Claves para programar un robot con Arduino

Claves para programar un robot con Arduino

Carlos Yañez

22-08-2018

En post anteriores hemos ido comentando qué es Arduino y una vez conocida la plataforma hemos profundizado en los diferentes tipos de placa que existen en el mercado para utilizar en la plataforma Arduino. Ahora pasaremos a ver los pasos a seguir para poder programar un robot con Arduino, y eso lo explicaremos en el post de hoy.

Programar un robot

A priori, programar un robot nos puede parecer una tarea muy compleja, y lo será si pretendemos desde un principio abarcar grandes proyectos.

Como todo en esta vida, hay que ir paso a paso y lo lógico es empezar por algo sencillo.

Si acabamos de introducirnos en el mundo Arduino lo más lógico es comprar algún kit de montaje de un robot sencillo que con la práctica podremos ir ampliando.

En la programación de un robot, casi sin darnos cuenta, estaremos utilizando habilidades de distintas ingenierías como son la mecánica, la electrónica, la de control y la informática. Al conjunto de estas ciencias se le conoce como mecatrónica.

Como comento, partiremos inicialmente de un kit de montaje donde también encontraremos el programa para controlar el robot. Esto puede parecer que nos aporte poco, pero en realidad, si somos principiantes, nos servirá como base para luego evolucionar el proyecto.

Primer paso

Una vez dispongamos de nuestro kit de robot y de nuestra placa Arduino los primeros pasos a seguir son sin lugar a dudas el familiarizarnos con el material. Partimos de la base que tenemos unos conocimientos básicos de programación en Arduino y de cómo funciona la placa. En este caso, lo primero que haremos es montar el robot siguiendo las instrucciones del kit.

Familiaricémonos con los diferentes componentes que montamos pues, de esta forma, podremos modificar y evolucionar el diseño según nuestras preferencias.

Una vez montado el robot, en el que debe estar integrada nuestra placa Arduino que contiene el microcontrolador que vamos a programar, lo dejaremos a un lado y nos dedicaremos a la programación.

La programación

La programación va a consistir en programar el microcontrolador de nuestra placa Arduino para que actúe de una forma determinada en base a unas entradas que van a producir los sensores que incorpora nuestro robot y que generarán una serie de acciones o salidas.

Programaremos en el entorno de desarrollo de Arduino que es gratuito y sencillo, pero a la vez potente.

Los programas que creemos se llamarán sketch y son proyectos cuyo archivo tendrá la extensión .ino. Este fichero es obligatorio que esté guardado en una carpeta con el mismo nombre, de lo contrario, no funcionará. Un sketch puede estar compuesto por varios ficheros, pero debe haber uno principal que será el nombre de la carpeta.

No vamos a entrar en este post en la estructura que debe seguir un sketch, aunque si mencionaremos que estará formado siempre como mínimo con dos secciones que son obligatorias.

  • La sección setup() es la parte encargada de recoger la configuración de los pines de la tarjeta.

  • La sección loop() es la que contiene el programa que se ejecuta cíclicamente (de ahí el término loop –bucle-).

Ambas funciones son necesarias para que el programa trabaje. Previo a la sección setup(), definiremos variables y constantes.

La programación de Arduino es muy similar a la programación en C++, en realidad es C++ pero con el uso de una api que facilita la programación de los diferentes pines de la tarjeta.

Partiendo de nuestro kit de montaje para robot, en una primera aproximación lo que haremos será copiar el código proporcionado. Es recomendable no solo copiarlo sino seguirlo y entenderlo para más tarde poder modificarlo a nuestra conveniencia. Recordemos que podemos encontrar gran variedad de sketch en internet que nos pueden servir de base para crear nuestros propios proyectos.

Una vez escrito el código, el siguiente paso es compilarlo. La compilación es el proceso por el cual el código introducido es interpretado y transformado a un código binario ejecutable por el microcontrolador. Si la compilación no da errores, significa que podremos pasarlo al microcontrolador de la placa Arduino.

Todos estos pasos que comentamos se realizan desde el mismo entorno de programación de Arduino.

Para pasar el sketch al microcontrolador, deberemos conectar el mismo a nuestro ordenador a través de un cable USB. Una vez la descarga ha finalizado, podremos ver cómo se ejecuta el programa en nuestra placa.

Recordemos que la placa necesita alimentación que puede ser proporcionada por al cable USB o bien con un complemento que mediante pilas alimente a la placa.

Ya podemos comprobar el funcionamiento de nuestro robot e ir probando variaciones sobre el mismo modificando el código del sketch.

Como habréis podido intuir, el proceso no es nada complejo y las posibilidades son múltiples, por lo que sólo nuestra imaginación y creatividad puede poner límites a los proyectos que podremos desarrollar con Arduino.

Os animo a comprar vuestro primer kit, que además no os va a resultar caro, y a empezar a experimentar con las opciones que la plataforma Arduino nos proporciona.

Si has realizado algún proyecto interesante, nos interesa que lo compartas con nosotros.

Curso relacionado: Curso Técnico de Robótica

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Carlos Yañez

Ingeniero Superior de Telecomunicaciones por la UPC. Director de Informática en un Laboratorio de Análisis con implantación nacional. Profesor de los cursos de Electrónica y Técnico en Sistemas Microinformaticos y Redes.