🚗 Robot seguidor de línia

Primer projecte extraescolar de programació Python per a alumnes de secundària

El projecte

En aquest projecte, el robot Cutebot segueix sol una línia dibuixada a terra, sense comandament ni ningú que el controli. El robot té dos sensors a sota, un a l'esquerra i un a la dreta, i el programa decideix què fer segons el que detecten.

Què detecta	Què fa	Llums
La línia als dos sensors	Avança recte	Verd
La línia només a la dreta	Gira a la dreta per tornar-hi	Esquerra vermella Dreta verda
La línia només a l'esquerra	Gira a l'esquerra per tornar-hi	Dreta vermella Esquerra verda
Cap sensor veu la línia	Para i retrocedeix per tornar-la a trobar	Vermell

Les llums permeten veure i entendre què «està pensant» el robot en cada moment.

Per què és important?

Treballa el pensament lògic i la resolució de problemes. El resultat del codi es veu de seguida: si és correcte, el robot segueix el camí; si no, cal descobrir per què i arreglar-ho. Així s'aprèn a tenir paciència, a analitzar errors i a treballar de manera metòdica.

Què s'aprèn?

Aquest projecte és un primer contacte real amb la programació en Python, el mateix llenguatge que fan servir els professionals a tot el món. Concretament, s'aprèn a:

Donar instruccions pas a pas a una màquina, de forma clara i ordenada.
Prendre decisions amb condicions: «si passa això, fes allò».
Repetir accions amb un bucle perquè el robot funcioni de manera contínua.
Fer servir variables, per exemple per guardar la velocitat i poder-la canviar fàcilment.
Llegir sensors i fer que el robot reaccioni al que «veu» del seu entorn.
Provar, equivocar-se i corregir, la part més important de qualsevol programador.

Conceptes de Python que es fan servir

Per escriure aquest codi cal dominar aquestes idees bàsiques:

Importar biblioteques (import): fer servir codi ja preparat, com el que controla la placa micro:bit i el robot.
Crear un objecte (robot = Cutebot()): «activar» el robot dins del programa perquè el puguem manar.
Variables (VN = 67): una «caixa» amb nom on guardem un valor, com la velocitat normal o la lenta.
Funcions i mètodes (robot.motors(), print()): ordres amb nom que fan una tasca concreta, a les quals podem passar valors.
Bucle infinit (while True): repetir les mateixes instruccions per sempre.
Condicions (if): executar unes ordres només si es compleix una situació.
Comparar valors (==): preguntar si dues coses són iguals. No és el mateix que =, que serveix per guardar un valor.
Valors Cert/Fals (True i False): la resposta d'un sensor, que veu la línia o no la veu.
Combinar condicions (and): comprovar que passen dues coses alhora, com «el sensor esquerre i el dret».
Guardar dos valors alhora (esq, dre = robot.linia()): rebre la lectura dels dos sensors en una sola ordre.
Mostrar informació (print): veure per pantalla què mesura el robot, molt útil per detectar errors.
Sagnat (indentació): en Python, els espais al principi de la línia indiquen quines ordres formen part del bucle o de la condició.
Nombres negatius (-20): per fer que el robot vagi cap enrere.

Preguntes freqüents

Què és un robot seguidor de línia?

És un robot que segueix sol una línia dibuixada a terra. Dos sensors situats a sota detecten si veuen la línia, i el programa decideix si ha d'avançar, girar o retrocedir.

Quin llenguatge de programació es fa servir en aquest projecte?

Python, concretament MicroPython, amb la placa micro:bit i el robot Cutebot d'ElecFreaks.

A qui va dirigit?

A alumnes de secundària. És el primer projecte de programació en Python de les extraescolars de RobotSitges, a Sitges.

Quins conceptes de programació s'aprenen?

Variables, bucles, condicions, valors Cert/Fals i lectura de sensors, entre d'altres.

Per saber-ne més

Tutorials del robot Cutebot (ElecFreaks, en anglès)
micro:bit Educational Foundation (en anglès)
Python.org, el web oficial del llenguatge (en anglès)
MicroPython.org, el web oficial de la versió de Python per a microcontroladors (en anglès)
Documentació de MicroPython per a micro:bit (en anglès)

Per investigar:

Com decideix el robot cap a on ha de girar?
Què passaria si es canviés la velocitat?
Per què el robot retrocedeix quan cap sensor veu la línia?
Què passaria si es llegís només un sensor en lloc de dos?
Fins a quina velocitat segueix bé una corba molt tancada?
Quins canvis caldria fer al programa perquè seguís un circuit més difícil?

Veure el codi del projecte

robot_seguidor.pyPython

from microbit import *from cutebot import Cutebotrobot=Cutebot()VN=67VL=0robot.apaga_llums()while True:    distancia=robot.distancia()    print(distancia)    esq, dre= robot.linia()    print(esq, dre)    if esq==False and dre==False:        robot.stop()        robot.motors(-20, -20)        robot.llums(255,0,0)    if esq==True and dre==True:         robot.llums(0,255,0)         robot.motors(VN, VN)    if esq==False and dre==True:         robot.motors(VN, VL)         robot.llum(Cutebot.LLUM_ESQ ,255,0,0)         robot.llum(Cutebot.LLUM_DRE ,0,255,0)    if esq==True and dre==False:        robot.motors(VL, VN)        robot.llum(Cutebot.LLUM_DRE ,255,0,0)        robot.llum(Cutebot.LLUM_ESQ ,0,255,0)