Disseny i construcció de robots

La imatge mostra un robot educatiu amb rodes, amb les seves parts numerades. Identifica cada part i explica quina funció compleix dins del robot (estructura, moviment, control o percepció).

Anomena les parts bàsiques d'un robot mòbil senzill i indica a quin element d'un sistema de control (sensor, controlador o actuador) correspon cadascuna.

El teu robot ha de seguir una línia negra pintada sobre el terra blanc de l'aula. Raona quin sensor necessita, on el col·locaries i què hauria de fer el programa cada vegada que el sensor surt de la línia.

El diagrama de flux de la figura és el programa d'un robot evitaobstacles. Descriu amb les teves paraules el comportament complet del robot i raona què faria si el sensor de distància quedés tapat amb cinta aïllant.

Anomena tres tasques del món real que avui dia fan robots (neteja de la llar, soldadura a fàbriques, repartiment a magatzems) i raona quins sensors necessita cadascun per a la seva tasca.

Un robot té dues rodes motrius, una a cada costat. Explica què ha de fer cada roda (girar cap endavant, cap enrere o parar) perquè el robot avanci recte, retrocedeixi i giri sobre si mateix a la dreta.

Ordena aquests passos per construir i programar un robot, i justifica'n l'ordre: carregar el programa a la placa, muntar el xassís, provar i ajustar, connectar sensors i motors a la placa, definir què ha de fer el robot.

El teu robot ha de girar 90 graus amb precisió fent servir les dues rodes. Explica per què l'ordre «girar durant un segon» no és fiable (bateria, terra, fregament) i quina informació addicional milloraria el gir.

Un robot avança recte només uns metres i després es desvia a poc a poc cap a l'esquerra. Analitza almenys tres causes possibles (mecàniques, elèctriques o de programa) i explica quina prova faries per descartar cadascuna.

Dissenya el repartiment de pesos d'un robot mòbil: on col·locaries la bateria (la peça més pesant) i per què la seva posició influeix en l'estabilitat i en la tracció de les rodes motrius.

Un robot seguidor de línia derrapa i surt disparat en els revolts tancats. Proposa dues millores, una de mecànica i una de programa, i explica com actua cadascuna.

Dissenya un robot que reparteixi fullets pels passadissos de l'institut: descriu el xassís, els sensors, els actuadors i l'algorisme general de moviment, i justifica cada elecció pensant en l'entorn real (gent, encreuaments, obstacles).

Un equip programa un robot seguidor de línies amb control de velocitat i detecció d'obstacles per ultrasons. En un entorn de blocs han niat condicionals amb pauses fixes («esperar 50 ms»), cosa que provoca que el robot reaccioni tard i surti de la pista si supera els 0,2 m/s. Explica tècnicament per què la programació seqüencial típica de blocs genera aquest problema de latència i bloqueig del processador. Justifica quins avantatges tècnics ofereix migrar el programa a codi textual (com ara C++/Arduino) utilitzant temporització no bloquejant (amb millis()) o interrupcions, i raona com canvia l'estructura de control per resoldre la fallada.

Dissenya un robot que reculli pilotes de tennis per la pista de l'institut: xassís, sensors, actuadors i algorisme general de cerca i recollida. Assenyala les tres decisions de disseny més crítiques i justifica-les.

Un robot amb un únic sensor de distància davanter es queda «atrapat» a les cantonades, oscil·lant entre dues parets. Analitza per què passa aquest comportament i proposa una millora de l'algorisme (guardar els últims girs, introduir girs de diferent angle).