Programación y diseño de Aplicaciones con Raspberry Pi Pico
Una Plataforma Hardware para el aprendizaje de los microcontroladores basada en el microcontrolador Raspberry Pi Pico que ofrece unas altas prestaciones para la implementación de aplicaciones de Robótica, Control IoT, etc.
¿Qué es PicoBricks?
Pico Bricks es para todos los interesados en la electrónica y la codificación. A los principiantes sin experiencia previa les resultará fácil comenzar gracias al diseño de hardware modular, el entorno de codificación de bloques similar a Scratch y el simulador. Aquellos con experiencia pueden profundizar más en la electrónica o explorar la codificación en Python. E incluso los creadores más expertos apreciarán la rapidez con la que pueden explorar ideas y crear prototipos con Pico Bricks.
¡A diferencia de otras placas, Pico Bricks tiene una increíble cantidad de flexibilidad para todos los niveles de creadores! Bricks IDE tiene códigos de ejemplo para diferentes escenarios.
Aprende a codificar de cero a héroe con MicroBlocks o el generador de codificación de bloques de arrastrar y soltar de Pico Bricks. MicroBlocks es la experiencia de codificación más sencilla jamás creada y ampliamente conocida en la industria de los fabricantes.
1.1. Módulos incluidos en Picobricks
Los módulos que se incluyen en la tarjeta de practicas son los que figuran en la imagen. Estos módulos vienen conectados a pines fijos de la unidad que incluye el controlador Raspberry Pi Pico y es posible sacarlos extraerlos de su sitio y poder usarlos de modo autónomo simplemente usando conectores tipo Grove.
 | Display OLED: Es el módulo donde podemos obtener tipo textual, visual o de animación salidas. |
 | LED RGB (Rojo-Verde-Azul): Es un elemento de circuito con el que podemos crear muchos colores mezclando los colores Rojo-Verde-Azul en ciertas proporciones. |
 | LED y botón: el módulo LED rojo es el elemento del circuito que nos permite emitir solo luz roja. Un botón es un elemento de entrada que entendemos si está presionado O no. |
 | Sensor de Temperatura y Humedad DHT: Es un módulo que mide la temperatura y humedad del ambiente. |
 | Módulo de relé: Es un elemento de circuito que funciona cuando la corriente fluye a través de él. Tú puede pensar en ello como un interruptor que enciende su lámpara. |
 | Protoboard: Es el módulo que habilita cualquier sensor o material conductor que no esté en el tarjeta para comunicarse con la tarjeta a través de las rutas conductoras y los cables de puente en la tarjeta PicoBricks. |
 | Potenciómetro: Es una resistencia cuyo valor puede cambiar a medida que gira la perilla. |
| Sensor de Luz: Es el módulo que cambia el valor de la resistencia de acuerdo a la cantidad de luz que cae sobre él y así detecta la cantidad de luz en el ambiente. |
 | Zumbador: Es el módulo que proporciona sonido. |
 | Placa de Extensión IoT: Es el módulo que proporciona acceso a internet conectándose a la red WiFi en el entorno. Gracias a este módulo, podemos comunicarnos con nuestros proyectos de forma remota. |
 | Motor Driver: Es el elemento del circuito que ajusta la velocidad y frecuencia del elementos del circuito como el motor, etc.
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 | Raspberry Pi Pico: Es la placa del microcontrolador que se comunica con el sensores en los proyectos que desarrollamos con nuestra placa PicoBricks. También nos permite conecte otros sensores al circuito con los puntos de conexión de pines que tiene en él.
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1. Ventajas y posibilidades de PicoBricks
1.1. Para todos los niveles
PicoBricks ha sido desarrollado para que usuarios de todos los niveles aprendan fácilmente la codificación de aplicaciones de robótica y desarrollen nuevos proyectos. El kit es ideal para usarse en las materias de Tecnología, Robótica, Informática de la ESO y el Bachillerato, así mismo, si se trata de aficionados o entusiastas de la electrónica y la programación, también será muy bien aprovechado
1.2. Conexionado de piezas
Los PicoBricks no requieren cableado y soldadura complejos. Por lo tanto, los errores se minimizan. Ahora podemos dedicar más tiempo a codificar y crear.
La unidad se conecta al computador mediante un cable USB que permite también la alimentación de la tarjeta. Los distintos sensores si están sin desmontar de la tarjeta ya vienen preconectados y si se sacan de la tarjeta se pueden conectar mediante conectores tipo Grove. Se incluye una protoboard que facilita los montajes con componentes externos a la placa, pudiendo usar los agujeros de conexión alrededor del chip en el zócalo que en el que se inserta Raspberry Pi Pico.
PicoBricks se puede separar en módulos para sus proyectos avanzados. Pero después de separar los módulos puede volver a unirlos en la placa base. PicoBricks se puede llevar fácilmente con el usuario en su pequeño estuche de tela. La falta de cables enredados hace que sea fácil de usar en cualquier lugar.
1.3. Soporte completo
PicoBricks dispone de una amplia documentación a disposición de los profesores y alumnos así como un manual de usuario con una gran colección de ejemplos. En el repositorio de Github dedicado a PicoBricks podemos descargar la información y ejemplos básicos para empezar
1.4. Control inalámbrico
Actualmente debido al desarrollo de los terminales telefónicos, tabletas , etc., se dispone de un amplio campo para la llama da “Internet de las Cosas”. PicoBricks incluye wifi, infrarrojos y bluetooth. De esta manera, podemos desarrollar proyectos que pueden controlar objetos y sistemas de forma remota.
1.5. En la educación
La incorporación de las tecnologías de programación y manejo de hardware cada vez es más activa en la Educación Secundaria y el Bachillerato (alumnos de 12 a 18 años), por este motivo este potente kit educativo representa una gran aportación.
A la hora de abordar proyectos STEAM en el aula la parte dedicada a la Ciencia y la Tecnología debe contar con herramientas que permitan la creación de prototipos de sistemas robotizados, control de sistemas, IoT e incluso IA. La aparición del microcontrolador Raspberry Pi Pico supone un paso importante dada la potencia de este microcontrolador y su bajo precio.
Los PicoBricks son fácilmente portátiles, fáciles de usar y no requieren cables ni soldaduras, tienen un manual completo para el maestro, lo que los hace muy adecuados para instituciones educativas.
1.6. Kits
PicoBricks tiene kits completos para cada necesidad. Desde principiantes hasta proyectos avanzados, hemos pensado en todas sus necesidades.
Con estos kits la firma Robotistan facilita un material asequible para su uso en las aulas. Para empezar bastará el tablero con los sensores y actuadores incluidos y el propio Raspberry Pi Pico. Posteriormente se pueden ampliar las posibilidades recurriendo a las maquetas para construcción que ofrece el fabricante: Coche, Invernadero, Brazo Robótico, etc.
Es importante también saber que podemos incluir elementos en nuestros proyectos de las series Seeed Grove o similares con los que poder ampliar el campo de aplicaciones.
¿Cómo programar PicoBricks?
En lo que se refiere a otras posibilidades de programación de PicoBricks debemos decir que las facilidades son muchas. Los jóvenes alumnos pueden acceder a la programación usando en un primer nivel lenguajes de programación grafica para poder usar el lenguaje Python en posteriores cursos académicos.
Software PicoBricks IDE
- MicroBlocks (familia Scrtach)
- PicoBlocks IDE (familia Scratch en construcción)
- Mixly (familia Blockly)
- Mind+ (familia Scrtach)
- microBlocks IDE (MicroPython para ESP32)
- Thonny (MicroPython y CircuitPython)
- Arduino IDE (programación en C)
- Mu Editor (Pyboard MicroPython)
Aspectos metodológicos en el uso de PicoBricks
Se abordan algunas cuestiones e ideas que son factibles de llevar a cabo con el material que estamos analizando.
Cursos y materias donde implantar su uso
Con Picobricks es posible trabajar en los cuatro cursos de la Educación Secundaria abordando de manera secuencial los temas propios de la programación y el tratamiento de los datos en un sistema programado.
- Fundamentos de la programación: Datos, condicionales, bucles,
- Concepto de microcontrolador programable.
- Sistemas de programación: Grafica y Textual
- Realización de aplicaciones relacionadas con los operadores básicos combinacionales y secuenciales
- Conceptos básicos de sensores y sus aplicaciones
- Conceptos básicos de actuadores
- Conceptos de sistemas básicos de control
- Creación de proyectos STEAM relacionados con sistemas de control real usando maquetas: Control de u invernadero, control de semáforos, control de climatización, medidas de parámetros físicos (temperatura, humedad, luz, etc)
- Diseño de sistemas básicos robotizados tipo car, brazo robótico, etc
- Implementación de sistemas de control a distancia usando Wifi, Bluetooth o Infrarrojos: IoT (la internet de las cosas)
Elaboración de proyectos STEAM
Picobricks es ideal para poder incluirlo en el desarrollo de proyectos STEAM en el campo de la física, la química, las ciencias del medio ambiente, la ciencia de la computación y la Tecnología.
Cn la ayuda del Kit PicoBricks es muy fácil que los alumnos puedan abordar sus prototipos y experimentar con las señales eléctricas de cada uno de los sensores, pudiendo ensayar su funcionamiento así como visualizar en pantalla OLED los datos de los experimentos.
Aquí ponemos un ejemplo de cómo se podrían integrar las fases mencionadas en un proyecto STEAM en el ámbito de la robótica y el control usando PicoBricks y sus kits:
1. Definición del tema y objetivo del proyecto:
Por ejemplo, diseñar un robot seguidor de línea que pueda seguir un recorrido predefinido de manera autónoma.
2. Investigación y recopilación de información:
Investigar los principios de la robótica, como la cinemática, la electrónica y los sensores utilizados en los robots seguidores de línea.Obtener información sobre los controladores y algoritmos de control más adecuados para el proyecto.
3. Diseño del proyecto:
Planificar las etapas del proyecto, como el diseño mecánico del robot, la selección de componentes y el desarrollo del algoritmo de control.
Establecer los recursos necesarios, como los sensores de línea, motores, placas controladoras y herramientas de programación.
4. Desarrollo y creación:
Construir el robot siguiendo el diseño establecido.Integrar los componentes, como motores, sensores y controladores, siguiendo las especificaciones técnicas.Programar el robot utilizando uno de los lenguajes que hemos comentado en este informe.
5. Colaboración y trabajo en equipo:
Dividir las tareas entre los miembros del equipo, como el diseño mecánico, la programación y la integración de componentes de PicoBricks.Colaborar en la resolución de problemas y compartir conocimientos y recursos.
6. Integración de las disciplinas STEAM:
Explorar la interacción entre las disciplinas de robótica, electrónica, programación y control.Aplicar conceptos matemáticos y físicos en el diseño del robot y en la implementación del algoritmo de control.
7. Presentación y divulgación:
Preparar una presentación final donde se muestre el funcionamiento del robot seguidor de línea.Explicar los conceptos y principios utilizados en el diseño y control del robot.Compartir el proyecto con compañeros, profesores y posiblemente participar en competencias o ferias de ciencias locales.
8. Evaluación y reflexión:
Evaluar el rendimiento del robot seguidor de línea en función de los criterios establecidos, como la precisión en el seguimiento de la línea y la velocidad.Reflexionar sobre los desafíos encontrados durante el proyecto y las lecciones aprendidas en relación con la robótica y el control.
Este ejemplo muestra cómo se pueden aplicar las fases de un proyecto STEAM en el ámbito de la robótica y el control, permitiendo a los estudiantes adquirir conocimientos y habilidades en estas disciplinas mientras resuelven problemas prácticos y desarrollan proyectos tecnológicos.
Modelo de Práctica
A modo de sugerencia a continuación propongo un modelo de practica que se podría implantar en las actividades con un grupo de estudiantes que manejen el kit PicoBricks.
Título
· Se mostrará el título de la actividad
Objetivos
· Se recogerán los principales objetivos relacionados con la practica: Conocimiento de sensores/actuadores, manejo del software, etc.
· Se explicaran, si ello es posible, los posibles usos y aplicaciones de la práctica en montajes y sistemas reales. Esta idea es importante en el sentido de la contextualización de las actividades en el mundo real
Introducción teórica y funcionamiento:
· Se explicaran detalladamente las fases de creación del programa, haciendo especial hincapié en las principales instrucciones a usar así como los elementos básicos de la programación: Condicionales, bucles, definición de variables, etc.
Configuración del entorno: Entradas salidas y componentes usados
· Se definirán las entradas salidas que usaremos tanto si usamos los bloques de la tarjeta como si deseamos usar la protoboard.
· También se definirán las variables y/o parámetros que usaremos
Programa:
· Se creará el programa en el lenguaje que se determine explicando los algoritmos
· Se acompañara el organigrama y si procede el listado del código del programa.
· Si la programación es gráfica se acompañaran las imágenes del algoritmo
Esquema de montaje:
· En este apartado se mostrarán imágenes y/o explicaciones del montaje que usaremos. En los casos de usar los elementos en la tarjeta bastara con indicar dichos elementos.
Pruebas sobre la aplicación implementada
· Se incluirán medidas y acciones sobre los componentes usados con el fin de comprobar el funcionamiento de nuestro proyecto
Actividades de ampliación
- Cada actividad es conveniente que venga acompañada en su parte final de una serie de actividades que servirán para consolidar lo aprendido así como recoger propuestas de cambio no variación en el montaje o en la programación para consolidad los conceptos
ENLACES DE INTERES
https://github.com/Robotistan/PicoBricks
https://community.robotistan.com/
https://shop.robotistan.com/
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Como soy "Embajador de este producto" en la comunidad Hispana, cuando compres en la tienda de PicoBrics, si colocas en la parte correspondiente el código "josegutierrez" te harán un 10% de descuento en tu compra.
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