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Robótica educativa: Arduino y Raspberry Pi

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09.04.2025

Guía práctica para construir un robot sencillo con microcontroladores

Arduino y Raspberry Pi son dos de las herramientas más populares en el mundo de la robótica educativa. Mientras que Arduino es ideal para controlar hardware (motores, sensores), Raspberry Pi añade la posibilidad de procesar datos complejos y conectarse a internet. En esta guía le enseñaremos a utilizar ambos para construir un robot sencillo.

Componentes necesarios

Antes de empezar, reúna estos elementos básicos:

Para Arduino

Placa Arduino Uno/Nano.
Motores con ruedas (por ejemplo, un motor DC con reductora).
Driver de motores (por ejemplo, L298N).
Sensor de distancia (por ejemplo, el sensor ultrasónico HC-SR04).
Batería (de 9 V o LiPo).
Cables jumper y placa de prototipos.

Para Raspberry Pi

Raspberry Pi (por ejemplo, el Model 4B).
Shield de motores (por ejemplo, L293D) o driver GPIO.
Cámara (por ejemplo, el Raspberry Pi Camera Module).
Sensores (por ejemplo, un sensor de infrarrojos).
Tarjeta SD con el sistema operativo instalado (Raspberry Pi OS).

Paso 1: Elegir entre Arduino y Raspberry Pi

Arduino es más adecuado para:
- Proyectos sencillos en tiempo real (por ejemplo, esquivar obstáculos).
- Controlar motores y sensores sin código complejo.
Raspberry Pi es mejor para:
- Robots con visión artificial o inteligencia artificial.
- Proyectos que requieren conexión a internet o multitarea.

Paso 2: Montaje de un robot con Arduino

Conexión de los motores

Conecte los motores DC al driver L298N.
Conecte el driver al Arduino:
- IN1 e IN2 a pines digitales (por ejemplo, 5 y 6).
- ENABLE a un pin PWM (para la velocidad).

Añadir un sensor de obstáculos

Conecte el sensor HC-SR04:
- VCC a 5 V, GND a tierra.
- TRIG al pin 9, ECHO al pin 10.

3. Programación del Arduino

Cargue este código, que hace que el robot esquive obstáculos:

#include <Ultrasonic.h>
Ultrasonic ultrasonic(9, 10);

void setup() {
  pinMode(5, OUTPUT); // IN1
  pinMode(6, OUTPUT); // IN2
}

void loop() {
  int distance = ultrasonic.read();
  
  if (distance > 20) {
    // Avanzar
    digitalWrite(5, HIGH);
    digitalWrite(6, LOW);
  } else {
    // Girar a la derecha
    digitalWrite(5, LOW);
    digitalWrite(6, HIGH);
    delay(500);
  }
}

Paso 3: Creación de un robot con Raspberry Pi

Instalación del sistema operativo y configuración

Instale Raspberry Pi OS con Raspberry Pi Imager.
Active GPIO y la cámara a través de raspi-config.

Conexión de los motores

Utilice un shield de motores como el L293D:
- Conecte los pines GPIO 17 y 18 a las entradas del shield.
- Conecte los motores a las salidas.

Programación de un script en Python

Cree un archivo robot.py con este código:

import RPi.GPIO as GPIO
import time

GPIO.setmode(GPIO.BCM)
GPIO.setup(17, GPIO.OUT) # IN1
GPIO.setup(18, GPIO.OUT) # IN2

try:
    while True:
        # Avanzar
        GPIO.output(17, True)
        GPIO.output(18, False)
        time.sleep(2)
        
        # Detenerse
        GPIO.output(17, False)
        GPIO.output(18, False)
        time.sleep(1)
except KeyboardInterrupt:
    GPIO.cleanup()

Paso 4: Combinar Arduino y Raspberry Pi

Para proyectos más complejos, puede utilizarlos juntos:

La Raspberry Pi procesa los datos (por ejemplo, imágenes) y envía órdenes al Arduino.
El Arduino controla los motores y los sensores.

Conéctelos mediante USB o GPIO/UART para la comunicación.

Paso 5: Problemas frecuentes y soluciones

Los motores no se mueven: Compruebe las conexiones y la alimentación.
El sensor no funciona: Asegúrese de que esté conectado a los pines correctos.
La Raspberry Pi se sobrecalienta: Utilice disipadores o un ventilador.

Ideas para mejorar

Añada una cámara para reconocer objetos con OpenCV.
Integre un módulo Bluetooth/WiFi para el control remoto.
Haga que el robot sea autónomo con algoritmos como SLAM (Simultaneous Localization and Mapping).

Arduino y Raspberry Pi son ideales para iniciarse en el mundo de la robótica. Empiece con un proyecto sencillo y añada poco a poco funciones más complejas.

Recursos útiles:

En la página «Noticias» de Artec Robotics encontrará una gran variedad de artículos y guías dedicados a la robótica y la automatización. Aquí encontrará información útil sobre las tecnologías, soluciones de software y programas más recientes, que le ayudarán a profundizar en el mundo de los robots industriales y los sistemas automatizados.

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