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Grupo Educativo INGEBOTS Nivel Midle – EV3 ROBÓTICA LEGO EV3 1. El Robot Lego EV3

Lego EV3 es el robot de 3ª generación de la línea de robótica de Lego. Es el sucesor de Lego MindStorms NXT 2.0 y salió al mercado en agosto de 2013. El kit de Lego EV3 recomendado para enseñar y aprender robótica escolar es el 45544 Lego Mindstorms Education EV3 Core Set. Mediante su uso el alumnado puede construir, programar y testear sus propias soluciones en la vida real de la tecnología robótica.

Este kit contiene el bloque o brick inteligente EV3. Se trata de un pequeño y potente ordenador que permite el control de los motores y captar la información de los sensores. Este bloque admite la comunicación con el ordenador por cable USB, Bluetooth o WIFI (con un dongle wifi de la marca NetGear WNA1110 Wireless-N 150). De esta forma desde el ordenador se puede crear y ejecutar un programa de control del robot. El kit viene en una caja de plástico para el almacenamiento más seguro de las piezas de construcción y también con una bandeja para guardarlas clasificadas facilitando su empleo en la clase. Además de las piezas de construcción el kit contiene:

1 Móvil: 964119878 Email: [email protected] / www.ingebots.com

Grupo Educativo INGEBOTS Nivel Midle – EV3           

Bloque o brick inteligente Dos motores servo llamados motores grandes. Un motor normal llamado motor mediano. Sensor ultrasónico para detectar distancias y presencia. Sensor de rotación Sensor de color y luminosidad Dos sensores táctiles Cables de conexión Batería de ionLitio recargable. Ruedas y rueda-bola. Manual de instrucciones de construcción del robot Educator

1.1. ¿Qué es un robot? Un robot es un sistema eléctrico y mecánico que dispone de una unidad de control donde mediante programación puede ejecutar distintos movimientos con intención de realizar una tarea. Un robot consta de 6 sistemas interconectados:      

Esqueleto o Chasis (estructura) Mecanismos Móviles y Motor (movimiento) Sensores (percepción) Unidad de control (procesamiento) Conectores (comunicación) Fuente de Alimentación (energía).

.2. Componentes de Lego EV3

2 Móvil: 964119878 Email: [email protected] / www.ingebots.com

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Los componentes electrónicos de Lego EV3 son:  Bloque EV3. Es el brick o bloque que funciona como unidad de control y central eléctrica del robot. Este bloque lleva una batería recargable como fuente de alimentación.  Motores grandes. Son dos servomotores que permiten programar desplazamientos precisos y potentes.  Motor mediano. Es el motor que se suele utilizar para mover partes del robot.  Sensor ultrasónico. Utiliza ondas de sonido reflejadas para medir la distancia y la presencia de obstáculos.  Sensor de color. Reconocer siete colores diferentes y mide la intensidad de luz.  Girosensor. Mide el ángulo que gira el robot respecto a una orientación inicial.  Sensores táctiles. Identifica tres condiciones: tocado, en contacto y lanzado. .3. Motores 

Motor Grande

3 Móvil: 964119878 Email: [email protected] / www.ingebots.com

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Es un servomotor, es decir, un motor inteligente potente que funciona a 160170 rpm. Dispone de un sensor de rotación incorporado con resolución de 1 grado para un control preciso. El motor grande se ha optimizado para ser la base de propulsión del robot diseñado. 

Motor Mediano

Es un motor más pequeño y ligero que el motor grande. Por este motivo puede responder más rápidamente que el motor grande. Funciona a 240-250 rpm. Se puede programar para encenderse y apagarse, controlar su nivel de energía o funcionar durante una cantidad de tiempo o de rotaciones especificada. El motor mediano se suele aplicar a los movimientos de partes del robot en lugar de su desplazamiento.

.4. Sensores El Lego EV3 dispone de distintos tipos de sensor que captan información del exterior y la envían a la unidad de control para su procesamiento.

4 Móvil: 964119878 Email: [email protected] / www.ingebots.com

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A continuación, se citan los distintos tipos de sensor de Lego EV3 Education: 

Sensor ultrasónico

Características  El sensor ultrasónico es un sensor digital que puede medir la distancia a un objeto que se encuentra frente a él.  Envía ondas de sonido de alta frecuencia y mide cuánto tarda el sonido en reflejarse de vuelta al sensor. La frecuencia de sonido es demasiado alta para ser percibida por el oído humano.  La distancia a un objeto se mide en pulgadas o centímetros.  La distancia detectable oscila entre 3 y 250 centímetros.  El sensor admite dos modos: Medida (la luz permanece encendida alrededor de los ojos del sensor) y Presencia (la luz parpadea). En el modo Presencia no emite ultrasonidos si no que sólo los recibe de otro. Este modo se utiliza para buscar una presencia de otro sensor ultrasónico. Aplicaciones 5 Móvil: 964119878 Email: [email protected] / www.ingebots.com

Grupo Educativo INGEBOTS Nivel Midle – EV3  Programar un robot para que se detenga a una distancia determinada de una pared.  Ayudar al robot para que esquive obstáculos.  Seguir a un objeto móvil.  Detectar un robot intruso en la sala.  Emitir un sonido "ping" con volumen en aumento en función de la proximidad. 

Sensor de color

Características y aplicaciones  El sensor de color es un sensor digital que puede detectar el color o la intensidad de la luz que entra por la pequeña ventana de la cara del sensor.  Dispone de 3 modos:



o

Modo color. Reconoce 7 colores: negro, azul, verde, amarillo, rojo, blanco y sin color. Se aplica para programar una clasificación de objetos de colores o para detenerse cuando detecta el color rojo.

o

Modo intensidad de luz reflejada. Mide la intensidad de la luz reflejada que emite su lámpara emisora de luz color rojo. El sensor utiliza la escala de 0 (muy oscuro) a 100 (muy luminoso). Es importante que el sensor se sostenga en ángulo recto cerca de la superficie que se examina, pero sin tocarla. Esto permite programar un robot para moverse sobre una superficie blanca hasta detectar una línea oscura o para interpretar una tarjeta con código de color.

o

Modo intensidad de luz ambiental. Mide la intensidad de luz que entra por su ventana procedente de su entorno, como por ejemplo luz solar o el haz de una linterna. Devuelve un valor de 0 (muy oscuro) hasta de 100 (muy luminoso). De esta forma es posible programar que un robot emita una alarma al salir el sol por la mañana o para detenerse si las luces se apagan.

Girosensor

6 Móvil: 964119878 Email: [email protected] / www.ingebots.com

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Características  El girosensor es un sensor digital que detecta el movimiento de rotación en un eje simple.  Si gira en la dirección que se indican en las flechas que se encuentran en la carcasa del sensor, entonces detectará la razón de rotación en grados por segundo.  Puede medir como máximo una razón de 440 grados por segundo.  Registra el ángulo de rotación en grados. Se considera positivo el giro de las agujas del reloj y negativo el contrario.  Es importante que el girosensor permanezca totalmente estático cuando se conecta al bloque EV3.

Aplicaciones  Se puede utilizar la razón de rotación para detectar si gira una parte del robot o bien el robot se cae.  Permite programar giros con bastante exactitud.

7 Móvil: 964119878 Email: [email protected] / www.ingebots.com

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Sensor táctil

Características  El sensor táctil es un sensor analógico que puede detectar el momento en que se presiona o se suelta el botón rojo del sensor.  Puede programarse para disparar una acción en cualquiera de los 3 estados: presionado, lanzado o en contacto (tanto en estado presionado o lanzado). Aplicaciones  Se puede utilizar para programar una acción del robot cuando algo toca el sensor (presionado).  Otra posibilidad es programar esa acción cuando algo deja de presionar y suelta el sensor (lanzado).  Un robot de pelea puede programarse para continuar empujando hacia delante en dirección a su oponente hasta que se retire. Ese par de acciones que registra (presionado y lanzado) constituye el estado "en contacto". 

Otros Sensores

Sensor de infrarrojos

Transceptor infrarrojo remoto

Sensor de temperatura

Los sensores que se citan a continuación NO se incluyen en el kit básico de Lego EV3 Education:  Sensor de infrarrojos. Es un sensor digital que detecta luz infrarroja reflejada por objetos macizos. Este sensor se puede utilizar en 3 modos: proximidad (utiliza la onda de luz reflejada para calcular la distancia 8 Móvil: 964119878 Email: [email protected] / www.ingebots.com

Grupo Educativo INGEBOTS Nivel Midle – EV3 a un objeto siendo 0 muy cerca y 100 muy lejos sin especificar los cm o pulgadas), baliza (sintoniza en uno de los 4 canales elegidos con el transceptor de infrarrojos remoto y de esta forma detecta la señal del mismo) y remoto.  Transceptor infrarrojo remoto. Es un dispositivo independiente que lleva 2 pilas alcalinas AAA. Para encenderlo se presiona el botón grande y se ilumina su led verde. Esta luz indica que el dispositivo está activo y que transmite continuamente. Este mando se utiliza como control remoto del robot siempre y cuando el robot tenga instalado el sensor de infrarrojos en modo remoto.  Sensor de temperatura. Es un sensor digital que mide la temperatura en la punta de su extremo metálico. Mide en grados Celsius (de -20 ºC a 120 ºC) o bien Fahrenheit (de -4 ºF a 248 ºF) con una precisión de 0,1 ºC. Permite aplicar el uso de robots a experimentos donde se recojan datos relacionados con el calor. .5. El bloque EV3

El brick o bloque EV3 es la unidad de control y alimentación eléctrica de motores y sensores del robot. Se conecta con el ordenador (vía USB, Bluetooth o WIFI) para recibir y ejecutar los programas de control. Esta unidad consta de 2 partes diferenciadas:  

Pantalla. Muestra información de lo que sucede en el interior del bloque. También puede mostrar textos, números o gráficas si así se programa. Botones. Permiten explorar la interfaz del bloque EV3, ejecutar el programa almacenado en el bloque o incluso ejecutar la acción prevista para cada botón del bloque en el programa implementado.

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Grupo Educativo INGEBOTS Nivel Midle – EV3 Las características técnicas más destacadas del bloque EV3 son:         

Sistema operativo LINUX Procesador ARM9 de 300 Mhz Memoria RAM: 64 MB Memoria Flash: 16 MB Resolución de pantalla: 178x128 en blanco y negro Comunicación USB 2.0 Tarjeta microSD hasta 32 GB máx. Puertos conectores RJ12 de los sensores y motores Alimentación de 6 pilas alcalinas AA o batería ionLitio recargable.

.5.1.

Estados del bloque

El estado del bloque en cada momento se representa por el color y parpadeo de la luz que rodea a los botones: Color

.5.2.

Estado

Rojo

Iniciando, apagando y actualizando

Rojo parpadeo

Ocupado

Naranja

Alerta

Verde

Listo

Verde parpadeo

Ejecutando programa

Batería del bloque

El bloque EV3 puede utilizar 6 pilas AA alcalinas o la batería recargable. La opción más económica a medio plazo es la batería recargable que puede recargarse mientras está incorporada en el brick sin ser necesario desmontar el robot para cambiar las baterías.

10 Móvil: 964119878 Email: [email protected] / www.ingebots.com

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Para cargar la batería ...      .5.3.

Enchufa la batería sin carga a la toma de pared. Se encenderá una luz indicadora de color rojo. Al terminarse la carga la luz roja se apagará y se mostrará una luz verde. El proceso de carga dura entre 3 y 4 horas. Se recomienda cargar completamente la batería al utilizarla por primera vez. Encender/apagar el bloque

Para encender el bloque EV3:   

Presionar el botón del centro. La luz de estado del bloque EV3 se encenderá en color rojo mostrándose la pantalla de inicio: Mindstorms Starting ... Al cabo de unos instantes la luz de estado cambiará a verde y el bloque EV3 estará listo.

Para apagar el bloque EV3:    

Presionar el botón Atrás hasta que se muestre la pantalla de de apagado. Es el botón situado en la esquina inferior izquierda de la pantalla separado del resto de botones. Observa que la opción Cancelar X está seleccionada por defecto. Pulsa sobre el botón Derecha para seleccionar la marca de verificación de Aceptar A continuación, presiona el botón Centro para aceptar y apagar el dispositivo.

11 Móvil: 964119878 Email: [email protected] / www.ingebots.com

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Para reiniciar el bloque EV3: En ocasiones el bloque EV3 puede dejar de funcionar y bloquearse. Para reiniciarlo ...    .5.4.

Mantener presionados a la vez durante unos instantes los botones AtrásCentro-Izquierda Liberar el botón Atrás cuando la pantalla se quede en blanco. Soltar los otros botones cuando se muestre el mensaje "Starting ..." Conexiones del bloque

El bloque EV3 es el cerebro del robot ya que ejecuta los programas y controla el resto de componentes electrónicos. Estos elementos se conectan al bloque en los puertos situados en su parte delantera y trasera utilizando los cables conectores negros planos. El brick EV3 dispone de 4 puertos de entrada numerados del 1 al 4 donde se conectan los sensores.

Si el bloque está conectado al ordenador, el software EV3 detecta automáticamente qué tipo de sensor está conectado a cada puerto. Sin embargo, si el bloque no está conectado, el software EV3 asignará por defecto cada tipo de sensor a un puerto concreto: 

Puerto 1: Sensor táctil.



Puerto 2: Girosensor/Sensor de temperatura.

12 Móvil: 964119878 Email: [email protected] / www.ingebots.com

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Puerto 3: Sensor de color



Puerto 4: Sensor ultrasónico/Sensor infrarrojo.

En el extremo opuesto del bloque EV3 se ofrecen los 4 puertos de salida etiquetados como A, B, C y D donde se conectan los motores.

Si el bloque está conectado al ordenador, el software EV3 detecta automáticamente qué tipo de motor está conectado a cada puerto. Sin embargo, si el bloque no está conectado, el software EV3 asignará por defecto cada tipo de motor a un puerto concreto: 

Puerto A: Motor mediano.



Puertos B y C: Dos motores grandes.



Puerto D: Motor grande.

.6. Construcción de modelos Con las piezas de construcción del set principal de "Lego EV3 Educación" es posible crear el esqueleto o chasis de distintos modelos de robots: GyroBoy, Perro Puppy, Seleccionador de Color, Brazo de Robot H25, etc.

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A continuación, se proporcionan los documentos PDF con las instrucciones de construcción de algunos de estos modelos: 

GyroBoy



Perro Puppy



Seleccionador de Color



Brazo de Robot H25 Sin embargo, para iniciarse en el aprendizaje de la programación con el kit Lego EV3 Education se recomienda la construcción y uso del vehículo Educator. En este taller es el modelo que se utilizará.

14 Móvil: 964119878 Email: [email protected] / www.ingebots.com

Grupo Educativo INGEBOTS Nivel Midle – EV3 En los siguientes tutoriales (PDF) se detallan las instrucciones para construir la base móvil y sus complementos: 

Cuboide



Base motriz



Sensor ultrasónico



Sensor de color



Girosensor



Brazo con motor mediano



Sensor táctil

.7. La interfaz del bloque EV3 El bloque EV3 es el centro de control que dota de vida al robot. Utilizando la pantalla y los botones que tiene este bloque es posible interactuar con su interfaz para realizar distintas tareas. El menú principal consta de 4 pestañas:



Ejecutar reciente.

 Desde esta pantalla es posible ejecutar un programa almacenado en el brick.  El programa ejecutado más recientemente está situado en la parte superior de esta lista y está seleccionado por defecto.  Esta pantalla inicialmente estará en blanco hasta que no se comience a ejecutar programas.  Para ejecutar un programa basta seleccionarlo en este listado usando los botones Arriba/Abajo del brick y luego pulsar en el botón Centro. 15 Móvil: 964119878 Email: [email protected] / www.ingebots.com

Grupo Educativo INGEBOTS Nivel Midle – EV3 

Navegación por archivos.

 En esta pestaña o pantalla se accederá a todos los archivos almacenados en el brick EV3 incluyendo los archivos almacenados en la tarjeta SD insertada (si la hubiera).  Los archivos se organizan en carpetas de proyecto. Es decir: cada proyecto tendrá su propia carpeta. Dentro de ella se encuentra el programa, así como los audios e imágenes utilizados.  Para eliminar una carpeta seleccionada pulsar el botón Centro para a continuación seleccionar la opción Papelera, elegir la casilla de verificación Aceptar y pulsar de nuevo el botón Centro para confirmar la operación de borrado.  Los programas creados con la interfaz del bloque se almacenan dentro de la carpeta BrkProg_SAVE y las aplicaciones de Registro de Datos en la carpeta BrkDL_SAVE.



Aplicaciones. El bloque EV3 incluye 5 aplicaciones preinstaladas y listas para usar. 1. Port View (Vista de Puertos) Esta aplicación permite ver qué sensores o motores están conectados al bloque. Si utilizas los botones del bloque EV3 podrás desplazarte de un puerto a otro y ver las lecturas que devuelve cada sensor o motor conectado. Presionando en el botón Centro se pueden cambiar los ajustes de cada dispositivo conectado. Si pulsas en el botón Atrás regresas a la pantalla de aplicaciones.

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2. Motor Control (Control de motores) Usando esta aplicación se puede testear el movimiento de avance y retroceso de cualquier motor conectado a uno de los puertos de salida del bloque. Ofrece dos modos de funcionamiento que se alternan pulsando en el botón Centro: 

Modo A+D: el motor A se controla con los botones Arriba-Abajo y el motor D con los botones Izquierda-Abajo del brick.



Modo B+C: el motor B se controla con los botones Arriba-Abajo y el motor C con los botones Izquierda-Abajo.

3. IR Control (Control de Infrarrojo) Esta aplicación permite controlar el movimiento de avance y retroceso de cualquier motor conectado a uno de los cuatro puertos de salida utilizando el transceptor remoto de infrarrojos teniendo conectado el sensor de infrarrojos como receptor en el puerto de entrada 4 del bloque.

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4. Brick Program (Programa del Bloque) Es una aplicación que permite crear programas básicos. Se analiza con más detalle en el siguiente apartado.

5. Brick Datalog (Registro de datos del Bloque) Gracias a esta aplicación es posible registrar los datos detectados por un sensor o motor conectado al bloque EV3. En el caso de los motores sería la lectura realizada por el sensor de rotación incorporado. Se genera un gráfico con los resultados de la lectura. A la derecha se muestra la lectura actual, duración, lectura más alta, lectura más baja y promedio. Debajo se ofrece el puerto desde el que se está realizando la lectura y éste se puede cambiar si se selecciona en pantalla y a continuación se utilizan los botones Izquierda/Derecha del bloque. Otra posibilidad es seleccionar en pantalla el icono de Ajuste de Registro para definir en Rate la frecuencia de muestreo (cada cuánto tiempo se tomará la medida) o bien en Sensor Setup (el sensor a registrar). También es posible guardar estos datos numéricos en un archivo de texto que se guardará en la carpeta BrkDL_SAVE.

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

Brick Program. El bloque EV3 incluye en su interfaz una aplicación para crear programas de control de forma similar al software EV3. Crear programa 1. Abre la aplicación en el bloque EV3 2. En la pantalla de inicio se muestra un bloque de inicio y un bloque de bucle que están conectados mediante un cable de secuencia. La línea vertical punteada señala que el espacio intermedio está seleccionado y pulsando el botón Arriba se pueden agregar más bloques al programa en esta posición.

3. Pulsa en el botón Arriba para acceder a la Paleta de Bloques. 4. Utiliza los botones Izquierda-Derecha-Arriba-Abajo del bloque para navegar por este panel. Este panel ofrece 6 bloques de Acción y 11 bloques de Esperar (se identifican por llevan un icono de reloj de arena en su esquina superior derecha).

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5. Selecciona el bloque Mover en dirección y pulsa en el botón Centro. Este bloque arranca los motores de los puertos B y C.

6. De regreso al programa observa que el bloque elegido está seleccionado. Si pulsas en el botón Centro del brick podrás acceder a configurar la dirección del movimiento. En este caso puedes utilizar los botones Arriba/Abajo para modificar la dirección del desplazamiento.

7. Utiliza los botones Izquierda/Derecha para situarse en el espacio intermedio entre el bloque de movimiento y el bloque de bucle situado al final. Pulsa de nuevo el botón Arriba para situar otro bloque en ese punto. 8. Selecciona el bloque Esperar y pulsa en el botón Centro. De regreso al programa aparece este bloque. De esta forma los motores permanecerán encendidos durante unos segundos. Si no situamos este bloque se alcanza el final del programa y los motores apenas tienen tiempo de actuar.

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Grupo Educativo INGEBOTS Nivel Midle – EV3 9. Pulsa el botón Centro para configurar la duración de la espera utilizando los botones Arriba/Abajo. Eliminar un bloque 1. Seleccionar el bloque deseado y pulsa en el botón Arriba. 2. En el panel de bloques elige la opción Papelera y pulsa en el botón Centro.

Ejecutar un programa 1. Desde la página del programa utiliza el botón Izquierda del brick para seleccionar el bloque Inicio 2. Pulsa el botón Centro para que se inicie el programa, 3. Para ejecutar el programa N veces seguidas selecciona el bloque Bucle situado al final y pulsa el botón Centro. Con los botones de Arriba/Abajo se podrá configurar el número de veces

Guardar/abrir un programa 1. Pulsa reiteradamente botones Abrir/Guardar.

el

botón Izquierda para

situarse

en

los

2. Selecciona el botón Guardar. 3. Introduce el nombre del programa usando el teclado virtual 4. Elige en la pantalla el botón Aceptar y pulsa el botón Centro del brick. El programa se guarda en la carpeta BrkProg_SAVE. 5. Para recuperar un programa elige la opción Abrir a la izquierda de la secuencia del programa y pulsa en el botón Centro.

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Grupo Educativo INGEBOTS Nivel Midle – EV3 6. Elige el nombre del programa en el listado y pulsa en el botón Centro para abrirlo.



Ajustes. En la pestaña de Ajustes se pueden consultar y configurar los parámetros generales de funcionamiento del brick EV3.



Volumen. Permite ajustar el volumen del sonido del altavoz que tiene bloque EV3. Para modificar el volumen selecciona esta opción y pulsa botón Centro. Utiliza los botones Izquierda/Derecha para ajustar porcentaje del 0% al 100%. Para terminar, pulsar de nuevo en botón Centro.



Sleep. Se utiliza para modificar la cantidad de tiempo de inactividad que debe transcurrir antes de que el bloque EV3 adquiera el modo de suspensión de ahorro energético. Para entrar a modificarlo pulsa en el botón Centro. Utiliza los botones Izquierda/Derecha para establecer desde 2 minutos a Nunca. Para confirmar volver a pulsar el botón Centro.



Bluetooth. Desde esta sección se puede activar el BT, conectar con otros dispositivos, consultar los dispositivos conectados o bien la visibilidad.



WIFI. Esta opción permite conectar el brick a la WIFI. Esto sólo funciona si se inserta en el bloque un dongle USB de la marca NetGear y el modelo WNA1110 Wireless-N 150.



Brick Info. Ofrece información técnica del bloque EV3: versión del hardware, firmware, sistema operativo linux, memoria disponible, etc.

el el el el

2. El software Lego EV3 El software Lego EV3 se instala en un ordenador Windows o Mac y se utiliza para escribir programas, enviarlos al robot EV3 y ejecutarlos en él. Es una 22 Móvil: 964119878 Email: [email protected] / www.ingebots.com

Grupo Educativo INGEBOTS Nivel Midle – EV3 herramienta que facilita la introducción visual e intuitiva a la programación. Propone un catálogo de bloques que se van situando en una secuencia lineal a la vez que se configuran sus parámetros de comportamiento. Está orientado a la elaboración de proyectos *.EV3 dentro de los cuales es posible organizar distintos programas, incorporar recursos multimedia (imágenes, audios, vídeos, etc) a través del editor de contenidos, añadir comentarios y textos anexos, etc.

.1. Requisitos del Ordenador Los requisitos mínimos del ordenador para instalar el software de Lego EV3 son: 

Sistema operativo: Windows XP, Vista, Windows 7 y Windows 8 o bien Mac 10.6, 10.7 y 10.8



Software instalado: Silverlight 5.0 y Microsoft Dot Net 4.0



Hardware: 2 GB de RAM, procesador de 1,5 GHz, 2 GB de espacio libre en disco duro, resolución de pantalla de 1024x600 y puerto USB 2.0

El software de Lego EV3 NO funciona en tabletas y puede comportarse de forma ralentizada en ordenadores notebook que dispongan sólo de 1 GB de RAM. .2. Conseguir el software Lego EV3 Junto con el kit Lego EV3 Education se proporciona la versión del software de programación específico para este pack. Para Windows es un archivo instalador EXE cuyo nombre es del tipo: LMEEV3-WIN32-ES-01-01-full-setup.exe. Para Mac es un archivo instalador DMG cuyo nombre es similar a: LME-EV3-OSX-ES-01-01-full-setup.dmg.

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Grupo Educativo INGEBOTS Nivel Midle – EV3 En la dirección http://www.lego.com/eses/mindstorms/downloads/download-software se puede obtener la versión Home o Retail del programa para Windows o para Mac. Sin embargo, esta versión NO contempla los bloques de programación para el sensor ultrasónico ni el girosensor porque no vienen incluidos en este tipo de kit de Lego EV3. Por el contrario, reconoce bloque de programación para el sensor de infrarrojos porque éste sí se encuentra incluido en el kit no educativo.

Instalar el software Lego EV3 En ambos casos basta con ejecutar el archivo correspondiente del instalador y seguir las instrucciones del asistente hasta completar la tarea. La versión educativa del software contempla la elección del tipo de instalación: profesores y estudiantes. La edición para profesorado dispone de información y recursos adicionales, así como prestaciones extendidas en el Editor de contenidos. Inicio del software Lego EV3 Desde el Escritorio de Windows elige botón Inicio > Todos los programas > LEGO MINDSTORMS Education EV3 > LEGO MINDSTORMS Education EV3. Otra posibilidad es crear un icono de acceso directo en el Escritorio para facilitar el inicio del programa haciendo un doble clic sobre el mismo. Desde el Escritorio de Mac elige LaunchPad Education EV3

> LEGO

MINDSTORMS

.3. El entorno del programa

24 Móvil: 964119878 Email: [email protected] / www.ingebots.com

Grupo Educativo INGEBOTS Nivel Midle – EV3 Al iniciar el software de Lego EV3 se mostrará la página de inicio desde la cual es posible acceder a la programación y a todos los recursos digitales necesarios.

1. Pestaña Página de Inicio. Al pulsar en este botón siempre se podrá regresar a la página de inicio. 2. Descripción general de la actividad. En este panel se mostrarán los contenidos elegidos en la columna lateral izquierda: 

Set principal del modelo. Muestra las instrucciones para construir los distintos modelos de robots: Gyroboy, etc.



Inicio rápido. Contiene recursos de introducción a la programa y uso del bloque EV3 en formato de texto y vídeo.



Archivo. Es el administrador de archivos desde donde se puede comenzar un nuevo proyecto o abrir uno existente.



Robot Educador. Incluye tutoriales paso a paso donde se explica cómo utilizar el hardware o el software de EV3.

3. Botón Ver. Al pulsar en este botón podrás regresar al panel de Descripción general de actividad. 4. Botón Buscar. Facilita la búsqueda de proyectos específicos mediante distintas opciones de filtrado.

con

contenidos

5. Botón Ir a Lego Mindstorms Education. Es un vínculo al sitio web oficial.

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.3.1.

Crear nuevo proyecto

La programación en Lego EV3 está orientada al diseño de proyectos. Esto significa que todos los programas, experimentos, imágenes, sonidos, vídeos, instrucciones, etc se organizarán dentro de un proyecto y todo ello se almacenará automáticamente en una carpeta de proyecto. De esta forma se facilita el uso compartido con otras personas. Un proyecto puede contener uno o varios programas. Toda la información de un proyecto se guarda en un archivo específico de extensión *.EV3. Crear un nuevo proyecto Para crear un nuevo proyecto sigue uno de estos procedimientos alternativos: 

Desde la barra de menús Archivo > Nuevo proyecto > Programa.



Desde la página de inicio en la columna lateral izquierda elige Archivo > Nuevo proyecto > Programa > Abrir



Desde la página de inicio haz clic en la pestaña + (Agregar proyecto) situada a la derecha del botón de inicio

Tras la creación de un nuevo proyecto se mostrará su pestaña Proyecto * y dentro de ella (en la línea inferior) los distintos programas que puede incluir: Program. 26 Móvil: 964119878 Email: [email protected] / www.ingebots.com

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Guardar proyecto Para guardar un proyecto: 1. Desde la barra de menús elige Archivo > Guardar proyecto como ... 2. Selecciona la carpeta destino e introduce el nombre del proyecto 3. Clic en el botón Aceptar. Cerrar proyecto Para cerrar un proyecto: 

Clic en el botón X que se muestra a la derecha del nombre del proyecto en la pestaña.



O bien en la barra de menús elegir Archivo > Cerrar proyecto.

Abrir un proyecto Para abrir un proyecto existente ... 1. Desde la barra de menús elige Archivo > Abrir proyecto ... 2. Navega hasta seleccionar el archivo deseado *.ev3 3. Clic en el botón Abrir.

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.3.2.

Propiedades del proyecto

Para acceder a las propiedades del proyecto actual: 1. Clic en la pestaña que muestra el icono de llave inglesa en el extremo izquierdo de la barra de programas y experimentos que forman ese proyecto.

En la página de Propiedades del proyecto se muestra: 1. Descripción del proyecto. Permite asignar un nombre al proyecto, una descripción textual e insertar imágenes y vídeos que se asociarán a la vista previa del proyecto en la página de inicio. 2. Vista general del contenido del proyecto. En este panel se mostrarán todos los recursos que incluye el proyecto: programas, experimentos, imágenes, sonidos, mis bloques, etc 3. Modo Daisy Chain. Si se activa este modo entonces se pueden programar hasta 4 bloques EV3.

.3.3.

El editor de programas El editor de programas para EV3 consta de las siguientes partes:

28 Móvil: 964119878 Email: [email protected] / www.ingebots.com

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1. Área de diseño del programa. En este panel se sitúan los bloques para crear la secuencia de programación. 2. Paleta de programación. Contiene los bloques que se utilizarán para el diseño del programa organizados en categorías. 3. Panel de Hardware. Permite establecer la conexión con el bloque EV3, comprobar los sensores y motores conectados y en qué puertos, consultar la versión del firmware instalado en el bloque, actualizarlo, enviar el programa diseñado al bloque para su ejecución, etc. 4. Editor de contenidos. Es un cuaderno digital adicional que se utiliza para documentar el proyecto usando textos, audios, vídeos, etc. 5. Barra de herramientas de programación. Incluye las herramientas básicas para editar el programa: guardar, zoom, deshacer/rehacer, etc.

.3.4.

Paleta de bloques Los bloques que se utilizan en la programación del robot se encuentran situados en la parte inferior del Área de documento de programación. Basta con arrastrar y colocar un bloque desde esta parte inferior al área de documento de programación. Según su tipo y naturaleza estos bloques se organizan en paletas o categorías identificadas por un color característico. Bloques de acción (verde)

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Grupo Educativo INGEBOTS Nivel Midle – EV3 

Motor mediano



Motor grande



Mover en la dirección



Mover tanque



Pantalla



Sonido



Luz de estado del bloque

Bloques de flujo (naranja) 

Iniciar



Esperar ...



Bucle



Interruptor



Interrumpir bucle

Bloques de sensores (amarillo) 

Botones del bloque



Sensor de color



Girosensor

30 Móvil: 964119878 Email: [email protected] / www.ingebots.com

Grupo Educativo INGEBOTS Nivel Midle – EV3 

Sensor infrarrojo



Rotación del motor



Sensor de temperatura



Temporizador



Sensor táctil



Sensor ultrasónico



Medidor de energía



Sensor de sonido NXT

Bloques de datos (rojo) 

Variable



Constante



Operaciones secuenciales



Operaciones lógicas



Matemática



Redondear



Comparar



Alcance



Texto



Aleatorio

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Grupo Educativo INGEBOTS Nivel Midle – EV3

Bloques avanzados (azul marino) 

Acceso al archivo



Registro de datos



Mandar mensaje



Conexión Bluetooth



Mantener activo



Valor del sensor sin procesar



Motor sin regular



Invertir el motor



Detener el programa

Mis bloques (azul turquesa) Permite convertir una secuencia de bloques en un bloque personalizado que se reutiliza con frecuencia en otros programas.

.4. Conectar al bloque EV3 El bloque EV3 se puede conectar con el ordenador que contiene el software Lego EV3 mediante 3 formas distintas: 

Cable USB

32 Móvil: 964119878 Email: [email protected] / www.ingebots.com

Grupo Educativo INGEBOTS Nivel Midle – EV3 

Bluetooth



WIFI

Una vez que se ha establecido la conexión del ordenador con el bloque mediante cualquiera de los 3 procedimientos descritos (cable USB, Bluetooth o WIFI), se pueden realizar distintas tareas sobre el brick conectado desde el panel Hardware situado en la esquina inferior derecha del software Lego EV3.

.4.1.

Conexión cable USB Para conectar el bloque mediante un cable USB: 1. Conecta el extremo miniUSB al puerto para PC del bloque EV3 situado junto al puerto D. 2. El otro extremo del cable USB se conecta al ordenador. 3. En la pestaña Bloques EV3 disponibles del panel de Hardware se mostrará automáticamente el bloque conectado por USB al ordenador.

Nota: 

.4.2.

Se puede mantener el cable conectado al bloque durante la ejecución del programa o bien enviar el programa diseñado al brick y luego retirar el cable para ejecutarlo.

Conexión Bluetooth

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Grupo Educativo INGEBOTS Nivel Midle – EV3 El ordenador debe disponer de funcionalidad de Bluetooth o bien necesitará un conector USB para Bluetooth. Los pasos para establecer la conexión BT son: 1. Activar la funcionalidad BlueTooth en el bloque EV3 en la pantalla de Ajustes. 2. Desde el panel de Hardware del software de Lego EV3 haz clic en la pestaña Bloques EV3 disponibles.

3. Si el bloque EV3 aún no aparece en la lista de dispositivos detectados haz clic en el botón Actualizar para localizar el bloque EV3 y seleccionar la casilla de verificación Bluetooth que aparecerá. 4. En el bloque EV3 acepta la conexión BT de forma manual, introduce la clave de paso y presiona el botón Centro para aceptar. El valor de la contraseña suele ser 1234. Repite estos pasos en el software de Lego EV3 para completar la conexión entre ambos dispositivos. 5. Cuando se ha establecido conexión se mostrará un símbolo "" en la parte superior izquierda de la pantalla del bloque EV3 que confirma la conexión. En el panel de Hardware del software Lego EV3 también se mostrará la conexión.

6. Para desconectar el brick sólo es necesario seleccionarlo en este panel y pulsar en el botón rojo Desconectar. .4.3.

Conexión WIFI El requisito previo para conectar el brick EV3 a la red inalámbrica es disponer de un dongle USB para WIFI. El bloque EV3 no dispone de WIFI integrada y el dispositivo USB para WIFI no se incluye en el kit de robótica original. Es necesario comprarlo aparte. De momento Lego EV3 sólo reconoce la marca NetGear y el modelo WNA1110 Wireless-N 150.

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Grupo Educativo INGEBOTS Nivel Midle – EV3 1. Inserta este conector USB para WIFI en la ranura USB del brick de Lego EV3.

2. En el bloque accede a la página de Ajustes y dentro de ella activa la conexión WIFI. 3. Introduce el nombre y contraseña de la red inalámbrica para conectar el bloque. 4. Si la conexión ha tenido éxito se mostrará un icono de WIFI en la esquina superior izquierda de la pantalla del bloque EV3. 5. Desde el panel de Hardware del software de Lego EV3 haz clic en la pestaña Bloques EV3 disponibles. 6. Si el bloque EV3 aún no aparece en la lista de dispositivos detectados haz clic en el botón Actualizar para localizar el bloque EV3 y seleccionar la casilla de verificación WIFI que aparecerá. 7. En el panel de Hardware del software Lego EV3 también se mostrará la conexión. .4.4.

Información del bloque Una vez conectado el bloque al ordenador se puede disponer de información del mismo: 1. Localiza el panel Hardware situado en la esquina inferior derecha del software Lego EV3 2. Clic en la pestaña Información del Bloque EV3. 3. Se muestra información del bloque conectado como el nombre, el nivel de la batería, la versión del firmware, el tipo de conexión con el ordenador y la barra de memoria ocupada/libre del bloque. 4. Además, ofrece botones de acceso a la herramienta Explorador de memoria y Configuración de red inalámbrica.

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.4.5.

Vista de puertos Una vez conectado el bloque al ordenador también es posible acceder a información sobre los sensores y motores conectados al bloque EV3 y los valores que registran en tiempo real. 1. Localiza el panel Hardware situado en la esquina inferior derecha del software Lego EV3 2. Clic en la pestaña Vista del puerto. 3. Se muestran los puertos de entrada y salida del bloque conectado, así como los calores que registra en tiempo real.

.4.6.

Descarga y ejecución A la derecha del panel de Hardware donde se muestra información sobre el bloque EV3 conectado, se ofrecen 3 botones que permiten trabajar con el bloque:

1. Descargar. Permite descargar el programa al bloque EV3. A continuación se puede desconectar el cable del ordenador y ejecutar el programa desde el bloque. Se accedería al programa para ejecutarlo en la pantalla de Archivos. 36 Móvil: 964119878 Email: [email protected] / www.ingebots.com

Grupo Educativo INGEBOTS Nivel Midle – EV3 2. Descargar y ejecutar. Descarga el programa al bloque EV3 y lo ejecuta inmediatamente. A continuación, se puede desconectar el cable del ordenador y ejecutar el programa desde el bloque. Para ello se accedería al programa en la pantalla Ejecutar reciente. 3. Descargar y ejecutar seleccionado. Descarga resaltados y los ejecuta inmediatamente.

.4.7.

sólo

los

bloques

Actualizar el firmware El firmware es el software instalado en el bloque EV3. Es necesario para que el bloque funcione correctamente. En ocasiones Lego lanza nuevas versiones del firmware que resuelven errores o incorporan funciones mejoradas. Para actualizar el firmware es necesario que el bloque esté conectado por cable USB. 1. Enciende el bloque EV3 y luego conéctalo al ordenador. 2. En la barra de menús selecciona Herramientas > Actualización del firmware 3. Clic en el botón Verificar para comprobar si hay disponibles en línea nuevas actualizaciones del firmware. Esta acción abre el navegador web para ofrecer la descarga del archivo *.BIN más actualizado. 4. Se puede descargar este archivo *.BIN al equipo. botón Explorar apuntar a este archivo.

Clic en el

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5. En la sección Firmware pulsa en el botón Descargar para iniciar el proceso. Se mostrará la barra de progreso del proceso. 6. Una vez finalizado el proceso, el bloque EV3 se reiniciará con la nueva versión de su firmware. Nota: Si por algún motivo el bloque EV3 se queda bloqueado durante el proceso de actualización será necesario ejecutar la actualización de forma manual siguiendo estos pasos: 1. Asegurarse de que el bloque está conectado al ordenador por el cable USB. 2. Reiniciar el software de Lego EV3 3. En el bloque mantener presionados a la vez los botones Atrás, Centro y Derecha. 4. Cuando el bloque EV3 se reinicie libera el botón Atrás. 5. Cuando se muestre el mensaje "Updating ..." (Actualizando...) suelta los otros dos botones. 6. Clic en el botón Descargar en el panel Actualización de firmware .5. Mi primer proyecto

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En este apartado vamos a realizar nuestro primer proyecto EV3. El vehículo realizará las siguientes tareas: 1. Moverse hacia delante 3 rotaciones. 2. Esperar 2 segundos. 3. Emitir sonido de despedida "Goodbye" 4. Girar 180 grados 5. Regresar al punto de salida con un desplazamiento de 3 rotaciones. En este programa se utilizarán los bloques de programación del desplazamiento del vehículo que se realizará con los motores grandes.

Crear un nuevo proyecto 1. Abre el software de Lego EV3 mediante Inicio > Todos los programas > LEGO MINDSTORMS Education EV3 > LEGO MINDSTORMS Education EV3 o bien haciendo doble clic en el icono de acceso directo situado en el Escritorio.

2. Clic en el botón + Agregar proyecto para crear un proyecto nuevo.

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Moverse hacia delante 1. En la paleta de bloques, situada en la parte inferior del área de diseño del programa, selecciona la paleta de Acciones (color verde).

2. Arrastra el bloque Mover la dirección y conéctalo con el bloque de Inicio en el área de diseño del programa.

3. Clic en el Modo del bloque Mover opción Encendido por rotaciones.

la

dirección y

elige

la

4. Una vez definido el Modo sólo resta configurar los parámetros:

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Grupo Educativo INGEBOTS Nivel Midle – EV3 

Dirección. Si el valor es 0 se moverá hacia delante en línea recta. En este caso es el valor elegido. Este valor oscila entre -100 y +100 indicando una trayectoria más curva a la izquierda o a la derecha en función del valor introducido.



Potencia. Por defecto el valor es 50. Puede oscilar entre 100 y +100 para indicar giro del motor hacia delante o hacia atrás y con qué intensidad.



Rotaciones. Indica el número de vueltas que ejecutará el motor. En este caso vamos a definir 3.



Detener al final. Si está marcada esta opción, el motor se detendrá después de ejecutar el movimiento especificado.

Esperar 2 segundos 1. En la paleta de bloques de Flujo (color naranja) arrastra y coloca el bloque Esperar.

2. Pulsa en el botón de Modo y elige la opción Tiempo.

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3. Clic en el número de segundos e introduce 2 segundos.

Emitir un sonido de despedida 1. Desde la paleta de Acciones (color verde) arrastra el bloque Sonido para situarlo en la secuencia de programación.

2. En la esquina superior derecha haz clic para elegir el nombre del archivo de audio asociado.

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3. Elige Archivos de sonido LEGO > Comunicación > Goodbye

Giro de 180 grados 1. En la paleta de bloques, situada en la parte inferior del área de diseño del programa, selecciona la paleta de Acciones (color verde) y arrastra el bloque Mover la dirección para conectarlo al final de la secuencia de programación.

2. Clic en el Modo del bloque Mover opción Encendido por rotaciones.

la

dirección y

elige

la

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3. Una vez definido el Modo sólo resta configurar los parámetros: 

Dirección. Define el valor como +100 para que gire en el sentido de las agujas del reloj. Si defines -100 girará en sentido contrario.



Potencia. Para entre 10 y 20.



Rotaciones. Indica el número de vueltas que ejecutará el motor. En este caso el giro de 180 grados del vehículo lo conseguiremos con 1 vuelta (quizás con 0,97-0,98).



Detener al final. Si está marcada esta entrada el motor se detendrá después de ejecutar el movimiento especificado.

establecer

un

giro suave

define como

potencia

Regreso al punto de salida 1. Para terminar, sitúa un bloque Mover la dirección similar al primero para ejecutar el movimiento de regreso. 2. Clic en el Modo del bloque Mover opción Encendido por rotaciones.

la

dirección y

elige

la

3. Una vez definido el Modo sólo resta configurar los parámetros: 

Dirección. 0 para que vaya en línea recta.



Potencia. Por defecto el valor es 50.

44 Móvil: 964119878 Email: [email protected] / www.ingebots.com

Grupo Educativo INGEBOTS Nivel Midle – EV3 

Rotaciones. Indica el número de vueltas que ejecutará el motor. En este caso habíamos establecido 3.



Detener al final. Si está marcada esta opción, el motor se detendrá después de ejecutar el movimiento especificado.

Fin del programa 1. Durante la ejecución de un programa éste se detiene cuando se alcanza el último bloque de la secuencia. Sin embargo, es buena práctica situar un bloque Detener programa al final. Este bloque se puede encontrar en la paleta azul marino de Avanzados.

Guardar el proyecto 1. En la barra de menús elige Archivo > Guardar proyecto como ... 2. Define la carpeta destino e introduce el nombre del proyecto. Por ejemplo: miPrimerProyecto. 3. Clic en el botón Aceptar. Ejecutar el programa 1. Conecta el bloque EV3 al ordenador usando el cable USB. 2. Desde el software de Lego EV3, en el panel de Hardware clic en el botón Descargar para enviar el programa diseñado. 3. Retira el cable USB. 4. En la página Archivos del bloque abre la carpeta miPrimerProyecto, selecciona la entrada Programa y pulsa en el botón Centro para ejecutarlo.

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