Manejadores de sensores y actuadores lego Mindstorms para Raspberry Pi Y MaRTE OS

Abstract

RESUMEN: En los últimos años, con el progreso tecnológico de la sociedad, la robótica se ha convertido en una disciplina muy popular y con una gran implantación en el ámbito educativo. El auge de la robótica está presente tanto a nivel escolar como universitario. Así, la robótica constituye un objeto de estudio en sí misma dentro de una titulación universitaria y además puede ser utilizada para enseñar otras materias como programación, sistemas de tiempo real, sistemas empotrados, sistemas de control o inteligencia artificial de una forma más atractiva. A la expansión mundial de la robótica ha contribuido en gran medida la aparición de “kits” de bajo coste que contienen los elementos básicos y completos para introducirse en el mundo de la robótica. Entre otros, hay que destacar los “kits” de robótica basado en el computador Arduino y los ofrecidos por la empresa Lego con el producto Mindstorms. Junto con este auge de la tecnología y la robótica, aparecen computadores de tamaño reducido y de bajo coste como es la Raspberry Pi. Las características que presenta este computador junto con los dispositivos necesarios son más que suficientes para poder desarrollar un robot. Además existen plataformas que consiguen la conexión entre la Raspberry Pi y los “kits” de robótica. Por último, algunos desarrollos robóticos pueden presentar requisitos temporales por lo que resulta necesario utilizar un sistema operativo de tiempo real como MaRTE OS. El objetivo de este trabajo es el desarrollo de un entorno que facilita el desarrollo de sistemas robóticos basados en Raspberry Pi, y la programación de sensores y actuadores de Lego Mindstorms. Para ello se utilizará un adaptador que hará la conexión entre el computador y los dispositivos. El entorno desarrollado permite sacar partido en un mismo sistema de las numerosas extensiones existentes para Raspberry Pi y de la comodidad de montaje y variedad de sensores y actuadores proporcionados por Lego Mindstorms. La facilidad de trabajar con Raspberry Pi permite utilizar un sistema operativo de tiempo real como es MaRTE OS, con lo cual facilita a los alumnos practicar con sistemas empotrados y de tiempo real.

ABSTRACT: In recent years, with the technological progress of society, robotics has become a very popular discipline and with a great implantation in the educational field. The rise of robotics is present at both school and university level. In addition, robotics is an object of study in itself within a university degree, and can be used to teach other programming subjects, real-time systems, embedded systems, control systems or artificial intelligence, in a more attractive way. The worldwide expansion of robotics greatly responds greatky the emergence of lowcost "kits" containing the basic and complete elements to enter the world of robotics. It is necessary to emphasize the kits of robotics based on the Arduino computer and those offered by the company Lego with the product Mindstorms. With this growth of technology and robotics, there are small, low-cost computers such as Raspberry Pi. The specifications presented by this computer with the necessary devices are enough to develop a robot. There are also platforms that get the connection between the Raspberry Pi and the robotic kits. Finally, some robotic developments may have temporary requirements so it is necessary to use a real-time operating system such as MaRTE OS. The aim of this work is the development of an environment that facilitates the development of robotic systems based on Raspberry Pi and the sensors, actuators and assembly parts of Lego Mindstorms. We will use an adapter that will make the connection between the computer and the devices. The developed environment allows you to take advantage of the many existing extensions for Raspberry Pi and the mounting convenience and variety of sensors and actuators provided by Lego Mindstorms. The ease of working with Raspberry Pi is that allows you to use a real-time operating system such as MaRTE OS, which makes it easy for students to practice with built-in and real-time systems.