Taller de robótica para artistas en CASA13. Sensores y actuadores al alcance de un artista cualquiera. Por Valentín Basel y Federico Prystupczuk
La idea es generar dispositivos autónomos (a.k.a. robots)
aprendiendo conceptos básicos de programación y electrónica
aplicados a proyectos artísticos. La duración del taller será de dos meses y contará de 3 etapas:
* Jugar con TurtleArt comenzando a programar cosas sencillas. * Compilar y conectar lo programado a sensores y actuadores, electrónica sencilla. * Trabajar en proyectos de los participantes, en los cuales ustedes apliquen estas herramientas.
Requisitos: ser mayor de 18 años y traer una computadora (cualquier sistema operativo). Costo total: 400 pesos. La mitad ($200) se paga el primer día. Incluye: CD con sistema operativo y software necesario, disponibilidad de herramientas, placas y componentes reciclados.
Inicio: 18 de Marzo 2013
Horario: lunes de 20 a 22. Lugar: CASA13, Pje. Revol casi esquina Belgrano, Córdoba (Arg.)
CUPOS LIMITADÍSIMOSSi tenés dudas, consultas y/o te querés inscribir: tallerherramientaslibres@gmail.com ICARO es un proyecto de desarrollo de software y hardware libre para la ense- ñanza de robótica en colegios primarios y secundario. Se trata de acercar de forma transparente y sencilla los fundamentos de la robótica tratando de simplificar conceptos
técnicos complejos para que los docentes necesiten conocimientos mínimos para poder trabajar en el aula. Se compone de una serie de paquetes de software que trabajan con placas de hard- ware de bajo costo y fabricación, permitiendo investigar y diseñar pequeños robot pe-
dagógicos
Uno de los programas instalados por defecto dentro del sistema SUGAR es Turtleart1 , este es una tortuga gráfica inspirada en LOGO, que permite el dibujo artístico mediante el ensamblaje de funciones de programación. Se trata de una actualización del famo-
so lenguaje LOGO diseñado por Seymour Papert y adaptado para trabajar dentro del proyecto OLPC.
El año 2012 termino muy bien para el proyecto ICARO, las primeras pruebas de campo en colegios resultaron muy buenas, resolvimos varios problemas tecnicos importantes, tuve la posibilidad de conocer muchos embajadores del proyecto FEDORA y viaje bastante mostrando ICARO en diferentes congresos.
Para este 2013 tengo muchos planes pero el principal es lograr que ICARO logre entrar dentro de los repositorios oficiales de FEDORA, para eso hice una serie de cambios y re planteos dentro de ICARO, antes tenia 3 repositorios Git para cada parte de los paquetes de icaro (icaro-bloques, tortucaro y apicaro), ahora voy a englobar todo en un solo RPM que se llamara icaro-1.0.rpm.
Para eso, se unio todo mediante un lanzador que contiene el acceso a las tres formas de trabajo con ICARO (tortucaro para trbajar con LOGO, icaro-bloques para generar codigo C y python-tools para usar apicaro y python).
nuevo lanzador icaro.
Ahora, todo ICARO queda unificado en un solo repositorio GIT y con la instalacion del rpm se instala, turtleart mas tortucaro, icaro-bloques y apicaro con python-tools (idle).
Gracias a la ayuda de Yader Velásquez (Nicaragua) y de Eduardo Javier Echeverria Alvarado - a.k. Echevemaster - (Venezuela), estamos trabajando en el rpm de ICARO y, ¡ya hay uno listo!:
unos videos de una bobinadora automática echa por el alumno Sergio Secolo de la Escuela de Educación Secundaria Técnica Nº 2 "Ing. César Cipolletti" de bahia blanca.
Y aca los dos videos que me mandaron para subir al blog
Sorprende la calidad del armado de la maquina y el cableado de los componentes, realemente esta muy bien echo. FELICITACIONES!
pygame es una librería de python pensada para hacer vídeo juegos de una forma fácil, en sus ultimas versiones trae un modulo para manejar cámaras webs como las que podemos tener instaladas en una notebook.
Lo interesante, es que con esta librería podemos hacer cosas muy potentes para dotar de "inteligencia" a nuestro robot autonomo.
En este tutorial, voy a mostrar como manejar la libreria pygame.camera para levantar la camara web de una notebook y reconocer un umbral de color X y determinar su par ordenado (x,y) en la pantalla (con lo cual despues se puede tranquilamente mover nuestro robot).
ES IMPORTANTE TENER MINIMOS CONOCIMIENTOS DE PYTHON
Como recomendación instalar ipython y python-tools. ipython es un interprete python con múltiples opciones, la que mas me gusta es la de auto completado (me ahorra muchos dolores de cabeza). python-tools es una serie de herramientas para python, como idle, que es un interprete gráfico de python, con capacidad de auto completado y depuración de código que nos va a servir mucho para ir viendo el codigo.
Como podemos verlo principal es iniciar el pygame y pygame.camera, si todo arranca como corresponde, no debería pasar nada, todavía no declaramos nuestra pantalla ni capturamos las imágenes de la cámara.
#!/usr/bin/env python
import pygame
import pygame.camera
pygame.init()
pygame.camera.init()
######## declaro las variables necesarias ######################
# para manejar la ventana de pygame donde se mostraran las imagenes
Pantalla=pygame.display.set_mode((320,240),0)
# crea una tupla con las camaras reconocidas (el cero es la primer camara)
ListaCamaras=pygame.camera.list_cameras()
# instancia el objeto pygame.camera.Camera con la primer webcam
# y una matriz de 320x240 pixeles
camara=pygame.camera.Camera(ListaCamaras[0],(320,240))
# inicio la camara
camara.start()
Con este código nuestra cámara ya esta iniciada y debería aparecer una ventana de pygame. Sin embargo la ventana apenas aparece, esta toda en negro y al rato desaparece, eso pasa porque no hicimos el bucle principal para controlar la camara.
Para no complicar el codigo fuente no voy a poner lineas de código para controlar errores ni cosas por el estilo (por ejemplo determinar si ListaCamaras tiene alguna cámara, o si tira un error camara.start() o cosas de esas). Por lo tanto el codigo siguiente si bien funciona, no es optimo (por ejemplo para cerrar la ventana hay que matar el proceso python).
#!/usr/bin/env python
import pygame
import pygame.camera
pygame.init()
pygame.camera.init()
######## declaro las variables necesarias ######################
# para manejar la ventana de pygame donde se mostraran las imagenes
Pantalla=pygame.display.set_mode((320,240),0)
# crea una tupla con las camaras reconocidas (el cero es la primer camara)
ListaCamaras=pygame.camera.list_cameras()
# instancia el objeto pygame.camera.Camera con la primer webcam
# y una matriz de 320x240 pixeles
camara=pygame.camera.Camera(ListaCamaras[0],(320,240))
# inicio la camara
camara.start()
while True:
imagen=camara.get_image()
Pantalla.blit(imagen,(0,0))
pygame.display.update()
¡Ya tenemos nuestra cámara!... y VIVE! muajua jua jua jua (risa malevola de cientifico loco).
Ahora solo falta reconocer un umbral de color. Para ello agregamos una variable mas a nuestro programa:
La variable ccolor captura un umbral de color de la imagen delimitada en por un rectangulo de 10x10 pixeles en la posicion x,y de 160x120 pixeles.
Con esa variable nosotros podemos usar para crear una mascara con pygame.mask.from_threshold.
con nuestra mascara, ya podemos contar la cantidad de pixeles y ver si pasa de cierta cantidad (se puede calibrar para obtner mejores resultados), y en base a eso obtener el par (x,y) del centro de nuestra mascara.
#!/usr/bin/env python
#!/usr/bin/env python
import pygame
import pygame.camera
pygame.init()
pygame.camera.init()
Pantalla=pygame.display.set_mode((320,240),0)
ListaCamaras=pygame.camera.list_cameras()
camara=pygame.camera.Camera(ListaCamaras[0],(320,240))
camara.start()
imagen=camara.get_image()
#obtenemos el umbral de color del centro de la escena en el primer cuadro
ccolor = pygame.transform.average_color(imagen, (160,120,10,10))
while True:
imagen=camara.get_image()
Pantalla.blit(imagen,(0,0))
#creamos una mascara de la imagen con nuestro umbral
#(elimina todo menos el umbral)
mask = pygame.mask.from_threshold(imagen, ccolor, (30,30,30))
# se fija si la imagen tiene alguna conexion con nuestra mascara
connected = mask.connected_component()
# si los numeros de pixeles dentro de la mascara es mayor a 100
if mask.count() > 100:
# busca el centro
coord = mask.centroid()
#imprime el par ordenado x,y
print coord
# dibujo un circulo para poder ver las cordenadas que reconoce
pygame.draw.circle(Pantalla, (0,255,0), coord, 10,5)
pygame.display.flip()
pygame.display.update()
Con esto capturamos el primer umbral de la imagen, antes de iniciar el bucle while. Esto puede ser medio molesto, en caso de que querramos elegir un punto de la pantalla y que el circulito ver (y posiblemente nuestro robot) pueda seguir colores arbitrarios.
Para eso seguiremos con las opciones de pygame y vamos a usar sus funciones para manejo del mouse.
pygame.event.get()
mouse= pygame.mouse.get_pressed()
if mouse[0]==1:
x,y=pygame.mouse.get_pos()
ccolor = pygame.transform.average_color(imagen, (x,y,10,10))
Básicamente lo que hacemos es capturarlos eventos con pygame, gravar los "cliks" del raton en una lista y despues fijarnos si el boton esta presionado.
la variable mouse va a tener una lista de la siguiente forma : [0,0,0] donde cada cero es uno de los 3 botones del mouse (boton izquierdo, rueda del centro y boton derecho). Si el boton izquierdo esta presionado la lista quedaria: [1,0,0] enotnces con fijarnos en el primer elemento de la lista podemos saber si un boton del mouse fue presionado.
despues capturamos la posición x,y del puntero y volvemos a crear la variable ccolor con el umbral de color que queremos que siga nuestro robot.
el codigo completo quedaria asi:
Capturando el par ordenado x,y podemos hacer cualquier cosa con nuestro robot, como seguir el punto, usar trigonometria para determinar distancias (usando un laser y matematica sencillas).
En el proximo tutorial veremos de mover nuestro robot en funcion de las imagenes de la camara.
un robot usando el umbral de color para reconocer vasos de distintos colores
Acá un par de vídeos de ICARO en la televisión donde les hacen una entrevista a los chicos del colegio IPEM 320 jorge cafrune por el Futbol robot que diseñaron con icaro y una aparición estelar del proyecto ICARO y Conectar Igualdad en el programa Vision7 del canal publico.
El futbol robot de los chicos del IPEM320.
La estación robótica de conectar igualdad en Visión 7
La idea de diseñar un "kit" de robótica (como ya hay varios dando vueltas a nivel comercial) nunca me pareció interesante como trabajar con componentes reciclados, mas fáciles de conseguir, mas baratos y con un componente pedagogico mas interesante para trabajar donde la construcción del robot se vuelve un desafío en si mismo.
Sin embargo, luego de tener unas charlas con gente de "Conectar igualdad" y del plan "Joaquin V Gonzalez" de la provincia de la Rioja, me comentaron que es bastante complicado implementar una lógica de trabajo asi y que no todos los docentes van a estar capacitados con la capacidad de conocimientos que se requieren para poder trabajar con "basura electronica". Por eso la idea de desarrollar un Kit que tenga los componentes básicos de un robot sencillo, pero que también tenga la posibilidad de reutilizar los componentes para otro tipo de proyectos. Lo principal es que pueda ser fabricado a pequeña escala, con componentes de fabricación local (argentina) de fácil adquisición y con pocas herramientas. Básicamente se trata de una plataforma echa de acrílico de 3 piezas (aunque tal ves lo ideal sera que fuera una sola pieza) con dos motores Ap&s sp4 de fabricación nacional. una placa ICARO y algunos sensores sencillos como Bumpers o CNY70 para hacer seguidores de linea. La plataforma tiene que tener la posibilidad de funcionar de forma autonoma o poder soporta el peso de una netbook (OLPC Xo o del programa Conectar igualdad). Al principio use baterías de gel (las de las luces de emergencia), pero como hay que tener un cargador de batería especial, preferi adaptar el proyecto para poder trabajar con 6 pilas AA (1,5 volt cada una o sea, 9 volts en total). La suma de las pilas recargables AA son mas caras que una batería de gel y duran menos, pero son muchisimo mas livianas y los cargadores para pilas son muy fáciles de encontrar en cualquier casa de fotografia o computación. Para las ruedas adapte ruedas de autos a radio control (son estándares) pero también se podría hacer con CDs viejos.
la plataforma vista desde arriba (con una mini protoboard).
Vista de costado (se puede ver entre las ruedas la batería de gel).
En el lugar de la batería ahora va un portapilas de 6 pilas.
La idea es que se pueda usar cualquier tipo de "rueda loca" .
Primera prueba del robot, sin sensores.
Con un sensor CNY70 para hacer un final de carrera.
Esto es un proyecto música que tengo desde hace unos años llamado telharmonium.
Aprovechando el hardware de ICARO como plataforma fabrique un pequeño robot que toca un xilófono con 2 servos Futaba. Un servo mueve la baqueta para hacer el golpe y otro servo mueve de isquierda a derecha para posicionar la baqueta en la pieza para golpear.
Para usar el xilófono, arme un programa en python que analiza un archivo donde toma las cadenas de texto que representa cada golpe, los tiempos de espera en mili segundos y mediante un diccionario donde esta guardadas los grados de moviento, posiciona el servo, da un golpe (mueve el servo un mili segundo hacia abajo y después lo sube), y espera para mover o dar otro golpe.
de esta forma y con la velocidad de los servos futaba, se puede tener un BPM (beat por minuto) de 100 bpm (100 negras por minuto).
Bueno, aca el video por si alguien quiere escucharlo :-D
seguimos con noticias sobre el uso de icaro en los colegios.
Los chicos de la escuela rural de la carbonada se fueron de gira con su futbol robot y le hicieron modificaciones como, plottear toda la cancha para que quede mas linda, agregarle leds por todos lados y un sistema de pateo de la pelota con un servo motor futaba.
Armando la canchita
en el fondo se puede ver el modelo viejo de cancha
cancha completamente plotteada.
con los leds.
detalle de los robots.
Tambien los chicos de la Escuela de Educación Secundaria Técnica Nº 2 "Ing. César Cipolletti" de bahia blanca estan trabajando con icaro.
estos son dos videos de Sergio Secolo, alumno de 5º año de la especialidad electrónica que hizo una matriz de leds controlada con icaro y una placa np03.
usando los 8 bits de la placa para multiplexar una matriz de 4x4 leds.
del 23 al 25 de agosto del 2012 se llevo acabo en la ciudad de valencia (Venezuela) el congreso de usuarios y desarrolladores de Fedora (FUDCON), en estos congresos nos juntamos embajadores, empaquetadores, desarrolladores y usuarios en general para hablar de distintos proyectos enmarcados dentro de la distribución GNU/linux FEDORA.
Este tipos de congresos son muy interesantes para poder armar redes de trabajo, contactos y participar de distintas experiencias que se están dando dentro del software libre y FEDORA.
Para mi significo la posibilidad de volver a ver a grandes amigos de la comunidad FEDORA, no puedo dejar de agradecerle a Maria "tatica" Leandro por todo el apoyo para que pudiera viajar hasta Venezuela y por organizar todo el congreso con un gran esmero.
inicio del congreso
Robyn Bergeron dando la primer charla sobre FEDORA
Fedora y ARM
Gracias a Robyn Bergeron y Jared Smith me regalaron una RASPBERRY-PI para hacer experimentos y trabajar sobre el uso de la GPIO (General Purpose Input/Output).
mi RASPBERRY-PI controlando a una placa NP05.
una demostración para controlar 2 servos con python
La verdad que la experiencia fue muy motivadora, en las FUDCON van personas con un gran nivel tecnico y es la posibilidad de aprender de gente realmente muy capacitada y con ganas de compartir.
FEDORA es una comunidad muy interesante para participar, donde la gente es de lo mas amable y colaborativa.
Bienvenidos al blog del proyecto ICARO. ICARO es un software desarrollado con la intención de acercar de una manera trasparente al usuario los fundamentos de la programación (iteraciones, repeticiones, recursividad, etc) aplicados a un contexto físico como puede ser un robot o cualquier sistema de automatización. Para ver los contenidos de forma ordenada, lo mejor es fijarse en las etiquetas donde se irá colocando la información de tutoriales, hardware etc.
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