PROGRAMACIÓN DE ROBOTS LEGO MINDSTORMS

Pablo Iván Romero De La Rosa
Leodegario G. Aguilera Hernández
Orlando Meza Zaleta

PROGRAMACIÓN CON LabVIEW ™


El propósito de esta unidad es introducir en LabVIEW ™. En esta sección se introducirá  a través del proceso de navegación de LabVIEW™ y aprenderá a utilizar sus funciones. También se aprenderá las técnicas de ayuda, que va a construir una gran base para la programación en LabVIEW™ a medida que avanza en la programación específica para el NXT y robots    LEGO ® MINDSTORMS ®.
En esta lección, aprenderá a utilizar LabVIEW ™. Se familiarizará con el ambiente de trabajo y aprenderá a hacer el trabajo con los controladores NXT y el robot LEGO ® MINDSTORMS ®.
LabVIEW™ es un lenguaje de programación como C + +, Java, Visual Basic o C del robot, es un poco diferente a los lenguajes de programación tradicionales basados en texto, ya que es totalmente gráfica. LabVIEW™ se compone de bloques en la pantalla conectados con cables. Los bloques son funciones, entradas y salidas.
Aplicaciones útiles de LabVIEW™:

Cuando comienza LabVIEW™, se encuentra con la pantalla de inicio. Puede utilizar este acceso a varios recursos, incluyendo la ayuda en línea, programas de ejemplo y foros de discusión. También puede utilizar la pantalla de introducción para abrir todos los programas que ha trabajado recientemente. Utilizará esta pantalla de introducción para empezar a trabajar en un nuevo programa. En el menú Nuevo, verá  las opciones de VI en blanco.
Un VI es un acrónimo de instrumentos virtuales. Básicamente, un VI es un programa de LabVIEW™. ". Vi" es también la extensión de su programa cuando se guarda.
Para iniciar la programación, seleccionará VI en blanco de la pantalla de inicio. Está seleccionando VI en blanco por el momento porque está creando un programa en la instancia principal de la aplicación. Un programa en la instancia de aplicación principal es cuando quiere crear un programa y hacer que se ejecute en su ordenador.
El panel frontal es como el panel frontal del controlador NXT. Aquí es donde puede  ver los botones, las pantallas y los indicadores. Se trata de la interfaz de usuario de su programa. El diagrama de bloques es donde lleva a cabo su programación y aquí es donde su código irá. Su código le dice al hardware qué hacer y cuándo hacerlo. Los artículos que pone en el diagrama de bloques se llaman terminales y funciones. Los artículos que pone en el panel frontal se llaman controles e indicadores. Una cosa interesante a observar es que siempre puede cerrar el diagrama de bloques y tener acceso de nuevo desde el panel frontal. Puede hacerlo pulsando Ctrl + E. Este acceso directo le permite alternar entre el panel frontal y el diagrama de bloques. Cada vez que cierre el panel frontal, que es esencialmente cerrar el VI, le preguntará si desea guardar los cambios.
El botón de encendido se utiliza para ejecutar un programa. Esto ejecuta el código una sola vez. El botón de ejecución continua ejecuta un programa varias veces hasta que el botón Cancelar ejecución se presiona. El botón de pausa puede ser utilizado para pausar un programa en el modo de funcionamiento continuo, o si tiene un programa de gran tamaño que está tomando mucho tiempo para ejecutar, puede hacer una pausa de su ejecución.
Con esto en mente, es importante mencionar que LabVIEW es un lenguaje de programación que se puede utilizar en la programación de aplicaciones para equipos industriales o para un controlador NXT. Las características y capacidades de ambos son diferentes. Para asegurarse de que el programa que está escribiendo está dirigido al sistema correcto, use la barra en la parte inferior izquierda de la ventana LabVIEW. Tiene que hacer clic derecho, verá que hay opciones de instancia de aplicación principal y NXT. El objetivo, es habilitar el NXT que tiene actualmente conectado. Si su programación está dirigida al NXT, seleccionará NXT: Target. Para todos los demás casos, se utiliza la instancia principal de la aplicación. Si tuviera que seleccionar la opción de NXT, esto abrirá un nuevo conjunto de ventanas, un diagrama de bloques y un panel frontal con una barra naranja en la parte inferior izquierda de cada ventana lo que significa que su código tiene como objetivo la programación del controlador  NXT y tendrá opciones específicamente para la programación NXT. Ya no verá los menús y herramientas que no se aplican a la programación NXT. Por ahora se quedará en la instancia principal de la aplicación y creará un programa.
La paleta de funciones contiene todas las herramientas que necesita  para escribir el código. Podrá ver que hay estructuras, numéricos y booleanos. Todas estas opciones se pondrán de manifiesto muy pronto. Si explora la I/O NXT, encontrará que tiene acceso a los controles de motor, sensores y otros instrumentos importantes específicos del NXT.
Al hacer clic derecho sobre el panel frontal.

La paleta de controles es donde se encuentran las opciones relacionadas con la interacción del usuario. Aquí, hay una variedad de controles, indicadores e incluso decoraciones.
Tanto la paleta de funciones como la paleta de controles pueden ser "inmovilizadas" por lo que rápidamente se puede acceder a ellas sin tener siempre que hacer clic derecho. Esto se puede lograr haciendo clic en el icono del alfiler en la parte superior izquierda de las paletas.
Para seleccionar un objeto, simplemente haga clic sobre él. Luego se  muestra un esquema del objeto que ha seleccionado. Dé clic de nuevo para colocarlo en el panel frontal o diagrama de bloques. Recuerde que las funciones deben ir en el diagrama de bloques y los controles en el panel frontal. Seleccionar el botón y colocarlo en el panel frontal.

Una característica interesante de LabVIEW ™ que se debe mencionar es el cursor. Puede haber notado que a medida que mueve el cursor, cambia el selector, para el puntero, a la selección. Esta es una característica de la herramienta de selección automática.
Una cosa a notar sobre la perilla y otros selectores numéricos similares a ella es que puede cambiar su escala. Para ello, basta con hacer doble clic en el valor máximo o mínimo, como el número 10 en la figura 10 y reemplazarlo con el máximo deseado o el valor mínimo.
Con el mando que ha puesto, si quiere cambiar el valor de ese botón, mueve el cursor a la perilla de manejar. Si hace clic y arrastra, es capaz de cambiar el valor de la perilla. Si quiere cambiar el tamaño de la perilla, pone el cursor en cualquier lugar por encima de la perilla y verá  cuatro controladores de tamaño que aparecen. Puede utilizar estos para ajustar las dimensiones de la perilla a su preferencia. Si simplemente desea mover el mando, puede posicionarse por encima del borde del objeto y luego dar clic para mover el mando. Si quiere modificar la etiqueta, hacer doble clic en la etiqueta y puede modificarla. El comportamiento del cursor con el mando es similar a su comportamiento con la mayoría de los objetos que tiene en el panel frontal o el diagrama de bloques. Si quiere desactivar la herramienta de selección automática y seleccionar manualmente la funcionalidad del cursor, seleccione el menú Ver en la barra de herramientas y haga clic en la paleta de  Herramientas.

El botón en la parte superior con la llave y un destornillador junto a la barra verde que está seleccionada por defecto, significa que el selector automático de herramientas está activado. Para desactivarlo, haga clic en él, por lo que ya no es destacado, y a partir de ese momento, se debe seleccionar manualmente qué forma quiere que el cursor tome y la funcionalidad que quiere que tenga. El selector automático de herramientas es una preferencia personal de la mayoría de los programadores, y es muy recomendable, ya que ahorra el tiempo valioso del programador.
Una característica muy útil de LabVIEW es la ayuda contextual. Para acceder a la ventana de ayuda contextual, se selecciona el menú Ayuda de la barra de herramientas y haga clic en Ayuda de Contexto. Esto también se puede hacer pulsando Ctrl + H o haciendo clic en el icono de signo de interrogación en la parte superior derecha de su panel frontal o diagrama de bloques. Esto mostrará una pequeña ventana en la pantalla.
La ayuda contextual da toda la información sobre cualquier cosa sobre la que el cursor se posicione. La ventana de ayuda contextual también cuenta con un enlace de Ayuda de detalle, puede hacer clic para obtener una explicación detallada de todo sobre lo cual el cursor se posicione. La ayuda más detallada también proporciona ejemplos de cómo utilizar las funciones y otros objetos.
Hasta ahora ha colocado un control en el panel frontal, también colocará un indicador. Básicamente, los controles son las entradas y los indicadores son las salidas. Para colocar un indicador, haga clic derecho en cualquier parte del panel frontal y elija cualquiera de los indicadores. En este caso elegirá el medidor.
Ahora bien, si se dirige al diagrama de bloques, de manera interesante, podrá ver el botón y el indicador que ha colocado en el panel frontal, como se ve en la Figura 13 o 14. Esto muestra que el panel frontal y diagrama de bloques están unidos entre sí de forma permanente, en el sentido de que todos los controles en el panel frontal también se encuentran en el diagrama de bloques.

Los dos iconos que tiene en el diagrama de bloques, el control y el medidor, se llaman terminales. Verá que hay un triángulo negro en la terminal de mando, y se encuentra ubicado en la derecha. En el medidor, el triángulo negro se encuentra en la izquierda. Esto puede ayudar a identificar cuáles de estos terminales son los controles y cuáles son indicadores. Controles, con datos que salen de ellos, por lo tanto, el triángulo negro sale de la terminal. Los indicadores tienen datos escritos en ellos, como el medidor, por lo tanto, el triángulo negro apunta hacia el terminal. Otra forma de diferenciar entre los controles y los indicadores en el diagrama de bloques es buscar en la frontera de la terminal. Un borde grueso significa que es un control y un borde fino indica que es un indicador.
Si se posiciona sobre el triángulo negro en la terminal de mando, se dará cuenta de que el  cursor se convierte en un rollo de alambre.
Si hace clic una vez para iniciar el cableado entre la perilla y el medidor, verá que conecta las terminales.
Para borrar un hilo, se posiciona sobre él hasta que el cursor se convierte en un puntero. Luego, hace clic una vez y pulse Suprimir en el teclado. Si alguna vez por error, hace clic en el triángulo negro en una terminal y un cable empieza a dejarse arrastrar, se puede dar clic derecho o pulse Esc en el teclado y dejará de dibujar ese cable. Si está en la mitad de un hilo, se puede pulsar la barra espaciadora para alternar entre los diferentes caminos que el cable puede tomar.
También se puede forzar el cable para tomar un camino específico después de haber iniciado el cable en el triángulo negro de un terminal. Cuando se pulsa una vez en cualquier parte del diagrama de bloques y se va a colocar el alambre. Puede repetir este procedimiento tantas veces como quiera y definir cualquier camino que quiera que  tome el cable antes de llegar a su destino.

Después de colocar un cable, si no está satisfecho con su ubicación, puede usar la opción Limpiar Cableado. Para hacer esto, haga clic derecho en el cable y seleccionar Limpiar Cableado, y LabVIEW automáticamente elige el camino más corto para el cable.
Si no le gusta la ruta que LabVIEW ha elegido para su cableado, puede deshacer la acción para restaurar la forma del cableado original. La opción Deshacer también se puede acceder utilizando el atajo Ctrl + Z.
Otra forma de organizar no sólo nuestro cableado, sino el resto del código es utilizando la herramienta Limpiar diagrama. Se encuentra sólo en la ventana del diagrama de bloques en la barra de herramientas del diagrama de bloques de la parte superior derecha representada por una escoba.
En cualquier momento, si hace clic en el botón Limpiar diagrama, automáticamente comprime su código en la forma más legible y compacta, así como organiza los objetos en el diagrama de bloques.
Una vez más, si no le gusta la forma en que LabVIEW ha reorganizado el código, puede deshacer la acción y regresar el código a su formato original.
Si tiene dos o más terminales conectados entre sí a través de un cable, y uno de ellos es eliminado, se obtendrá un cable roto como resultado. Esto deja un  cable con una "X" roja, como se muestra en la Figura 22. Los cables rotos pueden también ser resultado de cableado de dos objetos con tipos de datos incompatibles. Hay muchas maneras de eliminar los cables rotos, pero el método más fácil es presionar Ctrl + B en el teclado.
Ahora tiene su primer programa de LabVIEW. Esta es una buena oportunidad para guardar el programa. Guarda un VI es como guardar un archivo en  cualquier otra aplicación, como por ejemplo un documento de Word o una presentación de PowerPoint. Seleccionar el menú Archivo de la barra de herramientas y hacer clic en Guardar como. A continuación, selecciona el directorio de destino y el nombre del archivo. Al hacer clic en Guardar guardará su VI en su disco duro.
Taller: Utilice una perilla para mostrar su posición numérica con un medidor, un termómetro y un manómetro y  medir al mismo tiempo. Editar el valor máximo para ajustar los datos con claridad en el medidor, termómetro y manómetro.

Volver al índice

Enciclopedia Virtual
Tienda
Libros Recomendados


1647 - Investigaciones socioambientales, educativas y humanísticas para el medio rural
Por: Miguel Ángel Sámano Rentería y Ramón Rivera Espinosa. (Coordinadores)

Este libro es producto del trabajo desarrollado por un grupo interdisciplinario de investigadores integrantes del Instituto de Investigaciones Socioambientales, Educativas y Humanísticas para el Medio Rural (IISEHMER).
Libro gratis
Congresos

4 al 15 de diciembre
V Congreso Virtual Internacional sobre

Transformación e innovación en las organizaciones

11 al 22 de diciembre
I Congreso Virtual Internacional sobre

Economía Social y Desarrollo Local Sostenible

Enlaces Rápidos

Fundación Inca Garcilaso
Enciclopedia y Biblioteca virtual sobre economía
Universidad de Málaga