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4º ESO - TPR-PT. Programación de Robots con PseInt y Ejemplo de Robot Evita-Obstáculos. - Contenido educativo
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Explicación de cómo simularemos la programación de Robots con PseInt y construcción de un ejemplo práctico haciendo el algoritmo de un Robot Evita-Obstáculos.
Vamos a simular cómo hacer algoritmos y programas usando PSI, ¿vale?
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Es una simulación porque evidentemente PSI no le podemos conectar sensores, ni motores, ni luces, ¿vale?
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Entonces tenemos que simularlo. ¿Cómo lo vamos a simular?
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Pues lo vamos a simular a través de los mensajes que intercambiamos con el usuario, ¿vale?
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Entonces, la simulación la haremos a través del intercambio de mensajes con el usuario, ¿vale?
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Entonces, por ejemplo, supongamos que yo vengo en mi robot, quiero poner un sensor de distancia, ¿vale?
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un sensor de distancia
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que estará conectado
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a mi
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esto es sensor
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de distancia
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y esta es la microcontroladora
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vale
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yo desde la placa de control
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puedo decir
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tengo un comando
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que es leer distancia
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vale
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sería leer distancia
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y aquí
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esto lo guardo
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a distancia en una valla, ¿vale?
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Yo en la microcontroladora
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y el resultado en centímetros lo va a
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guardar en... Esto sería un robot, un robot
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¿Cómo lo haría? Pues lo metemos en un aparato electrónico
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léete
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¿Vale? En este caso
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ya sé que es el sensor de distancia
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pero lo que voy a hacer es leer
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el pin 7
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que el que lo ha programado
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sabe que ahí lo que me está ofreciendo
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es una distancia, porque
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es el que lo ha conectado, ¿vale?
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dice vale mira que te encuentras en el pin 7
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en el pin 7 yo lo que tengo es la distancia que me está dando el medidor de distancia
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y esa lectura la almaceno en distancia, eso es lo que haría otro robot
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de acuerdo, por ejemplo si en el pin 9 tengo un motor
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tengo un motorcito vale pues yo lo que voy a hacer es
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activa el pin número 9
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y entonces vamos a poner 4 voltios y medio que tiene, que están numerados
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y va a estar activando o no activando la conexión donde están los actuadores
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¿Vale? Bien, ¿cómo simulamos esto?
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Esto sería el caso real, ¿vale? Esto sería el caso real
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¿Cómo simulamos esto con PSI de distancia?
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Entonces, el usuario, el que está en la cámara, va a hacer el sensor de distancia y también va a hacer el motor, que es escribir.
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Con este bloque, en pantalla, le va a aparecer al usuario que está aquí y yo, que hago el sensor de distancia.
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Y lo meto con un le y lo almaceno de la manera misma.
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Y a partir de aquí ya puedo seguir haciendo el programa.
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Cuando tengo un sensor conectado a un plan de robots, yo lo que haré es leer directamente
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el PSI, que es un programa de simulación de pseudocódigo.
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Yo lo que voy a hacer es preguntarle al usuario para ir a distancia.
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Este par de bloques sustituiría a este, el pin 7.
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Y como no hago una activación de un pin, pues pues fácil.
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esta de aquí sería simplemente, escribe, pues yo que sé, enciende motor, enciende motor 1, no se enciende nada evidentemente, y luego a lo mejor en otro motor, vale, entonces vamos a simular intercambiando mensajes con el usuario, que quiero leer un sensor, le pregunto al usuario, dame la medida de la luminosidad, dame la medida de...
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Y una vez que he aprobado las decisiones y en función de lo que he recibido de mis sensores decido activar o no activar las luces, los motores, los movimientos, luz, iluminación, un mensaje, lo que sea.
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y una salida
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bueno
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esa es la primera parte
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ahora
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¿cómo es un programa de robots?
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no sé si ya os lo he explicado
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¿cómo sería un programa de robots?
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un robot
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un programa de robots tiene la siguiente estructura
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que es la segunda que tengo que simular
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con PSI
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¿cómo es un programa de
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control de robots?
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Como es el programa de estructura interna
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O el programa que controla un robot
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Bueno, siempre tiene la misma forma
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¿Vale?
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Un robot siempre hace las cosas de la misma forma
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Y es de la siguiente
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Lo primero que tenemos que hacer es
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Leer los sensores
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¿Vale?
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Yo en mi robot tendría una serie de sensores
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yo antes de hacer nada tengo que saber que ocurre a mi alrededor y yo tengo que tener esa información
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¿Qué tipo de sensores tenemos? De todo tipo, podemos mirar luz, humedad, presión, distancia, cualquier magnitud física que se os ocurra se puede medir
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y un aparato que mide eso y me lo vuelca para que se olvida, lo siguiente que tengo que hacer es almacenar esa información
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Vale, voy a los sensores, les pregunto, dame tu medición de lo que sea, y eso lo guardo en una variable.
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Bien, ya tenemos la información de lo que ocurre alrededor.
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A lo mejor, si yo tengo que saber si estoy muy cerca o muy lejos para poder decidir si hago una cosa o la otra,
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a lo mejor la distancia la tengo que transformar en unidades o tengo que sumar dos cosas,
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O tengo que hacer algún cálculo, o tengo que compensar algo, y después de procesarla, tomar decisiones.
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Ok, ¿y cómo tomamos decisiones? Pues sabiendo lo que está pasando, estoy suficientemente cerca de la pared como para tener...
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Decidiré activar o no activar. Activar, activar, activar o no activar.
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la decisión es que no activamos algo, no enciende la luz, pues no la enciendo, no la toco, sin lucir y está encendida la tengo que apagar, activar o desactivar los actuadores, vale, y ya, ojo, esto es importante, un robot nunca termina de ejecutar su programa, es decir, yo leo los sensores, veo que ocurre, decido, tomo decisiones, actúo y vuelvo a leer,
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los sensores y veo que ha pasado. Vuelvo a agregar información, lo vuelvo a almacenar y hago lo que tenga que hacer.
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Y en ese proceso de mirar lo que ocurre, guardar la información, procesarla, decidir y activar o... ¿Entendéis?
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Cuando yo lo sigo todo en PSI, ¿qué tendremos? Lo primero es cómo hacemos que un programa no termine nunca.
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del tipo mientras, pero la condición de salida del bucle no va a existir, es decir, va a ser un mientras y luego aquí detrás le voy a poner la palabra club,
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Mientras sea verdadero, pues haces lo que tengas que hacer.
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Claro, como yo le estoy diciendo directamente que la condición es...
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Entonces, este mientras de verdadero va a hacer que no salgamos del bucle mientras.
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¿Ves ahí? Voy a simular el bucle infinito, ¿de acuerdo? Con un bucle mientras.
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Pero el bucle mientras, era mientras se cumple una condición, ejecuta algo.
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¿Qué ocurre? Que cada vuelta yo vuelvo a grabar algo.
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Siempre va a ser verdadero.
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Por lo tanto, mientras que sea verdadero, ejecute esto, pero va a ser verdadero siempre.
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Se debe decir.
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Mientras que va a dar error.
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Bien.
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Esa es la forma de circular.
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Esto me va a poner una salida.
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Luego, ¿cómo leemos los sensores?
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Pues con el comando leer.
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Ya lo hemos visto.
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con el comando leer
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¿de acuerdo?
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yo pregunto al usuario
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yo lo mismo antes
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x
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y leo la variable
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con lo cual, tanto
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el leer los sensores
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como el almacenar la información
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se hace
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con el comando leer
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yo hago un escribir
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primera información
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y almacenar
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donde yo hago cuentas, divido, multiplico, decido, y luego las decisiones, ¿cómo las tomamos?, pues las tomamos siempre con el rumbito, salida sí, salida no, y haciendo preguntas directas, una pregunta cuya respuesta solo puede ser sí o no,
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Entonces, por ejemplo, imagina que has tenido otro bosque. Pues yo pido la distancia. La almaceno en la misma variante que se medís.
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Luego, la proceso, digo la distancia. Si es que sí, párate, cambia de dirección y vente para otro lado, porque te vas a estallar contra algo.
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Entonces lo evito. Y si es que no, sigue avanzando. ¿Entendéis? La decisión se toma siempre con honor.
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con una condición del tipo si la condición entonces
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unas acciones y si no otras acciones y si la condición
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en sí y si no
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si no
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y luego
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y aquí
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aparte del sí entonces
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vale ya no son nuevas decisiones y ahora en función de que salga por una
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pata o por la otra aquí activo o desactivo autores que lo
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voy a hacer con el escribir es como yo voy a simular
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la salida de un motor una luz que se enciende o se apaga, voy a escribir por pantalla y se encienden las luces
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entonces de esta forma este programa de robots
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yo lo voy a simular primero lo tengo que meter dentro de un buquete un mientras truco
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y eso no va a ser lo importante
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Con lo cual, el programa, mientras, ejecuta. Luego, leeremos la información que será con el escribir, con esto realmente, a ver, voy a poner mejor, esto era un escribir y un leer,
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leer los sensores que teníamos de información y luego lo armazenamos, dividir y leer, de leer todo, ya hemos visto entonces como hacer los programas, ahora vamos a hacer un ejemplo y lo volvemos a simular con BSI, vamos a hacer un, bien, lo primero que tenemos que tener claro, cuando hacemos un robot, que lo veis mejor, es de
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decidir, vamos a ver, qué piezas de hardware es el que lo forma, qué piezas tengo, qué
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piezas necesito, qué sensores necesito para un robot evitando obstáculos. Si yo quiero
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un robot que vaya avanzando, el objetivo del robot evitando obstáculos, la definición
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es, quiero un robot que avance de frente, siempre y cuando no haya un obstáculo, cuando
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se encuentre con un obstáculo, antes de chocarse, debe parar, girar sobre sí mismo, un ángulo
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del que sea, cambiar de dirección y volver a avanzar hacia delante. ¿Vale? Yo voy avanzando,
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cuando llego a una pared, paro, sin chocarme, giro y avanzo en otra dirección. Y ya está.
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¿Vale? Esa es la idea. ¿Entendéis? ¿Vale? ¿Qué sensores necesitaría? Bueno, de distancia.
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desde distancia y que actuadores tengo las ruedas que son dos motores uno para cada rueda
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dos motores y algo más nada más si queremos añadir una lucecita para que cuando se pare
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pero inicialmente solamente me faltan dos motores
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es decir, necesito un sensor de distancia y dos motores
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vale, ya tengo claro mi hardware, lo que es mi robot
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el robot, lo que es mi cárcel de arriba, tendría una base
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y delante
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tendrá
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el sensor de distancia
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¿vale?
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y el robot, de lo que se trata es de que vaya bajando
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Aquí tengo el motor 1 y aquí tengo el motor 2 ¿Lo veis? Dos motores, sensor de distancia, dos ruedas y la placa de control
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que vamos a programar que estará por ahí. Ya tenemos el robot montado. Perfecto. Lo veis, ¿no? Está listo el detalle. Bien.
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Vamos a hacer el programita. Arrancamos, que es lo primero que has controlado en el control.
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leer los sensores, grabar la primera bola, tomamos el PSI, distancia, esto lo va a hacer a través de una orden pidiéndole al sensor de distancia que me devuelva
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y luego la lectura la vamos a meter en una variable que se va a llamar DIST, D-I-S-T para identificarla como distancia.
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que es el nombre de una variable
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eso es una variable
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por lo tanto ya hemos simulado
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ya hemos simulado
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la orden de la placa de control
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al sensor dentro del disk
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ya hemos cubierto las dos primeras cosas
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voy a hacer lo siguiente
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procesar la información
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ahora vamos a tomar la decisión
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¿cómo la tomamos?
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con un rompito. ¿Y qué es? ¿Cuál es la pregunta? Voy a preguntar si la distancia
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es menor de 3 centímetros. ¿Salida no? Salida sí. Vale. Si yo estoy aquí y no tengo nada
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de 3 centímetros por lado, si ya están en marcha, pues seguir poniéndolos. Pues motor,
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bueno, es decir, escribir motor 1, on, que quiere decir que lo encierro, y escribir motor 2, on, que quiere decir que lo encierro, ¿vale?
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¿Y qué pasa si por el contrario sí que me encuentro que estoy más cerca de 3 centímetros de un objeto?
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Bueno, pues lo primero que tengo que hacer es parar los motores.
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Escribir, parar, con lo cual escribir para los motores.
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pues eso quiere decir que si yo la distancia es menor de tres centímetros, tengo que mandar la orden a los motores.
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Y después, ¿cómo hacemos que el brazo gire?
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Está claro que si yo activo los dos motores hacia delante, entonces va a girar.
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Si yo ya estoy parado, delante del... ya, he llegado, y estoy aquí con un objeto que tengo más cerca de tres centímetros, ¿cómo hago que gire?
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¿Cómo? Pero en vez de activarlo hacia delante, que avance, como tengo los dos parados,
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Voy a coger el motor 2, ¿vale? Este es el 1. Escribir motor 2 atrás. Eso quiere decir que voy a activar el motor 2 que me marcha atrás.
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Cierro. Si yo estoy así, llevo un reparo. Si la rueda de la derecha me ha hecho hacia atrás, va a hacer esto.
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¿Y cuánto tiempo lo voy a tener así? Bueno, lo vamos a darle, por ejemplo, un segundo.
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con lo cual, una espera de un segundo. Eso quiere decir que yo activo la rueda y cojo un cronómetro, ¿vale?
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Y después voy a apagarla, ¿vale? Escribir, muy bien, ¿vale? Fijaros lo que he hecho.
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Cuando termino de activar o desactivar mis actuadores, ¿qué tengo que hacer? Cerrar el ciclo.
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Esto, esta vuelva, es la que yo voy a simular para el Wildtour, con el viento, es verdad.
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¿Veis o no lo que estoy haciendo? ¿Por qué no he activado aquí los motores hacia delante?
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Mirad, una cuestión. ¿Por qué no he activado aquí los motores hacia delante?
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Porque yo, a lo mejor no he girado suficiente y al girar no me encuentro con otro objeto.
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Imaginaos que yo estoy en esta esquina, yo llego, me paro y giro hacia la izquierda, me paro, si avanzo sin mirar, si tengo un objeto me choco, tengo primero que medir, por lo tanto antes de avanzar siempre tengo que medir y para evitar esos choques innecesarios, lo que hago cuando termino de hacer el giro simplemente es volver a empezar, mide, si ya no tengo nada delante pues entonces el central no.
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pero si al mirar me encuentro con que la distancia sigue siendo menos de 3 centímetros, volverá
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le echará el motor para atrás otra vez y pues girará más
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y ya se acerca la balanza
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entonces vamos a ver si este programa funciona
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voy a hacer dos cosas
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voy a poner aquí un tabique
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este sería un tabique
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y luego aquí le voy a poner un tabique así
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Vamos a ver si funciona. Este es mi entorno de pruebas para mi robot. Lo tenemos aquí. Arranco, enciendo las pilas, ON. Y el robot me charla. ¿Por qué? Porque lo primero que hace es medirme la distancia, mide la distancia y me dice tienes 80 centímetros.
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si mido 80 cm
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y comparo con 3
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es menor que 3
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no, salgo corriendo
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y que es lo que hago
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motor 1, motor 2
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he hecho
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vale, voy a tocar los dos hacia adelante
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ahora, el robot
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aquí
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me falta una cosita
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que es
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porque si no va a ir muy rápido
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voy a estar saturando el robot
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voy a hacerle una pequeña espera
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por ejemplo
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100 milisegundos
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¿por qué espero 100 milisegundos?
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100 milisegundos
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¿cuántos son 100 milisegundos en segundos?
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0,1
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una décima de segundo ¿vale?
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entonces fijaros
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yo voy a esperar una décima de segundo
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una décima de segundo para mí no es nada
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pero para otro robot
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está haciendo miles de millones de operaciones
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o sea, es muchísimo tiempo
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esperamos un segundo
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perdón, una decima de segundo
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y bueno, cuando vuelvo a medir
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sigue siendo más de 3 centímetros
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vuelvo a salir por el no
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y sigo avanzando
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vuelvo a medir, sigue siendo más de 3
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avanza, es el tracero
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llega un momento en el que el robot
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se encuentra aquí
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después de avanzar un rato, ya no nos va a ir
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¿vale?
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y entonces en ese momento cierro el bucle
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¿cuánto vale la distancia?
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2 centímetros
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cuidado que tengo un objeto delante
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y es muy cerdo
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entonces
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leer la distancia me da un 2
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¿la distancia es menos que 3 centímetros?
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sí
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para los motores
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con lo cual me despeño
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ya lo he separado
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ya lo he hecho
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el motor 2 lo pongo hacia atrás
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que es este
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con lo cual el robot va girando ese ángulo, paramos el motor 2, con lo cual me he quedado en esta posición, esperamos 10 milisegundos y volvemos a medir, mido la distancia y me quedará 70 centímetros, con lo cual salgo por el no, y repito, el bucle B mide y activa motores, me quedo en este bucle, ¿hasta cuándo?, hasta que la distancia sea menos de 2 centímetros, cuando el robot me haya llegado aquí.
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y he hecho esto a costa para meterlo aquí en una pequeña jaula
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Bueno, ahora aquí el robot, ¿qué hacemos? lo mismo que antes
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¿es menor que 3 cm? sí, para poner motores
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motor 2 atrás, gira y entonces al girar se lo va a colocar así
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pero sería más cara que haría
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con lo cual va a esperar, va a medir la distancia y como sigue siendo menos de 30 metros, vuelve a salir por el sí y vuelve a girar, ¿vale?
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Se colocaría en ese ángulo después de dos giros y ahora ya sí, en ese ángulo, tiraría por adelante y volvería a usar la núclea de él.
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entonces lo hago yo aquí
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para que veáis como funciona
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este ejemplo primero lo voy a hacer yo
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y luego el próximo día pues ya haremos
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algún otro ejemplo de otro robot que haga otra cosa
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¿vale?
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bien
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no tardo nada en hacerlo con lo cual
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ya veréis que es muy rápido
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algoritmo, fin de algoritmo, voy a poner aquí
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robot
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evita obstáculos
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¿vale?
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mirad, lo primero, lo importante, fijaros aquí
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en la pizarra
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Lo primero, necesito un repetir mientras. Esta estructura me dice que mientras que ocurra una expresión lógica, que es la condición, pero la condición que hemos dicho que tengo que poner, true, verdadero.
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¿Vale? Mientras sea verdadero
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Esto, espera, no, perdón
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Tengo que poner verdadero porque está en español
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¿Vale? Ahí me sale
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Efectivamente, ahí está
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Mientras verdadero, a cero
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Con lo cual no va a salir de núcleo ya nunca
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Y ahora
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¿Qué es lo que tengo que hacer?
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Bueno, pues lo primero que tengo que hacer es leer los sensores
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Por lo tanto escribimos
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Introduce distancia
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dos puntos de espacio
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comillas
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leemos la distancia
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dist
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después
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directamente me doy al bucle sí entonces
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¿cuál es la expresión lógica?
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distancia es menor
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voy a volverla un poquito más
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de 10 centímetros para no juntarnos tanto
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¿vale? distancia es menor que 10
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si la distancia es menor que 10
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entonces
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Entonces tenemos que primero parar motores, después enciende motor 2 hacia atrás, después esperamos, aquí vamos a poner una espera, esperar un segundo, con lo cual el programa se va a quedar parado,
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Y después de un segundo va a poner parar motor 2, ¿vale? Parar motor 2. Es justo lo que tengo ahí, ¿no? En el organigrama.
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Vale, y si no, ¿qué es lo que tengo que hacer? Escribir arranca motor 1 adelante y arranca motor 2 hacia adelante.
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Vale, ya estaría
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¿Vale? Y aquí al final del sí
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Detrás
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Tengo que poner una, esperar
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Esperar
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Voy a ponerlo otro segundo, venga
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Para que no, vale, puedo ponerle milisegundos
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Pero le voy a poner un segundo
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O cero como un segundo, me da igual, ¿vale?
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Esperar un segundo
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Venga, perfecto
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Vamos a ejecutarlo
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Ya sería el programa completo
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Hemos copiado lo que tenemos en el organigrama
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Venga
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¿Vale? Ah, me dice que falta una humedad
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¿Dónde? En la línea 8
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Ah, vale
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Vale, me faltaba el segundo
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Para que lo hiciera bien
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Venga, ya lo tengo aquí
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Venga, introduce la distancia
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Vamos a ponerle 50 centímetros
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Motor 1 adelante, motor 2 hacia adelante
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Espera el segundo que le hemos dicho
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Introduce la distancia
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Ya estamos a 30
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¿Vale? Seguimos hacia adelante
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Ahora estamos a 20
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Seguimos hacia delante
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Vamos a 16 centímetros
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Seguimos hacia delante
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11 centímetros
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Seguimos hacia delante
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Y ya me he acercado suficiente
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Ahora estamos a 8 centímetros
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Para el motor 2
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O sea, perdona, parar los motores
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Motor 2 hacia atrás
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Luego lo para y luego me vuelve a pedir un producto a la distancia
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Ha hecho todo el proceso del giro
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¿Vale?
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¿Cuánto mide la distancia ahora?
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Pues ahora ya mide 34 centímetros
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Pues otra vez hacia delante
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le va a estar continuamente preguntándole al sensor de distancia
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cuánto mide y va a estar tomando decisiones en función de la medida
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y en función de que esté muy cerca, uno del objeto
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me va a hacer una acción u otra, y así le hemos hecho un robot
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fijaros que es fácil, y no termina nunca, os dais cuenta de que esto no termina nunca
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lo puedo tirar así toda la vida, yo le puedo poner el número que me dé la gana que esto no termina nunca
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¿vale? bien, si nos fijamos en el diagrama de flujo
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veréis que la estructura tiene una salida del bucle hacia el final, pero que no se va a coger nunca.
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¿Por qué? Porque la condición es verdadera, por lo cual siempre voy a coger la salida V.
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Y no voy a salir nunca por ahí. Esta es una salida que me la puedo ahorrar.
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Si yo le pusiera que el bucle mientras se cumpliera, o sea, se ejecutara durante una condición,
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hasta que se cumpla, mientras se cumpla una condición, entonces estaríamos poniéndole ahí una condición.
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Pues esta es la forma en la que se simulan programación de robots con PCI, ¿vale?
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Y la forma en la que hacemos los algoritmos para que luego podamos programarlos.
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- Autor/es:
- JUAN RAMÓN GARCÍA MONTES
- Subido por:
- Juan Ramã‼N G.
- Licencia:
- Reconocimiento - No comercial - Sin obra derivada
- Visualizaciones:
- 109
- Fecha:
- 1 de mayo de 2021 - 22:00
- Visibilidad:
- Público
- Centro:
- IES ANTONIO GAUDI
- Duración:
- 45′ 18″
- Relación de aspecto:
- 1.78:1
- Resolución:
- 1366x768 píxeles
- Tamaño:
- 413.59 MBytes