ejecutar.

Para esta tarea necesitarás:

• Actuador de interruptor, interruptores pulsadores iluminados serie APEM A01
• 1 módulo Bluetooth HC-05.
• 1 controlador de motor de puente H doble L293D
• 1 sensor ultrasónico: HC-SR04 (genérico)
• 1 unidad de medida inercial (IMU) (6 grados de libertad)
• 1x interruptor deslizante
• 1x Arduino UNO
• 1x Arduino Nano R3
• 1x ruedas robóticas
• 1x PCB
• 1x batería recargable, iones de litio
• 1x batería de 9V (genérica)
• 1 motor de CC, 12 V.
• 1x chasis de robot

Primero necesitarás construir la unidad de transmisión del robot, este está compuesto por el procesador y los sensores que se utilizarán para capturar los movimientos de su mano. Luego, el software debe configurarse correctamente, ya que convertirá los movimientos de su mano en instrucciones para los motores del robot. También es necesario programar un conjunto de gestos predeterminados, para que el robot pueda diferenciar entre diferentes comandos. Tome el Arduino y suelde el sensor mpu6050, el módulo Bluetooth, el botón pulsador y la batería de 9V a la placa PCB.

Ahora es el momento de construir la unidad de recepción, o la plataforma robótica. Puede crear uno propio o modificar uno existente para este propósito. Esta vez, el cerebro principal será Arduino UNO. Nuevamente, tome un segundo módulo bluetooth esclavo, H-bridge l293d, baterías de 9V y 12v (para Arduino y motores respectivamente) y un sensor ultrasónico, y suéldelos también a la placa PCB.

A continuación, ¡código! Esta es la parte más difícil de hacer un robot controlado por gestos y requiere algunos conocimientos de programación. Comience escribiendo el código para la unidad de transmisión, que se encargará de capturar los gestos de las manos del usuario y enviarlos a la unidad de recepción a través de Bluetooth. Una vez que haya terminado con eso, continúe con la codificación de la unidad de recepción. Esto implicará configurar una conexión Bluetooth entre ambas unidades, luego leer los gestos de la unidad de transmisión y asignarlos a los movimientos del motor del robot.

¡Finalmente, prueba tu robot! Para asegurarse de que todo funciona correctamente, ponga su robot en acción y vea si todos los comandos se ejecutan correctamente. Si todo va bien, ¡usted mismo tiene un robot controlado por gestos operativo!

Un robot de fútbol

Por lo general, está programado para responder a ciertos desencadenantes y estímulos, lo que le permite completar tareas básicas en el campo, como pasar y disparar. Los robots de fútbol también se pueden usar en exhibiciones y torneos, proporcionando una forma entretenida para que los espectadores vean un partido. Los robots de fútbol han avanzado significativamente en los últimos años, con muchos modelos que incorporan algoritmos complejos que les permiten moverse por el campo de forma autónoma e interactuar con otros jugadores u objetos.
Para este proyecto necesitarás:

• 1x Mediatek linkit uno
• 1x base de robot GoPiGo
• 2x motores reductores
• 1x rueda giratoria
• 1x microservomotor
• 1 batería de litio de 3,7 V.
• 1 circuito integrado de controlador de motor L293d
• 1x módulo bluetooth HC-05
• 1 paquete de batería para impulsar los motores.
• 1x conector IC de 16 pines
• Cables puente macho-macho
• Cables puente macho-hembra
• Tablero perforado

Primero necesitarás montar la base del robot, siguiendo las instrucciones incluidas en el kit GoPiGo. Entonces necesitas conectar el módulo Bluetooth. Utilice el siguiente pinout:

• Vcc de módulo – 5v de linkit one (o 3.3v dependiendo de tu módulo)
• Tierra – Tierra
• Tx-D0 (Rx)
• Rx-D1 (Transmisión)

Ahora suelde el circuito del controlador del motor en la placa perforada. Este circuito consta de dos circuitos integrados de controlador L293d, un zócalo de circuito integrado de 16 pines, cables de puente macho-macho y cables de puente hembra-hembra. Asegúrese de conectar todos los componentes correctamente según el diagrama de circuito proporcionado en este tutorial. A continuación, deberá conectar el controlador del motor a Linkit One. Utilice el siguiente pinout:

• Pines 1, 9, 16 de L293d – 5v de Linkit uno
• Pines 4, 5, 12, 13 – Tierra
• Clavija 2-D4
• Clavija 7-D5
• Clavija 10 – D6
• Clavija 15 – D7

El siguiente paso es conectar los motores al circuito del controlador. Conecte los cables rojo y negro de cada motor a OUT1 y OUT2 de L293d respectivamente. Finalmente, conecta el servo y pégalo a tu creación:

• Vcc de servo (naranja) – 5v de Linkit uno
• Tierra (marrón) – Tierra
• Señal (amarillo) – D3

Ahora conecte el motor del pateador al servo para tener algo para patear la pelota. Finalmente, sube el codigo a tu Linkit uno y el robot está listo. ¡Ahora puedes usar este robot de fútbol para jugar un partido de fútbol real con amigos o familiares! ¡Disfrutar! [1], [2], [3], [4], [5]

Preguntas más frecuentes

¿Puedo construir mi propio robot?

¡Sí! Construir tu propio robot es posible y es una excelente manera de aprender sobre robótica. Hay muchos kits disponibles que proporcionan los componentes necesarios y las instrucciones para construir un robot simple. Muchos de estos kits se han diseñado específicamente para enseñar a los principiantes los conceptos básicos de la robótica, incluida la electrónica, la programación y la mecánica.

Para empezar, puede buscar proyectos robóticos basados ​​en Arduino, como robots con ruedas o robots que siguen líneas. Para profundizar más en la robótica, puede considerar aprender a controlar los servos y construir un brazo animado o un robot andador. Si está buscando profundizar aún más en la robótica, existen proyectos más avanzados como un scooter autoequilibrado o un robot humanoide.

No importa qué nivel de robótica planee seguir, algunos de los principios y conceptos básicos seguirán siendo los mismos: sensores, motores, microcontroladores y programación. Con estos componentes puede construir una variedad de robots con diversas capacidades.

¿Arduino o Raspberry Pi son mejores para la robótica?

La respuesta a esta pregunta depende del proyecto específico en el que se esté trabajando. Aunque ambas son excelentes plataformas, Arduino generalmente ofrece más flexibilidad y control cuando se trata de la construcción de robots debido a su bajo consumo de energía y su lenguaje de programación robusto. Por el contrario, Raspberry Pi es una opción poderosa con un amplio conjunto de recursos de software y hardware disponibles.

Para proyectos que requieren capacidades de procesamiento avanzadas o múltiples puertos para componentes externos, como sensores y servos, Raspberry Pi puede ser la mejor opción debido a sus procesadores más rápidos y su mayor capacidad de memoria. Por otro lado, los proyectos más simples que requieren interacciones básicas con sensores o motores a menudo se pueden realizar fácilmente con una placa Arduino.

¿Cuál es el robot más fácil de hacer?

Un robot seguidor de líneas utiliza sensores, a menudo infrarrojos o ultrasónicos, para seguir un camino predefinido, como una línea negra sobre papel blanco. Los robots de seguimiento de línea se pueden fabricar con componentes electrónicos básicos, como microcontroladores y LED para retroalimentación visual. El código de programación para el microcontrolador también es relativamente sencillo y generalmente se puede encontrar en línea.

Otro robot simple es un robot para evitar obstáculos. Este tipo de robot utiliza sensores para detectar obstáculos en su camino y luego cambia de rumbo en consecuencia para evitarlos. Puede usar las mismas partes básicas mencionadas anteriormente (microcontroladores y luces LED) para crear un robot para evitar obstáculos; sin embargo, es posible que necesite componentes adicionales, como motores y ruedas, para que sea móvil. El código de los robots para evitar obstáculos es un poco más complejo, pero todavía se puede encontrar en línea.

¿Cómo empiezo en robótica para principiantes?

Comenzar con la robótica es un viaje emocionante y gratificante. Puede ser intimidante, pero con los recursos adecuados, puede ser muy factible. Estos son algunos pasos que debe seguir para comenzar:

1. Aprenda los conceptos básicos de la electrónica: debe comprender los componentes electrónicos básicos, como resistencias, condensadores, transistores, etc. antes de sumergirse en proyectos de robótica. Puede aprenderlos tomando cursos en línea o asistiendo a una reunión del club de electrónica local.
   

2. Lea sobre inteligencia artificial y aprendizaje automático: la robótica implica programar máquinas que tienen un grado razonable de autonomía (capacidad para realizar tareas sin intervención humana directa). Los conceptos de inteligencia artificial (IA) y aprendizaje automático (ML) ayudarán a comprender cómo los robots pueden interactuar con su entorno y tomar decisiones.
3. Adquiera el hardware adecuado: debe adquirir una plataforma de desarrollo que pueda usarse para construir y programar su robot. Las plataformas populares de desarrollo de robótica son Arduino, Raspberry Pi, Lego Mindstorms EV3, etc. Según el tipo de robot que planee construir y su complejidad, es posible que también necesite componentes adicionales como motores, sensores o microcontroladores.
4. Elija un lenguaje de programación: los proyectos de robótica implican programar la máquina con comandos para que ejecute ciertas tareas. Los lenguajes de programación populares para robótica son C++, Python y Java. Es importante elegir el idioma más adecuado según los requisitos de su proyecto y el nivel de comodidad con cada idioma.
5. Comience con proyectos básicos: una vez que tenga el hardware y el lenguaje de programación necesarios, comience con proyectos básicos para familiarizarse con los conceptos de robótica. Algunos proyectos populares para principiantes son los robots que siguen líneas o los robots que evitan obstáculos. Puede encontrar tutoriales en línea o leer libros sobre robótica para guiarlo a través del proceso.

¿Cómo construir un robot simple desde cero?

Construir un robot desde cero puede ser una tarea intimidante para los principiantes. Afortunadamente, no es tan desalentador como puede parecer. ¡Con los suministros y el conocimiento adecuados, puede construir su propio robot en solo unas pocas horas!

El primer paso para construir un robot simple es reunir los materiales necesarios. Según el tipo de robot que construyas, necesitarás algunos componentes básicos, como motores, sensores, baterías, cables y placas de circuitos. También es posible que necesite piezas adicionales, como servos o marcos de aluminio, según el tipo de funcionalidad que desee que tenga su robot.

Una vez que haya reunido todos los materiales necesarios para su proyecto, es hora de ensamblarlos en una forma utilizable. La forma en que ensamble las piezas dependerá del tipo de robot que esté construyendo. Por ejemplo, si está construyendo un robot con ruedas, requerirá un ensamblaje diferente al de uno de cuatro patas.

El siguiente paso es programar su robot. Dependiendo de la complejidad de su proyecto y cuántas funciones desea que tenga su robot, la programación puede ser muy simple o extremadamente compleja. Si es nuevo en robótica, es mejor comenzar con algo simple y luego agregar más funciones a medida que se expande su conocimiento. Una vez que haya programado su robot, ¡debería estar listo para funcionar!

Video Útil: ¿Cómo Empezar con la Robótica? para principiantes absolutos || La guía definitiva de 3 pasos

Conclusión

Los proyectos de robótica para principiantes pueden ser una forma divertida y gratificante de comenzar con la robótica. Con las herramientas y los suministros adecuados, es posible crear un robot impresionante en muy poco tiempo. A medida que avanza en su viaje de robótica, es posible que encuentre proyectos más complejos a su alcance, como controlar vehículos autónomos o construir robots impulsados ​​por IA.

En este artículo, hemos cubierto algunos excelentes proyectos de robótica para principiantes que pueden ayudarlo a comenzar con la robótica. Desde la construcción de robots básicos hasta el control de vehículos autónomos, hay muchas oportunidades para que exploren los principiantes. Cualquiera que sea su objetivo final, recuerde que comenzar de a poco y de manera simple es la mejor manera de crecer en conocimiento y habilidad. ¡Diviértete explorando estos proyectos robóticos!

Referencias

1. https://www.hackster.io/junejarohan/ball-tracking-robot-7a9865
2. https://projecthub.arduino.cc/Maxconnor/6bb76838-eda4-4ab5-829c-da2e5a0a4e1c
3. https://projecthub.arduino.cc/technuttiez/f5c173de-f779-4b38-bc39-702044b9441d
4. https://projecthub.arduino.cc/abdelkader_ch/3d232f60-999c-4504-8a59-d1da4f07f944
5. https://www.instructables.com/El-robot-de-futbol/