Conoce

Durante el desplazamiento de un robot, se recorre una distancia determinada en un intervalo de tiempo específico. A partir del conocimiento de ambas magnitudes, es posible determinar la velocidad media del prototipo.

En el presente proyecto experimental, se configura un robot móvil construido con elementos de LEGO para ejecutar una trayectoria controlada durante un tiempo prefijado. Al término de su marcha, se procede a la medición precisa de la distancia recorrida desde el origen hasta la posición final de detención.

Con estos parámetros, se busca dar respuesta a la siguiente cuestión: ¿a qué velocidad se desplaza el sistema robótico?

Construye

Materiales

• micro:bit
• Placa de expansión Nezha
• Piezas de construcción
• Material para registrar los datos
• Cinta métrica.

Conexiones

• Motor CC en el puerto M1

Programa

Al iniciar la ejecución del programa, la matriz LED de la micro:bit muestra la letra «A» para indicar el estado de reposo del sistema.

Tras accionar el botón A, el display se borra y se activa el motor M1 de la placa de expansión Nezha a su máxima potencia.

Transcurrido un intervalo de  de desplazamiento, el motor se detiene automáticamente y la pantalla vuelve a mostrar la letra «A», señalando la finalización del ensayo y permitiendo reiterar el proceso según se requiera.

Aplicaciones y extensiones  

• MakeCode: https://makecode.microbit.org/
• Nezha: https://github.com/elecfreaks/pxt-nezha

Código propuesto 

Se adjunta un código QR para acceder y descargar el programa.

https://makecode.microbit.org/_EhwD3M4f12Lx

Comprueba

Procedimiento experimental

Se ubica el prototipo sobre una superficie lisa y horizontal, alineando el eje de las ruedas con la marca que define la posición inicial (0cm).

A continuación, se acciona el botón A en la placa micro:bit para dar inicio al movimiento.

Tras la detención del vehículo, se señala la posición final de las ruedas y se mide, mediante una cinta métrica, la distancia total recorrida desde el origen (d).

Para mitigar el error experimental y garantizar la precisión de los datos, se aconseja realizar al menos 3 ensayos en idénticas condiciones de potencia, calculando posteriormente la distancia media obtenida.

Vídeo del experimento.          

Se adjunta un código QR para visualizar el vídeo del prototipo. 

Resultados experimentales

Para obtener la velocidad media, se deben sumar los tres valores obtenidos y dividir el resultado entre tres, obteniendo una velocidad media final de 22,58 cm/s.

Análisis y conclusiones

Tras la ejecución de los tres ensayos a potencia máxima, se han obtenido magnitudes de velocidad individual sensiblemente homogéneas, determinando un valor medio de .

Las ligeras discrepancias registradas entre las distintas pruebas responden a los errores experimentales inherentes a las mediciones manuales, tales como imprecisiones en el marcaje de la posición de parada, oscilaciones en el coeficiente de fricción de la superficie o el margen de error paralaje inherente al uso de la cinta métrica.

Con el objetivo de atenuar estas desviaciones y elevar la fiabilidad metrológica, resulta imprescindible iterar el procedimiento en idénticas condiciones operativas y procesar la media aritmética, minimizando así el impacto del error aleatorio.

Completa

Con el propósito de evaluar la influencia de la potencia del motor en el comportamiento cinemático del prototipo, se recomienda replicar el procedimiento reduciendo la potencia al 50% de su valor máximo. A partir de las magnitudes registradas, se determinará la velocidad media correspondiente a esta nueva configuración y se contrastarán los resultados con los datos obtenidos a plena potencia.