Desarrollos de Scratch para robótica

Desarrollos de Scratch para robótica, Enchanting y S4A - Enchanting: Scratch para Lego Mindstorms NXT

SOFTWARE - Software educativo
Sergio González Moreau-k idatzia
Astelehena, 2011(e)ko azaroa(r)en 07-(e)an 22:45etan

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MONOGRÁFICO: Desarrollos de Scratch para robótica, Enchanting y S4A
Introducción
Enchanting: Scratch para Lego Mindstorms NXT
Scratch for Arduino (S4A)
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Enchanting: Scratch para Lego Mindstorms NXT


Introducción

Enchanting está desarrollado por Clinton Blackmore, cabeza visible de la asociación Southern Alberta Robotics Enthusiasts(SABRE) de Canadá, junto con un grupo de colaboradores que se encargan por ejemplo de temas como el de instalación, audio o conexión por bluetooth con el ladrillo NXT.

La página web de esta asociación, http://robotclub.ab.ca, contiene un apartado específico para el programa,http://enchanting.robotclub.ab.ca/, y además nos permite conocer las iniciativas y trabajos que lleva a cabo y que nos pueden dar algunas ideas, como por ejemplo el control de componentes de LEGO Mindstorms (un par de motores y un sensor) utilizando una tarjeta Arduino dentro de la sección de artículos.
Software necesario

Para poder trabajar con Enchanting habrá que tener instalados un par programas, Java JDK y LeJOS NXJ, además delcontrolador de NXT. En cada uno de los siguientes apartados se explica la forma de descargar, instalar y configurar este software. Como resumen, en la última sección aparecen los enlaces para todo lo requerido además del programa Scratch por si estás interesado en empezar por el entorno clásico.



Programas necesarios

Controlador de NXT (Fantom driver)

Si ya tienes instalado el software de LEGO Mindstorms puedes saltarte este paso, aunque puede servirte para actualizar el controlador (driver) del ladrillo NXT, el cerebro de nuestros robots o construcciones.



El ladrillo NXT con el firmware de LeJOS

Accedemos a la dirección http://mindstorms.lego.com/en-us/support/files/Driver.aspx con nuestro navegador preferido y pulsamos en Downloads.



Aparecerá la opción de elegir entre la versión para PC o MAC. Escogeremos la que se ajuste a nuestro ordenador, en este caso PC.




Tras la descarga, habrá que descomprimir el archivo (por ejemplo con 7-Zip) con lo que tendremos la siguiente situación:



Para iniciar la instalación del controlador bastará con pulsar en el archivo setup.exe. Hacemos clic en el botón Next tres de veces ya que no hay nada que configurar y dejaremos que se lleve a cabo el proceso.



Dependiendo del ordenador en el que estemos trabajando, la instalación puede llevar más o menos tiempo. Cuando acabe, bastará con pulsar en el botón Finish.



Java JDK

El siguiente paso es instalar el entorno de desarrollo de Java. Lo usual es tener en nuestro ordenador sólo la máquina virtual, por lo que se explicará la descarga e instalación.

Hemos escogido la última versión hasta este momento de Java JDK, la 1.7. Para poder trabajar con LeJOS NXJ será necesario que la versión sea superior a la 1.5+.

Con nuestro navegador web habitual accedemos a la direcciónhttp://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/index.html y escogeremos la opción para Java SE 7 JDK, pulsando en el botón Download.



En la siguiente ventana, deberemos aceptar la licencia de uso y escoger la versión que se corresponda con las características de nuestro ordenador. En este caso, hemos escogido la de Windows x86.



El procedimiento de instalación es bien sencillo y es mejor no cambiar nada de lo que nos proponga ya que en el siguiente paso nos hará falta la localización del programa, que por defecto es C:\Program Files\Java\jdk1.7.0\ (está instalado dentro de la carpetaArchivos de Programa). La opción que podemos modificar sin ningún problema es la de instalar o no los ejemplos y demostraciones de Java.



Es conveniente no confundir la ruta que nos es necesaria, la del entorno de desarrollo C:\Program Files\Java\jdk1.7.0\, con la de la máquina de Java, C:\Program Files\Java\jre7\, que es la que normalmente instalamos para poder ver contenido creado en Java.

Al finalizar la instalación, el programa abrirá el navegador web para permitirnos registrarnos gratuitamente en la página de Oracle.



Falta por configurar unas variables en nuestro ordenador para que no tengamos problemas posteriores con la instalación deLeJOS NXJ.

Configurando variables

Para modificar variables de entorno en nuestro ordenador hay que acceder (en Windows 7) al Panel de Control > Sistema > Configuración avanzada del sistema.



Hay una nueva ventana en la que en la parte inferior hay un botón que pone Variables de entorno.



Pulsaremos en él y surgirá una ventana similar a la siguiente:



Vamos a crear una nueva variable de sistema para el directorio de desarrollo de Java (JAVA_HOME).



En la ventana que aparecerá escribimos en la casilla superior “JAVA_HOME” y en la inferior la ruta al entorno de desarrollo,C:\Program Files\Java\jdk1.7.0\.



Ahora haremos lo mismo para el directorio de LeJOS NXJ (NXJ_HOME), que por defecto se instala en C:\Program Files\lejos nxj\.



Por último, vamos a modificar la variable de sistema Path. Añadiremos un par de entradas correspondientes a la localización de los archivos binarios de Java y LeJOS NXJ. Localizamos la entrada Path y pulsamos en Editar.



Nos situamos al final de la segunda casilla y escribimos lo siguiente: “;%NXJ_HOME%\bin;%JAVA_HOME%\bin”.



Si todo lo hemos hecho bien, no tendremos ningún problema en la instalación de LeJOS.
LeJOS NXJ

LeJOS NXJ es un entorno basado en Java que nos permite comunicarnos con el cerebro de nuestro robot LEGO, al que se suele llamar ladrillo NXT. La página principal del proyecto es http://lejos.sourceforge.net/index.php y muestra dos versiones, una para NXT y otra para RCX.



En nuestro ejemplo descargaremos la versión para NXT, opción disponible dentro del apartado Downloads de LeJOS NXJ.



Al pulsar sobre el último enlace, nos dirigirá a la página de SourceForge que contiene todos los archivos de este proyecto. Hacemos clic en la versión 0.9.0beta y en la siguiente página, escogemos el archivo leJOS_NXJ_0.9.0-Setup.exe para descargarlo.



Una vez que lo tenemos ya en nuestro ordenador, la instalación no requiere muchos pasos y no hay que modificar nada.

Al hacer doble clic sobre el archivo, nos preguntará si deseamos continuar con la instalación. Habrá que escoger la opción Yes.



En los dos siguientes pasos bastará con pulsar en Next para seguir. Fíjate que si no tienes bien configurado el entorno de Java, te indicará que no lo tienes instalado y procederá a llevarte a la página de Java para que lo descargues. No hay que cambiar la ruta de instalación de LeJOS NXJ ya que entonces no coincidirá con la indicada en la variable del sistema.



La ventana que viene a continuación, nos permitirá indicar si deseamos un directorio en concreto para guardar todos los proyectos de LeJOS NXT. No es necesario modificarlo, por lo que dentro de la carpeta del usuario se creará otra que tendrá por nombreLeJOSNXJProjects. Podríamos crearla dentro de Mis Documentos si deseamos tener más centralizada la gestión de nuestros archivos.



Dejaremos que el proceso continúe hasta el último paso.


Actualizando el software base del ladrillo

La última ventana de la instalación de LeJOS NXJ no se cerrará hasta que actualicemos el software de nuestro ladrillo, el cerebro de nuestras creaciones en LEGO Mindstorm NXT.




Aparece una nueva ventana en Java para empezar con la actualización al pulsar en el botón Start program.



Está claro que nuestro ladrillo debe estar conectado y encendido para que todo esto pueda realizarse, por lo es conveniente comprobar antes que las pilas AA que utiliza están en buen estado. Por si acaso, el programa nos los recuerda en un mensaje que deberemos aceptar.



Nos preguntará si deseamos borrar todos los archivos NXT del ladrillo, a la que contestaremos afirmativamente.



Empieza la transferencia de archivos a nuestro ladrillo que llevará unos momentos.




Al terminar la descarga, nos preguntará si deseamos descargar otra vez el software al ladrillo, a lo que deberemos responder que no. Por fin, se cierra la última ventana de instalación de LeJOS NXJ.


Enchanting

Tras todo este camino ya estamos en disposición de instalar Enchanting, cuya página principal eshttp://enchanting.robotclub.ab.ca/tiki-index.php.



En el apartado dedicado a que la versión 0.0.7 ya está disponible (Enchanting 0.0.7 is out!), debajo del vídeo podemos ver un enlace a la descarga del programa (Downloading Enchanting). Por si acaso cambia algo, también puedes hacerlo desde esta otra dirección: https://launchpad.net/enchanting/+download




De todos los archivos que están disponibles, nosotros descargaremos el ejecutable de la última versión, Enchanting-0.0.8.0-Setup.exe.



El desarrollo de la instalación es muy sencillo ya que está en español y consiste en aceptar todos los pasos. Puede surgir la duda de si sólo se quiere para un usuario o para todos, pero lo más cómodo es la segunda opción que es la que aparece marcada por defecto.



En nuestro escritorio aparecerá un acceso directo al programa cuyo dibujo es una barita mágica con estrellas.



Configuración inicial: sensores y motores

La primera vez que ejecutamos el programa, el cortafuego de Windows nos preguntará por las reglas de conexión a redes públicas o privadas. La configuración que muestra por defecto, permitir acceso a redes privadas, es suficiente.

Cada vez que abrimos Enchanting lo primero que debemos hacer es indicarle al programa qué sensores y motores tenemos en el ladrillo, así como su ubicación. Empezamos por los motores ya que es la opción que aparece primero.

Pulsaremos en el botón gris Configure Motors que aparece a la izquierda de la ventana.



Aparecerá una ventana en la que seleccionamos los motores, las posiciones en la que están conectados y el nombre que deseamos darle. Sólo es necesario arrastrar el bloque azul que corresponda con el puerto que tengamos en uso. En nuestro caso, ambos son motores NXT, conectados a los puertos A y B. El que está en conexión A, le hemos dejado el nombre que por defecto le asigna el programa (NXT motor); y al otro, le hemos cambiado el nombre pulsando sobre la última casilla y escribiendo otras palabras (Otro motor 2). No hay que preocuparse por esto ya que Enchanting pone nombres distintos y sólo lo cambiamos para sentirnos más cómodos con la denominación.




Tras los motores, les llega el turno a los sensores que tengamos en nuestro ladrillo NXT. Para ello, hacemos clic en la opciónSensores y luego sobre el botón gris Configure Sensors.



Al igual que antes, aparece una nueva ventana en la que bastará con arrastrar el sensor correspondiente al puerto que esté conectado. Sigue siendo posible modificar los nombres que el programa asigna a cada sensor, si escribimos en la última casilla de cada pieza azul.



Descargar el programa a nuestro ladrillo

Cuando tengamos creado nuestro programa habrá que descargarlo a nuestro ladrillo NXT. Para ello, hay que pulsar en la flecha azul que hay entre los botones de inicio y parada usuales de Scratch, situados en la zona superior derecha de la pantalla.



Mientras no tengamos conectado y encendido nuestro ladrillo, las tres opciones estarán no estarán disponibles, apareciendo todas con el símbolo de prohibido. Además, si se nos ocurre pulsar en el botón de descarga, el programa nos indicará que no está conectado ningún dispositivo.



Cuando lo tengamos enchufado, podremos pulsar en el botón y el programa empezará a compilar nuestro programa, pasárselo aLeJOS y descargarlo. Si todo ha ido bien, el ladrillo reproducirá unas notas musicales. Sólo queda la práctica con el programa.