Guía de Inicio

En ésta pequeña guía te ayudaremos a reconocer las piezas del kit y armaremos un robot para ver funcionar todos esos componentes.

MARK Robots

MARK es un sistema modular para construir robots y se compone de módulos de electrónica, construcción, software y web (estamos trabajando en ello).

A continuación conoceremos cada uno de ellos.

Archivos 3D

Puedes descargar todos los archivos para imprimir en 3D (están en formato .stl) y también encontrarás editables (.stp) por si quieres aventurarte a crear tus propias piezas.

Módulos de electrónica

Te permitirá hacer uso de todos los sensores y cables del kit y aún más una vez te interiorices en la robótica.
En el interior se encuentra una placa Arduino UNO y un shield MARK.

La placa Arduino UNO es la mejor para comenzar en electrónica y en programación. Es super robusta y es la más documentada de la familia de Arduino.

Ella es el verdadero cerebro de MARK, es donde se encuentra el microcontrolador, que realiza todas las operaciones para que funcione bien y pueda programarse.

Posee todo lo básico para comenzar:

  1. Microcontrolador ATmega328P
    Es una pequeña computadora, tiene un CPU (Procesador), memoria RAM y ROM, puertos de entrada y salida. Su función es ejecutar las órdenes que estén grabadas en su memoria.
  2. 14 pines de salidas/entradas digitales
    Nos permiten leer y enviar órdenes a distintos sensores o actuadores utilizando secuencias de pulsos.
  3. 6 pueden usarse como salidas PWM
    Son usadas para modular las secuencias de pulsos que se entregan, esto permite controlar la intensidad de un LED o que un motor se mueva más o menos rápido.
  4. 6 entradas analógicas
    Nos permiten leer mediciones de distintos sensores o actuadores, a través de sus variaciones de voltaje.
  5. Botón de reset
    Lo utilizaremos para reiniciar la programación que hayamos dado al microcontrolador.
  1. Un cristal de cuarzo de 16 MHz
    Conocido como oscilador de cristal, está instalado fuera del microcontrolador y se usa para generar una señal de reloj y estabilizar la frecuencia.
  2. Conexión USB
    Es un protocolo de transmisión de datos, lo usaremos para poder comunicarnos entre nuestra PC o dispositivo y la placa Arduino.
  3. Conexión de energía
    Será la encargada de alimentar a los distintos componentes de la placa.
  4. ICSP
    Es el encargado de la comunicación en la placa, nuestro intérprete, nos ayudará a programar la Arduino UNO enviando y recibiendo datos de lo que conectemos a la placa, generando señales de control y permitiéndonos usar la comunicación por USB.
No te preocupes si no conoces algunos de estos términos, de a poco comenzarás a familiarizarte con ellos.

versión: 3.3

Podríamos utilizar la placa Arduino en robótica por si sola, pero para hacer buen uso de varios componentes, es necesario añadir algunas funciones más. Para ello y para simplificar aspectos que comúnmente hacen difícil la iniciación en el campo, es que desarrollamos un “Shield” para la placa Arduino UNO.

Un Shield es una placa de electrónica, que amplía las capacidades de otra a través de diversos componentes, en particular el “Shield MARK” da acceso a:

  1. Batería recargable 18650 de 2500 mAh (3.7 V)
    Los robots funcionarán en distintos escenarios y por eso debemos darles autonomía, para que puedan usarse sin necesidad de estar conectados. La incorporamos en el shield para que no debas preocuparte por ella.
    Con éstas baterías podrás usar tus robots por aproximadamente 2 horas.
  2. Cargador de batería (micro USB) con indicador LED
    Al utilizar una batería dedicada, fue necesario incorporar un cargador y utilizamos el conector micro USB que muy sencillo de conseguir.
  3. Control de hasta 6 sensores (5 V) y 6 actuadores (5 V) con conectores RJ25
    Dividimos los pines de entrada y salida, para que puedas comenzar a crear robots de forma sencilla, usando cables y conectores como los del teléfono y evitando problemas de conexión.
  1. Control de 2 motores DC (12 V) con LED indicador
    Los motores serán probablemente tus componentes de mayor uso y para controlarlos es necesario contar con un controlador de motores, ya que utilizan voltajes más altos (12 V) que los que puede entregar la placa Arduino.
  2. Puerto USB A de programación de Arduino
    Para programar los robots utilizaremos el puerto USB de Arduino.
  3. Botón ON/OFF con indicador LED
    El botón de encendido reemplaza al reset de Arduino y te permite encender y apagar a MARK cuando tiene batería.

Módulos de electrónica

Los sensores te permiten tomar información del mundo físico, para luego tomar acciones y comandar al robot.

Cada sensor posee su encapsulado impreso en 3D y puede conectarse mediante los módulos de construcción de MARK.

El kit incluye 4 tipos de sensores externos al cerebro:

Sensor de Distancia

Cantidad: 1

Sensor: HC-SR04

Este sensor utiliza un emisor y un receptor de ultrasonido para medir la distancia entre el sensor y un objeto.

Sensor de Contraste

Cantidad: 2

Sensor: infrarrojo TCRT5000

Son sensores infrarrojos que emiten una luz que un receptor puede detectar y medir la intensidad de la luz reflejada.

Giróscopo y acelerómetro

Cantidad: 1

Sensor: MPU 6050

Giróscopo y acelerómetro ó IMU (Unidad de Medición Inercial) 
Con ellos podrás medir la velocidad angular y los componentes X, Y y Z de la aceleración. Esto te permite conocer la orientación del cerebro, si se está moviendo y de que manera.

Sensor de Contacto

Cantidad: 1

Sensor: FSM104

Son interruptores que se activan o desactivan si se encuentran en contacto con un objeto.

Módulos de electrónica

Los actuadores son los componentes que te permitirán dar movimiento a tus creaciones.

Cada actuador posee su encapsulado impreso en 3D y puede conectarse mediante los módulos de construcción de MARK.

El kit incluye 3 tipos de actuadores:

Actuador Motor DC

Cantidad: 2

Actuador: 12V 150 RPM

Los motores de corriente continua convierten energía eléctrica en mecánica, a través de un campo magnético. Son uno de los componentes más usados en robótica y te ayudarán a dar movimiento a tus creaciones controlando la velocidad a la que funcionan.

Actuadores Servomotores

Cantidad: 2

Actuador: SG90 180° (5 V)

Son motores especiales, ya que puedes moverlos de manera muy precisa y mantener su posición.

Actuador LED

Cantidad: 1

Actuador: LED

Un diodo emisor de luz que podrás configurar para varios usos.

Módulos de electrónica

Comunicación

Comunicación inalámbrica

Cantidad: 1

Módulo inalámbrico: hc-04

Podrás utilizarlo para programar y controlar a distancia tus robots.

Cables

Con los cables realizarás las conexiones de sensores y actuadores.

Utilizamos conectores estándar, que son utilizados en teléfonos y varios otros kits por su facilidad de uso y confiabilidad.

Cables de 6 hilos con conectores RJ25 de fácil conexión:

  • 3 x 150 mm
  • 3 x 200 mm
  • 3 x 300 mm

Módulos de construcción

Los módulos de construcción permiten crear distintas formas, posicionar y orientar los sensores y actuadores del kit, así podrás crear diversos robots con tan solo unir las piezas con tornillos y tuercas M4 incluidos en el kit.

Están diseñados para ser impresos 3D y se basan en una forma patrón que se repite o se incorpora a los diferentes componentes.

Los pensamos como una forma sencilla de generar estructuras y permitir que las personas puedan diseñar alrededor de la solución sin problemas, tan solo basta con incorporar una forma base para que resulte compatible con las demás piezas del sistema.
Los módulos cuentan con 2 caras:
En una de ellas encontrarás un orificio con una entrada cónica, donde podrás colocar los tornillos.
Mientras que en la opuesta hay orificios con forma hexagonal para colocar tuercas que te permitirán unir fuertemente los componentes del robot.

Los patrones poseen 8 posiciones que te permitirán junto con los tornillos y tuercas fijar las distintas piezas en ángulos de a 45°, para que te sea más sencillo posicionar sensores, actuadores o lo que desees.

Algunos módulos poseen conexiones en su centro.
Su posición fija te permitirá colocarlas solo a intervalos de 90°.

Adaptable

Diseñamos el patrón de los módulos de construcción para que puedan utilizarse con piezas de Lego y Makeblock, en caso que ya tengas alguno de estos kits de robótica.

De todas maneras, es posible hacerlo compatible con otros sistemas constructivos diseñando piezas adaptadoras u otros materiales como cartón o incluso metal haciendo perforaciones de al menos 4 mm.

Piezas de unión

Cantidad: 50

Utilizamos tornillos y tuercas M4, que son muy utilizados y es una medida estándar.

Con ellos podrás unir los módulos de construcción con otras piezas del kit.

Los sensores y actuadores así como cerebro poseen tuercas incorporadas en los encapsulados, para que puedas comenzar a crear tus robots.

Módulos de construcción

Son todas las piezas que permiten generar distintas estructuras para tus creaciones.

Se basan en un patrón que puedes utilizar para crear versiones o diseñar tus propias piezas, utilizando las posibilidades de la impresión 3D.

Módulo básico

Cantidad:

  • 6 x Independientes

Posibilidades de unión

  • Ángulos de a 45° en extremos
  • Conexiones intermedias cada 12 mm 

Módulo 2 patrones

Cantidad:

  • 6 x Independientes

Posibilidades de unión

  • Ángulos de a 45° en extremos

Módulo 3 patrones

Cantidad:

  • 2 x Independientes

Posibilidades de unión

  • Ángulos de a 45° en extremos
  • Zona central invertida (tornillo tuerca)

Módulo 90°

Cantidad:

  • 4 x Independientes

Posibilidades de unión

  • Cambio de dirección 90° entre módulos
  • Ángulos de a 45° en extremos
  • Entradas para tornillo en ambos lados

Módulo 90° EXT

Cantidad:

  • 4 x Independientes

Posibilidades de unión

  • Cambio de dirección 90° entre módulos
  • 1 lado extendido a 1/2 módulo (12 mm)
  • Ángulos de a 45° en extremos
  • Entradas para tornillo en ambos lados

Módulo rueda

Cantidad:

  • 2 x Independientes
  • 2 x Correas de goma
  • 1 x Tornillos M2 x 8 mm (opcional)

Posibilidades de unión

  • Unión a los actuadores “motores”
  • Ángulos de a 45° en zona central
  • Unión en los 3 rayos de las ruedas con tuercas M4

Módulo rueda omni

Cantidad:

  • 1 x Independiente
  • 1 x Pelota de ping pong

Posibilidades de unión

  • Ajuste variable de altura de rueda omni (55 – 80 mm)

Módulos de programación

Programación por bloques

Si no has programado aún un robot, es algo que haremos de a poco.

Nuestra recomendación es comenzar utilizando un software de bloques, que te ayudará a conocer de a poco el código y te permitirá crear robots con facilidad. Para ello utilizamos mBlock, un software Open Source que podrás utilizar con MARK.

IDE de arduino

Pero si ya sabes algo de programación con Arduino, no dudes en usar el Arduino IDE

Primero configuraremos mBlock (de la empresa MakeBlock) para utilizar los bloques de MARK
Sigue estos pasos para hacerlo…

  1. Primero descarga el software mBlock e instalalo en tu sistema

Mblock
MakeBlock

Elije tu sistema operativo

Win7 y superior

Mblock 3.4.12

  1. Luego deberás abrir el programa y selecciona el idioma de tu preferencia
    Usaremos español durante esta guía.
  2. Ahora ve a Editar / Modo Arduino
    En éste modo podrás utilizar los bloques y en la derecha verás inmediatamente los cambios que este realiza en la programación.
  3. Seleccionar en Placas / Arduino UNO
  1. Instalaremos la paleta de bloques de MARK.
    Ve a Extensiones / Administrar extensiones.
    Allí encontrarás un archivos “MARK extension”, presiona descargar para instalarla
  2. En la pestaña programas podrás ver una sección llamada “robots” y encontrarás los bloques de MARK en la zona inferior.

Listo !!

Ahora conoces los distintos módulos de MARK!!

Crear nuestro primer robot