Pa Ciencia la del BLAS: LEGO EV3 Color Sorter. Una experiencia del Club de Robótica IESBI mostrada en Expociencia en los Recreos

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En palabras de Francisco José Hidalgo, el alumno encargado de montar y cargar el programa del robot y de hacer las demostraciones: “El LEGO EV3 Color Sorter es un robot que se encarga de clasificar en vasos piezas de distintos colores. Para ello tiene un sensor de color que identifica el de la pieza en el orden en que se la ofrece aleatoriamente. Además dispone de servomotores que se encargan, el primero, de posicionar la tolva y, el segundo, de soltar la pieza en el vaso correspondiente de acuerdo al programa que ejecuta. También se sirve de un sensor de posición que confirma que la tolva se encuentra en su posición inicial a la izquierda del todo.”

Para comprender su funcionamiento podemos fijarnos inicialmente en sus partes funcionales y después en el programa que ejecuta. Para ello podríamos instalarnos la aplicación EV3 Classroom que nos mostrará los planos de montaje y el programa que ejecuta.

https://education.lego.com/en-us/downloads/mindstorms-ev3/software

Tras navegar un poco por la aplicación encontramos los planos de montaje y prestamos atención a las siguientes partes:

- el ladrillo (brick) que es el cerebro y el corazón del robot: almacena el programa y lo ejecuta recibiendo información de los sensores y mandando órdenes a los servomotores. Sensores y servomotores se conectan al ladrillo mediante cables. El ladrillo podrá también mostrar información en su pantalla, emitir sonidos e interactuar con el usuario mediante unos pulsadores que incorpora.

- el sensor de color: identifica el color de la pieza.

- el sensor de contacto: se encarga de confirmar que el carro de la tolva se encuentra a la izquierda del todo.


	- el servomotor del carro: mueve la oruga o cinta continua sobre la que está fijado el carro de la tolva de piezas.

- el servomotor de apertura y cierre de la tolva: libera las piezas para que caigan en el vaso correspondiente.

- El robot en su conjunto

En este vídeo podéis ver el proceso de montaje completo.

https://www.youtube.com/watch?v=ofbZ2bOinkY

Si navegamos otra vez por la aplicación podremos acceder al programa que ejecuta. Dentro de este programa podemos identificar el “main task” o programa principal que ejecuta. Se ejecuta dentro de un bucle infinito y consta de tres etapas secuenciadas: reset, scan y sort.

La etapa reset se encarga de crear las variables y darles un valor inicial, y de asegurarse que el carro de la tolva está en la posición inicial (servomotor conectado al puerto D) y de que el dispensador de piezas está cerrado (servo conectado al puerto A).

La etapa scan se encarga de leer los colores, de asignar el valor correspondiente a la variable por orden de lectura, de detectar cuándo no se le está ofreciendo una pieza y de asegurarse de que cada pieza solo la lee una vez. Incluye sonidos con el nombre del color en inglés, información en pantalla y un bucle para que la operación de lectura se repita 8 veces por las 8 piezas que puede cargar en la tolba.

Si alguien interrumpe la operación dándole al botón central del ladrillo, se activa la rutina stop scanning pasa directamente al reparto de piezas en los vasos.

La etapa sorter se asegura de la posición inicial de servomotores y hace girar el servomotor conectado al puerto D un ángulo dependiente de la variable color que se obtiene al ir vaciando la cola (queue) que llenamos durante la lectura. Ese giro de un ángulo determinado desplaza la cinta continua u oruga situando el carro de la tolva sobre el vaso asignado al color. Una vez allí detenido mueve en un sentido y otro el servomotor conectado al puerto A para soltar la pieza bloqueando las siguientes y colocando la siguiente pieza en posición para ser soltada en el próximo ciclo. A continuación vuelve a la posición izquierda. Tras repetir la operación y agotar la cola, el programa se vuelve a comenzar y pide nuevas piezas para escanear.