lunes, 6 de julio de 2015

Sesión 3: Adaptando del Rubik 3x3x3 al 2x2x2

Con los prototipos originales montados y ensayados (con menor o mayor éxito), acometimos la adaptación de éstos al cubo de Rubik 2x2x2. Este cubo tiene una arista de 5 cm frente a la del cubo original de Rubik 3x3x3 de 8 cm. Esta diferencia motivó un rediseño de los elementos funcionales del cubo (brazo volteador/bloqueador, bandeja giratoria y brazo del sensor de color) dando lugar a prototipos completamente diferentes.



Se salvó de la adaptación el Tilted Twister: como funcionaba aceptablemente bien, lo exhibimos en la Feria de Robótica y Tecnología Educativas que se celebró en la Escuela Politécnica de Málaga y en la Feria Expociencia del IES Blas Infante. A tenor de la cantidad de gente que se quedó 10 minutos viendo y grabando en vídeo cómo el robot resolvía el Rubik 3x3x3, cabe decir que llamó mucho la atención.


 
Volvamos a los otros prototipos Mindcuber's que estábamos adaptando: al rediseñar  la bandeja giratoria cuadrada que aloja el cubo, hay que tener cuidado de que el centro de rotación coincida con el centro geométrico de la bandeja. Esta precaución no se tuvo en cuenta en uno de los prototipos y dio lugar a un nuevo rediseño de la bandeja (más retrasos).

Aquí se muestra cómo quedó la bandeja giratoria del prototipo NXT Education Base Set.






Y aquí cómo quedó la bandeja giratoria del prototipo EV3 Education Core Set.




El brazo volteador/bloqueador también se tuvo que cambiar por completo y poner en su lugar otro más estrecho y sensiblemente más corto. Las barras articuladas que le sirven de guía y de apoyo también tuvieron que ser rediseñadas para la diferente altura a la que que el brazo tiene que tocar el cubo para voltearlo o sujetarlo.

Aquí se muestran los cambios hechos para el brazo v/b del prototipo NXT Education Base Set





Y aquí los cambios para el brazo v/b del  prototipo EV3.






Estas tareas de rediseño no terminaban nunca: cuando parecía funcionar bien, aparecían fallos durante la programación y ensayo que obligaban a desmontar estos elementos funcionales y a cambiarlos una vez y otra.

El cambio más radical aparece en el sensor de color: en vez de ser un solo sensor de color que lee toda la cara superior del cubo al moverse simultánea y coordinadamente con el giro de la bandeja, decidimos que fuera tres sensores mirando hacia abajo, hacia atrás y hacia la izquierda para leer de una sola vez las tres caras de la esquina superior delantera derecha del cubo (según se mira de frente el prototipo con el brazo v/b a la izquierda y el triple lector de colores a la derecha). Habida cuenta de cómo pensábamos hacer la programación de la resolución del cubo, este modo de lectura resultaba más operativo y más rápido. Este era el diseño original

 
 
 

No obstante, este lector triple y la articulación movida por servomotor necesitó de varios reformas cuando se descubrió que el sensor de color daba error si tocaba la superficie a leer (particularmente para los colores oscuros como el azul o el verde): había que separarlo por unos 3-5 mm. Esto se solucionó interponiendo algunas piezas a modo de topes. Además debía mirar al centro de la pegatina: si el borde de la pegatina estaba cerca de la zona de lectura, daba error.
Aquí se muestra cómo quedó la articulación con el servomotor y los tres sensores en el NXT Education Base Set.
 




 
Y aquí cómo quedó la articulación con el servomotor y los tres sensores en el EV3 Education Core Set.







En los brazos articulados aparecen otros sensores (de contacto, por ejemplo) que no  tienen más función que servir de contrapesos para que no sufra mucho el servomotor y para que no caiga demasiado rápido el sensor triple contra el cubo. En el momento de hacer las fotos del EV3 no están enchufados los cables de datos de los sensores de color.

No disponemos de fotos de la adaptación en el prototipo  NXT 2.1 (home edition) por razones que ya comentaremos más adelante.

Hablemos del elemento más importante: el cubo 2x2x2. Compramos tres cubos ShengShou que giran con muchas facilidad (son prácticamente profesionales) y tenían un tamaño standard. Una alegría fue ver que venían acompañados del siguiente prospecto.





Como podéis ver todos los que habláis chino mandarín (o un inglés dudoso), son instrucciones de cómo resolver el cubo. Son las que hemos seguido para crear el programa que resuelva el cubo. Ya hablaremos de esto más detenidamente.

Un pequeño inconveniente con el que nos encontramos fue que el lector de color no reconoce el color naranja; el negro, sí. En un primer momento solventamos el problema pintando las pegatinas con un rotulador marcador negro; pero se desprendía al poco por el rozamiento. Lo mismo con pintura acrílica negra. Finalmente optamos por arrancar las pegatinas dejando la superficie de plástico negro al descubierto. Y fue bastante bien.