MBot 2

A nova versión de MBot

Introdución

• A principal diferencia coa versión anterior é o seu cerebro, é dicir, a placa controladora CyberPi.
• MBOT vs MBOT2
• Agora podemos controlar con exactitude os movementos do robot
• Centímetros a avanzar
• Grados a xirar
• Inclúe unha pantalla
• Pode almacenar ata 8 programas simultáneamente

​

Compoñentes

CyberPi

• CyberPi é unha placa controladora que pode funcionar de xeito independente:
• Está baseada na ESP32 de código aberto
• Toda a súa documentación pode consultarse aquí.
• Ten o seu propio Sistema Operativo CyberOS
• Pode ser programado en Python
• Python3 en modo conectado
• MicroPython para programas grabadas na placa

​

CyberPi

• Características:
• Display: pantalla onde se pode ver unha contorna gráfica.
• Wifi: conexión sen cables entre dispositivos e Internet.
• Bluetooth: Conexión entre dispositivos. Rápida. Non depende de internet.
• Sensor de Luz e Son
• Interfaz mbuild para máis sensores e actuadores
• Joystick
• Xiroscopio: Serve para saber a orientación do robot.
• Speaker: Altofalante

CyberPi

CyberPi

Conexión dun Debian co dispositivo

Executo como administrador

Antes de abrir o navegador Chrome con programa online…

Exercicio 1-Traballando coa pantalla - Texto

​

• Dispoñemos dos seguintes bloques
• O Seguinte programa de exemplo fai o seguinte
• Ao premer o botón A
• Escribe: Ola, Enter, agarda medio segundo
• Escribe: Mundo!
• Ao premer o botón B borra a pantalla

Exercicio 2 - Escribe

• Fai un programa que amose o texto “Isto é todo amigos” por pantalla
• As palabras aparecerán espaciadas por medio segundo
• Fai dúas versións
• O texto todo seguido (con espacios entre as palabras)
• Cada palabra nunha liña

Exercicio 2- Escribe (Solución)

Versión 1

Versión 2

Exercicio 3 - Táboa de multiplicar

• Ao premer o botón A
• Amosa por pantalla “Táboa do Num”
• Num será un número escollido ó azar entre 1 e 10.
• O premer o botón B
• Borra a pantalla
• Amosa a táboa de multiplicar de Num
• Nota: É útil cambiar o tamaño de letra a pequeno.
• Non podemos simultanear en pantalla dous tamaños distintos

Exercicio 3- Táboa de multiplicar (Solución)

Táboa de multiplicar (Solución)

Escribir nunha Coordenada concreta

• Dispoñemos dunha pantalla de 128x128 píxeles
• Podemos posicionar un texto nunha coordenada concreta

• Ollo: se queremos imprimir varios textos simultaneamente, cada un ten que ter un número distinto.

Exercicio 4- Coordenadas

• Completa o seguinte código
• Fai que aparezan dous asteríscos nas outras dúas esquinas

Exercicio - Coordenadas - Solución

Cambiando a cor do texto

• Non podemos simultanear varias cores na mesma pantalla

Traballando cos sensores

• Dispoñemos dun joystick integrado que permite as seguintes accións:
• Mover (arriba, abaixo, dereita, esquerda)
• Premer

Exercicio: Joystick

• Queremos contar as pulsacións no centro do joystick
• Queremos que o contador de pulsacións se amose no centro da pantalla
• Queremos que ao premer o botón A, o contador de pulsacións se poña a cero.

Exercicio: Joystick - Solución

Exercicio: Joystick V2

• Queremos contar as pulsacións no centro do joystick
• Queremos que o contador de pulsacións se amose no centro da pantalla
• Queremos que o premer o botón A, o contador de pulsacións se poña a cero.
• Movemento do marcador
• Inicialmente o marcador aparece na esquina superior esquerda
• Queremos que ao mover o joystick á dereita e esquerda se mova

Exercicio: Joystick V2 - Solución

Exercicio: Joystick V3

• Queremos contar as pulsacións no centro do joystick
• Queremos que o contador de pulsacións se amose no centro da pantalla
• Queremos que o premer o botón A, o contador de pulsacións se poña a cero.
• Movemento do marcador
• Inicialmente o marcador aparece na esquina superior esquerda
• Queremos que o mover o joystick a dereita e esquerda se mova
• Problema:
• Se prememos moito dereita, os puntos sáense da pantalla
• Temos que evitalo

Exercicio: Joystick V3

Sensor de Luz Integrado

• CyberPi posúe un sensor de luz integrado.
• Este sensor é quen de transformar a enerxía lumínica en eléctrica.
• O rango de valores é entre 0 e 100.
• Podemos visualizar en tempo real os seus valores na pantalla.

Exercicio: Sensor de Luz

• Consegue que o robot amose na pantalla:
• “A oscuras” se o nivel de luz é menor de 30
• “Claridade” se o nivel de luz está entre 70 é 30
• “Soleado” se o nivel de luz está entre 70 e 100

Exercicio: Sensor de Luz

Exercicio: Sensor de Son

Sensor Ultrasóns

• Pode empregarse para detectar a distancia cun obstáculo
• O rango de medición está entre 5 e 300 cm.
• Tamén dispón de 8 leds que podemos empregar para expresar emocións
• Funcionamento:
• Os humanos podemos escoitar un rango de frecuencias entre 20-20.000 Mhz
• Os ultrasóns teñen frecuencias superiores ós 20.000 Mhz
• Os ultrasóns son emitidos polo transmisor, rebotan no obxecto e recíbense no receptor.
• Baseándose no tempo entre a emisión e a recepción, calcúlase a distancia.

​

Sensor Ultrasons

• Para empregalo temos que engadir unha extensión
• Unha vez engadida dispoñemos dos seguintes módulos:

​

Exercicio 5- Medición distancia

• Fai un programa que amose na pantalla do cyberPi a distancia medida en tempo real

Sensor Ultrasons - Leds

• Podemos empregar os leds do sensor para expresar “emocións”

• Podemos controlar cada un dos leds por separado
• 1-4 - “Ollo Esquerdo”
• 5-9 - “Ollo Dereito”

Exercicio 6 - Leds distancia

• Se o obxecto está a menos de 20 cm acendo os leds a plena potencia
• Se o obxecto está entre 20 e 50 cm acendo os leds a potencia media
• Se o obxecto está a máis de 50 cm apago os leds

Exercicio 6 - Leds distancia

Bloques Personalizados

• Podemos crear os nosos bloques que fagan varias accións para simplificar e evitar repetir código.
• Para elo Mis Bloques -> Crear Bloque

Bloques Personalizados

• Creamos dous bloques
• Apagar Ollo Dereito
• Acender Ollo Dereito

Exercicio 7

​

• Fai un programa no que
• O premer o botón B acenda e apague os ollos alternativamente
• O premer o botón A apague ambos ollos.

​

• Para facelo teremos que crear dous bloques máis, un para acender o ollo esquerdo e outro para apagalo. É o mesmo proceso mais, cos valores 5,6,7,8.

Bloques Personalizados - Solución

Controlando os motores

• En MBlock 5 temos que engadir a extensión “Placa de extensión para mbot2” e aparecen 2 grupos de bloques novos
• Chasis MBot2
• Mover os motores do mbot (encoders)
• Puerto de extensión Mbot2
• Xestionar outros motores de continua e servos

​

Controlando os motores

• Unha das novidades de Mbot2 é que permite:
• Avanzar distancias concretas.

​

• Xirar un determinado número de grados

Movendo o robot

• Podes deseñar un programa que controle o movemento do robot co joystic:
• Se pulsamos Adiante que avance 5 cm
• Se pulsamos atrás que retroceda 5 cm
• Se pulsamos dereita que xire 90º á dereita
• Se pulsamos esquerda que xire 90º á esquerda

Solución - Movendo o robot co joystick

Exercicio - Circuíto

• Debuxa nun folio un circuíto con tamaño suficiente para o MBOT 2
• Programa os movementos para que o robot recorra o circuíto.

Movendo o robot cos “encoders”

• O máis habitual no mbot2 é controlar o movemento empregando os encoders que levan a roda dereita e a esqueda.
• É importante ter en conta que o encoder EM2 da roda dereita para avanzar cara diante temos que poñerlle valor negativo.

Exercicio 7-Controlando os motores

Moverse en Círculo

• Xirar a dereita

• Xirar a esquerda

• Para moverse en círculo precisamos un bloque que nos permita controlar os motores de xeito independente xa que a roda que vai por fóra da curva recorrerá un camiño máis longo e, polo mesmo, terá que ir máis rápido.
• Como os motores están conectados de xeito inverso, o encoder EM2 tamén terá valores negativos para que avance.

​

Exercicio 8- Controlando motores

En función do código do exercicio anterior serías quen de facer un programa que faga o seguinte?:

• Frecha arriba joystick: Avance recto a 50% de potencia controlando os encoders durante un 1sg
• Frecha esquerda joystick: Xire cara á esquerda durante 0.5 sg e faga unha curva no sentido das agullas do reloxo durante 0.5 sg.
• Frecha abaixo joystick: Retroceda recto a 50% controlando os encoders durante un 1sg
• Frecha dereita joystick: Xire cara á dereita durante 0.5 sg e faga unha curva no sentido contario das agullas do reloxo.
• ​

Aquí tes algunha pista….

Sensor de Liña cúadruple RGB

• Pódese empregar para seguir liñas polo chan
• É moito máis potente que o seu equivalente en mbot.
• Ten 4 emisores e 4 receptores
• Esquerdos (L1, L2)
• Dereitos (R1,R2)
• Gracias a eles non só poden detectar unha liña, senón tamén cruces ou liñas adicionais.
• O seu rango de detección está entre 5 e 15 mm.
• O sensores tamén pode detectar cores.

Sensor de Liña cúadruple RGB

• Funcionamento:
• Cada sensor RGB ten emparellado un Led RGB
• O led emite luz, que será reflictida pola superficie e captada polo sensor.
• Ao empregar sensores de luz, pode indentificar a cor da luz reflictida en cada un dos catro sensores. Cada sensor almacena os tres valores de cor RGB.
• MBot2 devolve a cor detectada e non os tres valores RGB para que os interpretemos nós.
• Pode traballar por cor ou por escala de grises

​

Sensor de Liña - Calibración

• Tamén dispón de un botón de calibración de contraste e luz ambiente, aconsellable para adaptarse ás condicións de iluminación onde se empregará o robot.
• Se facemos un dobre click no botón de calibración, os leds parpadearán e poderemos deslizar o robot sobre a liña a detectar para que lle sexa máis sinxela a súa detección

​

Sensor de liña

• Para empregalo temos que instalar a seguinte extensión e aparecerá dispoñible a seguinte categoría de bloques

Sensor de Liña - Liña negra

• Seguindo liña negra sobre fondo branco

Exemplo - Liña Negra

Negro

Branco

Exercicio 9-Segueliña Negra Pouco Eficiente

Sigueliña Eficiente

• Dispoñemos dun bloque que nos proporciona a desviación con respecto á liña co que o teñas calibrado
• 0 - Se estamos sobre a liña.
• Valores negativos (cada vez maiores) se nos desviamos cara esquerda
• Valores positivos (cada vez maiores) se nos desviamos cara á dereita

Exercicio 10-Sigueliña Eficiente

• É un dos códigos de exemplo que está dentro do propio manual, podes abrilo directamente.

Detectar Cores

• O seguinte bloque permite detectar cores con calquera dos sensores

• Tamén poderíamos detectar cores con un sensor concreto. Por exemplo para detectar cores a dereita da liña

Exercicio - Detectar cores

• Fai un programa no que o robot siga a liña negra
• Cando detecte un cor vermello acenda os leds en vermello e siga andando
• Cando detecte unha cor verde que xire á esquerda 180º

Solución - Detectar cores

Moverse en Círculo

• Xirar a dereita

• Xirar a esquerda

• Para moverse en círculo precisamos un bloque que nos permita controlar os motores de xeito independente
• Como os motores están conectados de xeito inverso, ten que ter valores negativos para que avance

Moverse en Círculo - Diámetro

• Pequeno

• Grande

• Amplíase o círculo ó aumentar a diferencia entre a velocidade de ambas rodas.

Exercicio: Seguir liña con obstáculos

• Mbot debe seguir a liña negra
• Se atopa un obstáculo debe xirar 180º e seguir o seu camiño pola liña negra.
• Vídeo de Exemplo

​

Solución: Seguir liña con obstáculos

En primeiro lugar deseñamos un bloque de código que nos permita parar o robot e poñelo a cero premendo o botón A

Posteriormente, deseñamos un código que nos permita seguir a liña detectada polo sensor RGB(previamente calibrado) e esquivar un obstáculo cando o detecte a menos de 14 cm.

Solución: Seguir liña con obstáculos

Neste caso, o robot vai esquivar o obstáculo no sentido horario. Por iso, ao detectalo, xirará primeiro á esquerda.

Podemos ver como este programa ten como desencadeante a frecha dereita da Cyberpi.

Observando o código anterior…como farías ti para que o mbot2 xirase no sentido antihorario ao premer a frecha á esquerda da Cyberpi?

Escribe na seguinte diapositiva a túa proposta.

Links

• Documentación oficial
• Eblock - Alternativa libre a Mblock
• Mbot2 Python Lessons
• Simulador Mbot

Plantilla