DESAFIAMENT ROBOT 2017

DESAFIAMENT ROBOT 2017

El dissabte 13 de maig el curs de 1r de batxiller de tecnologia industrial varem anar a València al Museu de les Arts i les Ciències on varem participar en unes persecusions on un robot deuria de caçar a l'altre.

Van participar tres robots un veterà i els altres dos nous, els dos nous es deien: Megamaians i Anduin i l'antic es deia: Dondino. La primera ronda ens tocava entre nosaltres, el Megamaians contra el Dondino, però el Anduin va anar contra uns de FP que no van acudir a la ronda i es van quedar desclassificats i Dondino va guanyar a Megamaians per sort, ja que, Megamaians es va pegar la volta i va anar de cara a Dondino.

Finalment Dondino, el robot que menys ens esperavem que arribar més llunt, va arribar a quarts i va pedre contra qui finalment seria el vencedor de la competició. També hi havien diferents tipus de competicions com per exemple els de drons, competicions de LEGO i inclus competicions de zumo en les quals es tractava d'expulsar al robot contrari per a poder guanyar la ronda.

A sigut una gran expèriencia molt divertida i m'agradaria tornar a repetir-la.
Acì vos deixe un xicotet resum de la nostra participació.  

Fonts d'energia Mind Map

Mind Map created by Salvador AuniÓn Borr�s with GoConqr

Al voltant dels microxips electrònics

Sobre què són realment i com es fabriquen els microxips electrònics, que per cert, abans que es popularitzara el nom "xip", els enginyers electrònics anomenàvem "circuits integrats". Primer, un viatge a l'interior d'un d'aquests circuits integrats. La primera part del viatge es fa amb una càmera òptica, però a partir d'un moment les coses són tan petites que s'han de vore amb un microscopi electrònic d'escombrat. El xip protagonista és un de principis dels anys 90, per què? Per a que els seus cables i components interns siguen ben grossos i es puguen vore bé i apreciar-ne la complexitat. Els CI actuals són milers de vegades més complexos i milers de vegades més petits, cap el final del vídeo treu un dibuix per a fer-se'n una idea dels actuals.

Ara, en aquesta vídeo-animació podeu vore, molt, molt simplificat, el procés de la creació dins del CI dels seus components: transistors i altres.

En aquest altre vídeo queda millor explicat el procés fotolitogràfic, que és com s'anomena eixe procediment similar en els seus principis a la serigrafia de camisoles.
I en aquest altre vídeo, del programa de TV "How do they do it?" (en alguna cadena espanyola el passen amb el nom "¿Cómo lo hacen?"), teniu explicat la resta del procés: com fan el Silici monocristal·lí, els Wafers, les connexions i l'empaquetat.

Per últim una imatge que he trobat curiosa: el progrés de la miniaturització als CI en un gràfic d'eix logarítmic i la comparació de tamany amb objectes quotidians:

Un avió impulsat només amb energia solar, està donant la volta al món: segueix-lo en directe!

El Solar Impulse 2, un avió propulsat únicament per energia solar es va enlairar ahir d'Abu Dhabi per intentar donar la volta al món en un temps estimat d'uns 6 mesos. Aquest va ser el seu enlairament:

L'avió obté la seua energia de plaques solar disposades sobre les ales de 72 metres d'amplada.

Hi ha un pàgina web on es pot seguir en directe el vol, com si estigueres dins la cabina de pilotatge:

També hi ha un canal a Youtube amb vídeos i altres informacions.

Galeria fotos construcció robots curs 2014-15

Utilitzant els Àlbums Web de Picasa, he creat aquest àlbum on anirem pujant les fotos que fem durant la construcció dels quatre robots d'aquest curs.

Avanç en la Energia Solar Fotovoltàica

Uns científics d'una universitat Australiana han aconseguit recentment superar dos records:

• Superar el 40% d'eficiència en la conversió de l'energia solar a elèctrica.
• Fer-ho utilitzant panells solars comercials, amb la tecnologia existent en l'actualitat.

Podeu llegir la notícia ací o l'original en anglés.
La manera en que descriu la notícia com s'ha aconseguit em fa pensar que deu estar relacionada amb aquesta altra notícia de l'any passat.

Nineteen Eighty-Four - Novel·les Sci-Fi

En relació amb el que vam estar parlar del perquè del nom "Big Brother - Gran Hermano" d'un famós programa de TV, que pren com a referent una de les novel·les clàssiques de la ciència ficció (Sci-Fi): Nineteen Eighty-Four (1984).

He trobat aquesta relació de 32 llibres de ciència ficció que tot geek deuria llegir. És una tria personal de l'autor (que per cert, la pàgina original s'anomena "How to split an atom", energia nuclear!), però llevat d'alguna mancança (p. e. la saga Pórtico, de F. Pohl i alguna d'Stanislaw Lem) i algun llibre que jo no diria que és Sci-Fi (La revolta dels animals, d'Orwell), considere prou encertada.

Per mi, les imprescindibles serien:

1. La trilogia de La Fundació, d'Asimov.
2. Un món feliç, d'Huxley.
3. Somien els androïds amb ovelles elèctriques?, de Dik, en la que està basada la no menys.important pel·lícula "Blade Runner".
4. 1984, d'Orwell.
5. La guia de l'auto-estopista galàctic, d'Adams.

Hi han altres de les importants que a mi particularment no m'han agradat massa (El joc d'Ender, Farenheit 451, etc...) o que m'ha avorrit (Dune). Tinc pendent de llegir una que molta gent diu que és una obra mestra que ha obert un nou gènere, el ciber-punk, Neuromàntic de Gibson.

Si esteu interessats en la Sci-Fi, no deixeu de visitar el bloc Sidera Visus (pregunteu a algun company de Llatí la traducció).

Premi Nobel de Física 2014

Durant les meues lectures pels diferents blocs als que estic subscrit, he entropessat amb un post que et dirigia a una notícia que té certa relació amb un concepte que hem d'estudiar a Tecnologia Industrial: el rendiment energètic. També la notícia m'ha fet pensar en les injustícies que es poden cometre al món, moltes vegades sense voler-ho.

La notícia és la concessió a tres científics d'origen japonès del Premi Nobel de Física 2014, per la invenció i millora del díode emissor de llum (LED) de color blau.
La importància de aquests LED's no radica en que aquests LED's facen una llumeta d'un coloret blavet xulíssim, clar, si no en que aquests LED's i les tècniques desenvolupades per la seua creació també han permés la fabricació de LEDs emissors de llum blanca.

On està la relació amb el rendiment? Aquests díodes emissors de llum blanca han revolucionat el món de la il·luminació elèctrica (a banda de revolucionar també la fabricació de pantalles de vídeo) al permetre la fabricació de les bombetes LED de baix consum. Aquestes bombetes tenen una eficiència energètica bastant superior a les tecnologies d'il·luminació existents fins ara.

A la gràfica podeu vore l'eficiència de diferents tecnologies d'il·luminació, donada en forma del lúmens de flux luminós generats per la font de llum per cada Watt de potència elèctrica rebut. Per mi Eficiència i Rendiment energètics són conceptes bastant sinònims, premi a qui m'instruisca sobre la diferència entre eficiència i rendiment energètics! (podeu fer-ho als comentaris a aquest post).
El món de la luminotècnia i les seues magnituds i unitats és una cosa força complicada, de fluxos, intensitats i potències lluminoses mesclades amb estereoradians, longituds d'ona i sensibilitats de l'ull humà! No entrem ahí i quedem-nos en que la gràfica anterior dóna l'energia o potència lluminosa generada per cada Joule o Watt d'energia elèctrica consumida! Per tant és en certa manera una mesura del rendiment:

I per què tot açò m'ha fet recordar les injustícies? Continua llegint per saber-ho

Com "fabriquen" Linux?

L'altre dia a classe, quan parlàvem dels llenguatges de programació, vaig comentar que els programes grans, com suites ofimàtiques, jocs, sistemes operatius, estan fets per equips de programadors, cadascun especialitzat en algun apartat (gràfics, interacció amb l'usuari, física del joc, motor de renderitzat, etc...) ja que el codi font d'aquests programes consta de milions de línies de codi.

Ara he recordat un vídeo que vaig trobar per youtube sobre How Linux is build? que va de com programadors d'arreu del món, sense contacte físic i en gran part només per divertir-se, van programant, millorant i depurant el kernel de Linux.

També recentment he vist a un dels blocs que segueixc un recull de 9 vídeo-documentals sobre la història de la computació que me l'ha fet recordar.

Ací vos el deixe, NO és sobre la història de GNU/Linux, és sobre com el programen:

Diari d'aula 2014-15

Hui a classe hem explicat per a què farem servir el Bloc d'aula:

• Per a portar un "Diari d'aula".
• Per fer les Activitats de Lectura.

Esquema general metre amb display LCD

Aquest és l'esquema d'inter-connexionat de tots els elements del metre digital amb mòdul LCD  ADM1602K.
S'ha posat un potenciòmetre pel control del contrast i un interruptor per apagar el llum de backlight i estalviar bateria.
Els sensors s'han simulat amb dos blocs negres, ja que el Fritzing no disposava dels TCRT5000 a la seua llibreria de components.

Prova ràpida Metre Digital

Una primera prova ràpida del metre digital:

• S'ha connectat el display LCD de 2 línies de 16 caracters ADM1602K.
• He trobat aquest esquema de connexionat.
• La llibreria LiquidCrystal ja venia instal·lada per defecte amb l'IDE Arduino.
• I aquest és l'sketch, ja depurat d'alguns errors.

Resultat:

Es veu que no funciona del tot bé, el motiu és que cal ajustar bé la roda de l'encoder, sobretot pel que fa a la distancia entre les marques negres i blanques i els sensors.

Detecció sentit de gir: opto-switches en quadratura

Com a millora del projecte, anem a fer que si la roda gira en sentit contrari, siguen descomptats de la mesura els centímetres recorreguts en sentit contrari. Per aconseguir-ho necessitem una manera que el micro-controlador puga saber en tot moment en quin sentit gira la roda.
Per fer això necessitarem dos sensors, que poden llegir sobre la mateixa pista de quadres o cadascun sobre la seua pròpia pista.
La tècnica consisteix en situar els dos detectors de manera que al girar la roda, els senyals elèctrics estiguen "en quadratura de fase", això és separades un quart (90º) de cicle. En aquesta animació es veu prou clar:

El sensor A és el principal, quan canvia de negre a blanc (el senyal passa de 0 a 1) és quan contem que la roda a girat 1 cm. Si ens fixem:

• Roda girant a dretes: Els impulsos actius (canvis de 0 a 1 al sensor A) coincideixen amb que el sensor B està a 0 (sobre negre).
• Roda girant a esquerres: Els impulsos actius (igual, canvis de 0 a 1 en A) coincideixen ara amb el sensor B a 1 (sobre blanc).

Així cada vegada que al programa hem d'actualitzar la mesura (quan el sensor A passe de 0 a 1), mirem que val el sensor B i incrementem la mesura si b val 0 o la decrementem si val 1.
Evidentment, quin siga el flanc actiu del sensor A (el 0 a 1 o el contrari) i amb quins valors de B s'incrementa o decrementa s'ha agafat com exemple i és fàcilment canviable per programari i és el que caldrà fer per a que el programa s'adapte a la construcció real i incremente amb el gir de la roda avant i decremente amb el gir arrere.

Sensors: Opto-switch reflexius

Per fer els sensors de gir de la roda facilitant la construcció i adjustament mecànic, en lloc de slotted opto-switch anem a fer servir Opto-Switchs Reflexius, com els TCRT5000 que veiem a la imatge i dels quals podem consultar el seu data-sheet. 

El principi de funcionament d'aquests és el mateix que els slotted, però ara el led IR i el foto-transistor estan situats un al costat de l'altre, si el feix IR emés pel Led es troba amb una superfície reflectant (com ara una superfície blanca), aquest es reflectarà i incidirà sobre el foto-transistor, posant-lo en conducció. Si pel contrari troba una superfície que absorbeix els IR (com ara pintada de negre) o no troba cap superfície, el foto-transistor romandrà tallat.

El circuit, al gràfic de la dreta, és molt senzill:

Com en aquest circuit s'ha tret la senyal de l'emissor del foto-transistor, tindrem:

• Quan sensor sobre blanc -> Foto-transistor ON -> Senyal eixida a 1.
• Quan sensor sobre negre -> Foto-transistor OFF -> Senyal eixida a 0.

A sota hi pose una imatge de com queda el sensor, amb els resistors soldats a l'aire:

Una manera molt curiosa d'estalviar energia

Degut al constant encariment de l'energia i a la forta dependència que encara tenim d'una única font d'energia: el combustibles fòssils, constantment s'estan fent recerques als laboratoris d'investigació més importants del món. Per altra banda, mentre no trobem alternatives a la producció d'energia, també hi ha investigacions per l'altra banda de la moneda: disminuir-ne el consum.
Un dels principals consums d'energia el trobem en la producció d'energia tèrmica per l'escalfament de les llars, oficines i edificis amb afluència de gent, sobretot a llocs de clima fred.
L'investigador del MIT Leigh Christie ha tingut una idea genial:

Escalfa la gent, no el lloc!

Es tracta d'enviar energia tèrmica mitjançant radiació infra-roja a cadascuna de les persones, en lloc d'escalfar tot l'ambient. El seguiment de les persones es fa mitjançant un dispositiu Microsoft Kinect.
Més informació a la xerrada que el propi investigador va fer en TED:

Llegit a Hack-a-day... 

Sensors: Opto-switch

El metre digital consisteix en una roda que gira sobre la distància a mesurar, uns sensors detecten el gir d'aquesta roda i envien un pols a l'arduino cada vegada que la roda recorre 1 cm. Aquest conjunt rep el nom d'encoder incremental i és el sistema que es feia servir als antics ratolins de bola.

Quan movem el ratolí, la bola fa girar els dos discos perforats (un disc per als moviments horitzontals i l'altre pel vertical) que interrompen i deixen passar un feix d'infra-rojos emés per un LED IR situat a un costat de la roda. A l'altre costat de la roda hi ha un foto-transistor que conduirà o no segons el feix IR passe pel forat o siga interromput, provocant impulsos que arriben a l'ordinador.
Per fer el nostre encoder rotatiu incremental, podriem fer servir un component electrònic anomenat Slotted Opto-Switch, que podeu vore a la imatge de la dreta. A una part de l'escletxa tenim el Led IR i a l'altra el foto-transistor, per l'escletxa hem de fer passar la roda codificadora, que ha de ser opaca a la radiació IR.
En aquestes imatges de baix podem vore unes imatges d'un encoder construït fent servir aquests tipus de Slotted Opto-Switch:

Al nostre projecte, per facilitar les coses i per vore si podem millorar-les, utilitzarem Opto-Switchs òptics reflexius. En aquests el LED IR i el foto-transistor estan al mateix costat i el feix IR serà reflexat o no segons incideixca sobre una zona de la roda reflexiva (pintada de blanc) o no reflexiva (negra).

Control display multiplex - Llibreria SevenSeg

Com el haver de controlar displays de 7 segments multiplexats és una cosa bastant habitual, hi ha programadors que han programat llibreries per a que no tinguem els altres programadors que re-inventar la roda cada vegada.
Així, a l'Arduino Playground he trobat aquesta llibreria SevenSeg (hi havia vàries més) que ja té pre-programades funcions pel control de diferents displays multiplexats de 7 segments, com podem consultar al seu extens manual d'ús. A l'apartat 4.4 d'aquest manual ens explica com fer ús de les funcions de la llibreria per controlar el display mitjançant interrupcions temporitzades i així poder fer ús de delay() i altres còmputs que requereixen molt de temps de procés per l'arduino i al mateix temps que el refresc continue funcionant sense interrompre's.
Ací tenim un vídeo del display comptant dècimes de segon, utilitzant la funció delay() i per tant refrescant el display per interrupcions temporitzades. També hem fet servir funcions de la llibreria pel control del punt decimal.
Aquest és el programa.

Aquestes tècniques de programació requereixen coneixements que ja queden fora d'aquesta introducció a la programació que estem fent al batxillerat, a més, per les característiques del nostre projecte, no caldrà fer-les servir ja que les altres tasques que ha d'atendre el micro-controlador són poques i no impediran el refresc cíclic del display.

Control display multiplexat - II: comptador

Com el control del display multiplexat necessita que s'estiga refrescant constantment la visualització del display, és extraordinàriament difícil programar la resta de les coses que ha de fer el programa,

Per exemple, no podem utilitzar la funció delay(), ja que l'arduino durant els delay() es queda sense fer res i el refresc s'aturaria.

Per programar açò bé, caldria utilitzar interrupcions temporitzades: fem al cos principal la programació de la resta de coses que ha de fer l'arduino i periodicament, l'arduino és interromput per anar a atendre el refresc del display.

Com a mostra de la dificultat he fet aquest programa, que és un simple comptador.

Un vídeo on es veu aquest programa comptant segons, sembla funcionar bé:

Però si volem comptar centèsimes de segon, és a dir la xifra de les centenes serien segons, falla el programa ja que hi hauria que tenir en compte els mil·lisegons que està dedicant a refrescar el display. Observeu al vídeo com els segons (dígit de les centenes) dura quasi dos segons:

Control display 4 dígits amb multiplex - I

Un programeta ràpid pel control del display multiplexat.
Cada dígit està un temps mostrant-se, controlat per la variable tempsMultiplex, si aquest temps és massa llarg el display tremolarà. Aquest exemple no fa res útil, només mostra pel display la xifra de 4 dígits que li diguem.
Ací està el programa.

Display multiplex decodificat

Si encara volguérem controlar els 4 dígits utilitzant menys pins d'eixida, haguérem pogut utilitzar un descodificador BCD-7 segments i així, en lloc de treure els 7 pins dels segments, només hauríem de treure el valor BCD de cada xifra amb 4 pins.
El circuit és:

Ací teniu el fitxer fritzing d'aquesta solució.