Robótica con Python | Entendiendo Raspberry Pi

Introducción

Robótica: el campo de trabajo futurista en el que las máquinas pueden confundirse con un hombre. La robótica es, y será durante mucho tiempo, uno de los campos de la tecnología de la información que más cambia vidas. Se cree que el campo de la robótica será uno de los que tendrá el impacto más severo en los humanos a largo plazo. La única incertidumbre que queda en el aire es si este impacto traerá un cambio positivo al mundo o un arrepentimiento inevitable. En la actualidad, existen más de quinientos lenguajes de programación, sin embargo, cuando se trata de robótica, solo unos pocos poseen el poder computacional.

Los mejores lenguajes de programación que se utilizan en la actualidad son (pueden estar sujetos a cambios) Python, C ++ y Java. Este artículo hablará sobre el uso de Python para robótica en la cuarta revolución industrial.

Fuente: IoT World Today

Descripción general: ¿qué es Python?

Python es un lenguaje de programación popular de alto nivel que se puede usar para crear scripts y desarrollar aplicaciones para computadoras de escritorio, World Wide Web, aprendizaje automático, ciencia de datos y mucho más. El padre de Python es Guido Van Rossum. Python es un
lenguaje versátil y es utilizado por muchas organizaciones y plataformas en todo el mundo.

Ejemplos de empresas y corporaciones que utilizan Python incluyen, entre otros, Google, Netflix, Instagram, Facebook.

Robótica y disciplinas básicas.

En términos simples, la robótica es un estudio especializado que involucra la combinación de técnicas de ciencia, ingeniería, electrónica y arte. El impacto de la robótica es cada vez mayor a medida que más empresas intentan obtener una ventaja competitiva en el lugar de trabajo. Los campos que componen la robótica se conocen como las «disciplinas centrales». Se dice que la robótica se compone de cuatro (4) disciplinas principales. Estos son Ingeniería Eléctrica, Ingeniería Mecánica, Ciencias de la Computación y Artes. Tengamos una breve discusión sobre cada disciplina básica. Es crucial saber que para estar involucrado en el campo de la robótica, no es necesario ser un experto en todas las disciplinas básicas; una comprensión básica de las artes y la ingeniería eléctrica será suficiente.

1. Ingenieria Eléctrica: Ingeniería Eléctrica es el estudio especializado de circuitos electrónicos activos como refrigeradores, transistores, etc. junto con otras interconexiones eléctricas relevantes. Las interconexiones eléctricas pueden referirse a circuitos, placas de prueba, Arduinos y cualquier conexión eléctrica que cuando se unen forman un sistema en funcionamiento. Es interesante saber que existe una diferencia entre sistemas eléctricos y electrónicos.

Verá, los sistemas eléctricos utilizan corriente eléctrica o electricidad para alimentar un dispositivo de salida, como una bombilla o un timbre. Ahora, con la electrónica, la funcionalidad de estos sistemas eléctricos avanza un paso más. Dicho esto, con la electrónica, se nos puede permitir alterar el flujo de corriente que recibe la bombilla, lo que nos otorga la capacidad de «atenuar» o «iluminar» la bombilla.

2. Ingeniería Mecánica: La Disciplina de Ingeniería Mecánica en su forma más compleja combinará conocimientos de Ciencias Físicas (Física), Matemáticas, Ciencia de Materiales y Diseño. La Ingeniería Mecánica se enfoca en tomar los planos de diseño de un objeto y convertirlo en un producto real. La ingeniería mecánica, cuando se combina con la electrónica, se denomina “mecatrónica”. El principal objetivo de la mecatrónica es hacer que un sistema operativo sea mucho más sofisticado y optimizado mediante la integración de la inteligencia artificial en él.

3. Ciencias de la Computación: Siguiendo lo que hemos comentado hasta este punto, podremos crear un robot que tenga forma física, sin embargo, el robot no será funcional. Esto se debe principalmente a que nuestro robot está en una forma «estática». Permanecerá así hasta que se reciba una instrucción interna. La disciplina de la informática es lo que proporciona a cada parte del robot las instrucciones para realizar una determinada tarea. Las instrucciones deberán integrarse en un microcontrolador mediante programación.

4. Letras: Cada objeto es atractivo a su manera, y los Robots no deben ser diferentes si van a vivir entre los seres humanos en el futuro. Esta disciplina se centra únicamente en la creación de un robot estéticamente agradable. El robot debe integrarse en el entorno y debe ser entretenido. Un Robot no debe dejar de atraer a una audiencia de pocos seres.

El cerebro de un robot

El cerebro de un robot es lo que lo controla. Los robots pueden controlarse externamente, por ejemplo, a través de un joystick o controlador y se denominan «robots sin cerebro». Por el contrario, algunos robots pueden controlarse desde dentro, utilizando un microcontrolador que es el centro de toda la actividad.

Un microcontrolador es como una unidad central de procesamiento en el sentido de que también es responsable de monitorear y controlar toda la actividad de la máquina; y difiere en tamaño, precio y potencia de procesamiento. Sin embargo, los microcontroladores están diseñados para adaptarse a hardware de nivel inferior. Cuando selecciona un microcontrolador para comprar, se recomienda que elija uno que contenga un flash interno o que tenga EEPROM (memoria de solo lectura programable y borrable eléctricamente). Para maximizar su conocimiento del microcontrolador, también debe identificar en qué arquitectura se basa. Puede estar basado en la arquitectura de Von Neumann o la arquitectura de Harvard.

Fuente: Fondos De Pantalla Geniales- WallpaperDog

Entendiendo la Raspberry Pi

La Raspberry Pi es una pequeña computadora del tamaño de una tarjeta bancaria. Esta computadora portátil se ejecuta en una compilación de Raspbian sobre un sistema operativo Linux. Es interesante saber que «Raspbian» es una versión especial del sistema operativo Linux que fue diseñado específicamente para Raspberry Pi. La Raspberry Pi está construida sobre el procesador Broadcom. Hay varios tipos o variantes del procesador Broadcom que están disponibles para su compra, como BCM2835, BCM2836, BCM2837, etc. Un procesador Broadcom puede denominarse «Procesador de sistema en un chip». Uno encontrará que de una generación a otra, las especificaciones variarán, como el número de procesadores ARM integrados, la tarjeta gráfica, el conjunto de instrucciones que sigue el chip y mucho más.

El aspecto principal de la Raspberry Pi que nos permitirá disfrutar del campo de la robótica son los pines GPIO que se encuentran en la raspberry pi. GPIO son las siglas en inglés de Pines de salida de entrada de uso general. Estos pines GPIO sirven como medio para que integremos componentes con la Raspberry Pi. En total, hay 40 (cuarenta) pines de entrada y salida de uso general, y todos tienen diferentes funcionalidades. Una breve explicación del propósito general de estos pines es la siguiente:

• los alfileres rojos se utilizan como clavijas de alimentación, que encenderán cualquier componente o dispositivo al que se realice una conexión. La energía de estos pines proviene directamente de la propia Raspberry Pi.
• los alfileres negros Poseen la misma funcionalidad que la de los pines rojos, es decir, pines de alimentación.
• los alfileres rosados sirven como pines periféricos en serie. Estos pines se pueden utilizar para conectar el raspberry pi a microcontroladores externos como un Arduino.
• los alfileres azules nos permiten tener múltiples dispositivos esclavos conectados a la Raspberry Pi, estableciendo así conexiones y comunicaciones más grandes.
• los alfileres verdes son los encargados de llevar a cabo las instrucciones de la Raspberry Pi.

Al concluir este artículo, ahora le mostraré y discutiré un breve script de Python que tiene el potencial de encender y apagar una luz LED, asegurándose de que la bombilla esté conectada a los pines GPIO en la Raspberry Pi.

# First we will need to make sure that the Python Library is installed on our
# Raspberry Pi. We will also need to make sure that we have a secure Internet
# Connection established

$ sudo apt-get install python-rpi.gpio python3-rpi.gpio

# We begin by importing the necessary packages
# First we import the Raspberry Pu GPIO Package
# Thereafter we import the sleep method from the time package

import RPi.GPIO as GPIO
from time import sleep

# We configure our system and script to temporarily
ignore all warnings
GPIO.setwarnings(False)

# We configure the pins on our Raspberry Pi, hence utilizing the physical
# GPIO pin numbering

GPIO.setmode(GPIO.BOARD)

# We are using pin number 8 and we are setting it to be the output pin
# the initial current level in this pin is low

GPIO.setup(8, GPIO.OUT, initial=GPIO.LOW)

# Now, in order to blink a bulb, we will need to allow current to pass
# Temporarily and thereafter cut all current flow. This is done as follows
# The use of a while loop tells us that our program will run forever

while True:

# Step 1: Turn on the LED bulb
 GPIO.output(8, GPIO.HIGH) # We set output pin number 8 to high current

dormir (1.5) # Dejamos toda actividad durante 1.5 segundos

# Step 2: Turn off the LED bulb
 GPIO.output(8, GPIO.LOW) # We set output pin number 8 to a low current
 sleep(1.5) # We stop all activity for 1.5 seconds

# Therefore through the constant running of this script, we will see the 
# LED bulb on the Raspberry Pi turning on and off itself, thereby blinking

Este artículo proporciona una introducción a la robótica: hay varios conceptos más sobre los que recomiendo leer. Con esto concluye mi artículo sobre «Comprensión de la robótica – con Python».

Gracias por tu tiempo.

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