Programación Básica con “NQC” Universidad Técnica Federico Santa María Departamento de Electrónica Programación Básica con “NQC” Pedro F. Toledo

Objetivos del Curso Se pretende que los alumnos: Comprendan el concepto fundamental de robótica y control que éste implica. Comprendan los conceptos de Algoritmo y de Lenguaje de Programación. Adquieran la capacidad de postular un algoritmo. Dominen la implementación de algoritmos en lenguaje “NQC” aplicado a bloques “RCX 1.0”. Puedan desarrollar y programar un robot con una función solicitada.

Evaluación El curso será evaluado con 2 pruebas (pr1 y pr2) de 45 minutos, las pruebas tendrán una ponderación de 40% la primera y 60% la segunda con notas de 0 a 100. Se realizara una tercera prueba (pr3) de 45 minutos para aquellos alumnos que por razones justificadas no pudieron dar alguna de las 2 pruebas anteriores. Los alumnos deberán completar y entregar informes de cada uno de los 6 laboratorios (l1, l2, l3, l4, l5 y l6), se considerarán indispensables los cuatro primeros laboratorios, y como opcionales los otros 2. Los seis laboratorios dará lugar a un factor de laboratorio “∂”. La nota final (NF) será la multiplicación de la nota de las pruebas multiplicada por el factor de laboratorio ∂, se considerará aprobados a aquellos alumnos con nota igual o superior a 55. Si un alumno se encuentra dentro del rango 45-54, sin la aplicación del factor ∂, se le permitirá dar una prueba recuperativa, escrita y practica en la que el alumno deberá obtener al menos un 70 para poder aprobar, caso en el cual aprobará con 55.

Laboratorios Está programada la realización de 6 “laboratorios”. Éstos consisten en la una serie de pruebas que se harán a una unidad programable “RCX 1.0”. Cada “laboratorio” será realizado en parejas a libre elección. Cada laboratorio tendrá una “Guía de Laboratorio” en la que se especificará cada uno de los detalles a realizar en la experiencia. Para que se considere un laboratorio rendido, cada alumno debe enviar el “Informe de Laboratorio” que corresponda, en formato “.pdf”, el que será evaluado con una nota de 0 a 100.

Fórmula de Nota Final

Fundamentos de Robótica con Lego Origen de los Lego MindStorms El RCX como Unidad Fundamental a programar Capacidades

Origen de los Lego Mindstorms En 1998 “LEGO Company” lanzó un nuevo producto llamado “LEGOMindstorms Robotic Invention Kit“. Tenía 717 piezas e incluia motores, sensores y un “Ladrillo RCX” que tenía un microprosesador incorporado. Realmente la línea de productos fue echa por tres organizaciones: “Resnick and Papert’s Epistemology and Learning research group”, la “LEGO Corporation” y el “MIT Media Laboratory”

Capacidades Procesador 8bit Hitachi H8/3292, 16MHz SRam, en Chip 16Kb SRam, externa 512b Salidas 3 puertos, 9V 500mA Entradas 3 puertos Display 1 LCD Sonido 1 Twiter Timers 4 Timers de Sistema (8b) Baterías 6x AA Transformador 9-12V Solo en versión 1.0 Comunicación Puerto IR (Transmisor - Receptor)

Fundamentos de Control Lazo Abierto Lazo Cerrado Estructura de la línea de control

Lazo Abierto En control automático, un control de “Lazo Abierto” es aquel tipo de control donde el encargado de ejecutar la acción de control, realiza una seríe de acciones para ejectutar la acción de control requerida sin analizar las reacciones efectivas de las acciones que ejecuta.

Lazo Cerrado En control automático, un control de “Lazo Cerrado”, es aquel tipo de control donde el sistema controlador se “Informa” de los resultados de las acciones que ha tomado, y del medio, para realizar el control. En base a eso, determina sus nuevas acciones para seguir con la taréa de control.

Estructura de la línea de control Finalmente, analizaremos cada desafío que se nos plantee como un problema de control, como ya hemos analizado, la manera de controlar efectivamente situaciones reales de manera eficiente y correcta es a través de un sistema de “Lazo Cerrado”, por lo que es necesario que dispongamos de sensores que informen a la unidad de proceso de las condiciones reales de la situación, para que esta unidad active de manera correcta y efectiva los actuadores que, a la larga, son los que realizar las taréas físicas y visibles del control.

Fundamentos de Programación El Algoritmo El Lenguaje de programación y su función Tipos de lenguaje Estático o Declarativo Secuencial Orientado a Objetos

El Algoritmo Un “Algoritmo” es un conjunto de tareas que conforman un proceso, por medio del cual se llega a un resultado “Esperado” según la situación. Un “Algoritmo” ejemplo es la manera de sumar dos numeros naturales positivos, todo el sistema de reservas, la manera de poner los números, la manera de poner los resultados son parte de una secuencia de tareas mas simples para lograr un resultado mas complejo. Por definición, un algoritmo no necesariamente debe ser un conjunto de tareas simples para realizar una mas compleja. Por lo general esta característica suele ser buscada y útil, pero no es necesaria para decir que un procedimiento es un algoritmo.

El Lenguaje de programación y su función El lenguaje de programación es un conjunto de palabras, reglas y normas con las que se puede escribir un algoritmo secuencial. El lenguaje de programación permite al programador comunicar un algoritmo a una máquina computacional, de tal manera que esta lo pueda realizar.

Tipos de lenguaje Estático o Declarativo Secuencial Orientado a Objetos

Tipos de lenguaje - Estático o Declarativo Es un tipo de lenguaje en que todo lo programado se ejecuta simultáneamente sin importar el orden en que esté el código. Ejemplo: Abel

Tipos de lenguaje - Secuencial En este tipo de lenguaje las cosas se suceden secuencial mente, por lo general de arriba abajo. En este tipo de lenguaje es mucho mas fácil programar cosas complejas y es el tipo de lenguaje de uso por defecto. Algunas veces, este tipo de lenguaje permite tener tareas simultaneas, pero aún así, cada tarea se sigue ejecutando secuencial mente. Esta es la manera de programar por defecto, de echo los primeros lenguajes de alto nivel son de este tipo y permiten hacer cosas muy complejas o muy simples. Es una de las maneras mas didácticas para aprender a programar ya que no es necesaria tener una visión general del lenguaje para comenzar a programar. Dentro de este tipo de lenguaje podemos identificar un grupo específico llamado “Orientado a Objetos” Ejemplos: C C++ Pascal NQC PHP

Tipos de lenguaje - Secuencial Orientado a Objetos En este tipo de lenguaje cada valor que se quiera cambiar esta asociado a alguna estructura un poco mas amplia, por ejemplo, si se quiere cambiar la velocidad de un motor no se va directo a la velocidad del motor, se va a motor y dentro de motor se escoge velocidad y ahí se cambia. Esta manera de programar permite manejar grandes cantidades de datos asociados a un factor de una manera mas fácil debido al agrupamiento. Es muy útil al momento de programar ventanas de entorno Windows Ejemplos: Visual Basic Java

Introducción al lenguaje “NQC” ¿Qué es? ¿Para qué sirve? Estructura fundamental

¿Qué es? El lenguaje “NQC” es un lenguaje diseñado por Dave Baum para programar bloques “RCX”. Su nombre es un acrónimo de “Not Quite C” (No completamente C).

¿Para qué sirve? Este lenguaje está diseñado para programar bloques “RCX”, de hecho no presenta ninguna utilidad en otro tipo de plataformas diferentes a algunas que funcionan igual o parecido a la del “RCX”. También permite programar los bloques “Scout” y “Ciberbob” ya que cumplen la regla anterior. La enseñanza de este lenguaje permite tener una visión practica de el comportamiento del código, por lo que es muy efectivo como método de enseñanza de programación.

Estructura fundamental Fundamentalmente “NQC” es un lenguaje que agrupa bloques de algoritmos en “Tareas” o “Tasks” que cumplen la función de ser programas independientes en la implementación. “NQC” tambien tiene la posibilidad de crear “Funciones” con las cuales se puede obtener el resultado de un proceso complejo con solo dar los datos a procesar y llamar a la función indicada. Este lenguaje también permite programar subrutinas, estos son bloques de código que siempre se ejecutan de la misma manera, por lo que es innecesario estar escribiéndolos en cada parte donde son requeridos, estos bloques se “Compilan” de manera independiente y pueden ser llamados desde cualquier parte del código.