Crear un sonar en Arduino con un servo y un sensor de ultrasónico HC-SR04

Ya vimos como medir distancias con un sensor ultrasonico, ahora crearemos un sonar con él. Para ello lo pondremos encima de un servo que ira girando el sensor de 5 en 5 grados. Cada movimiento hará tres medidas con el sensor de la cual tomara la mediana (ya vimos que esto se hace para reducir el ruido). Esos datos serán enviados al puerto serie como «angulo, distancia». Para que luego los muestre un programa realizado en processing.

#include <Servo.h> // incluir la biblioteca para controlar el servo

Servo myservo; // declarar un objeto de tipo Servo

int trigPin = 12;  // pin para el trigger del sensor
int echoPin = 11; // pin para el echo del sensor
int angle = 0; // ángulo actual del servo

void setup() {
  Serial.begin(9600); // inicializar el puerto serie
  myservo.attach(9); // conectar el servo al pin 9
  pinMode(trigPin, OUTPUT); // configurar el pin trigger como salida
  pinMode(echoPin, INPUT); // configurar el pin echo como entrada
}

void loop() {
  for (angle = 0; angle <= 180; angle += 5) {
    myservo.write(angle); //movemos el servo
    delay(100); //para que el servo no este moviendose
    int distance = getMedianDistance(); // distancia medida por el sensor
    Serial.print(angle);
    Serial.print(", ");
    Serial.println(distance);
    delay(50);
  }
  for (angle = 180; angle >= 0; angle -= 5) {
    myservo.write(angle); //movemos el servo
    delay(100); //para que el servo no este moviendose
    int distance = getMedianDistance(); // distancia medida por el sensor
    Serial.print(angle);
    Serial.print(", ");
    Serial.println(distance);
    delay(50);
  }
}

int cmp_desc(const void *c1, const void *c2){  
  return *((int *)c2) - *((int *)c1);
}

int getMedianDistance() {
  int distances[3];
  for (int i = 0; i < 3; i++) { //3 mediciones
    long duration, distance;
    digitalWrite(trigPin, LOW);
    delayMicroseconds(2);
    digitalWrite(trigPin, HIGH);
    delayMicroseconds(10);
    digitalWrite(trigPin, LOW);
    duration = pulseIn(echoPin, HIGH);
    distance = (duration / 2) / 29.1;
    distances[i] = distance;
  }

  //ordenamos
  qsort(distances, 3, sizeof(int), cmp_desc);
  
  //tomamos la mediana (el central)
  return distances[1];
}

Para dibujar el resultado usaremos el siguiente programa en processing:

import processing.serial.*;

Serial port;
boolean drawLines = true; // indica si se deben dibujar las líneas
int x0, y0; // coordenadas del punto central
float r = 100; // radio
float angle, distance; // ángulo y distancia leídos desde el puerto serie
float zoom = 2.0; //multiplicamos la distancia para mejorar la visualizacion
int radio = 50; //se usa pra dibujar los circulos del fondo del radar

void setup() {
  size(400, 400);
  x0 = width / 2;
  y0 = height - 50;
  String portName = Serial.list()[0]; // elegir el primer puerto serie disponible
  port = new Serial(this, portName, 9600); // inicializar el puerto serie
  drawBackground();
}

void draw() {
  if (port.available() > 0) {
    String data = port.readStringUntil('\n'); // leer los datos desde el puerto serie
    if (data != null) {      
      String[] values = split(data, ','); // separar los datos en grados y distancia
      if(values.length == 2){ //tiene que haber dos datos
        angle = float(values[0]) / 180 * PI; // convertir los grados a radianes
        if (angle == 0.0) { //si angulo es 0 limpiamos el radar          
          drawBackground();
        }
        distance = float(values[1])*zoom;
        float x = x0 + cos(angle) * distance; // calcular las coordenadas x,y
        float y = y0 - sin(angle) * distance;
        println(distance, angle, x, y);
        stroke(0, 255, 0);
        fill(0, 255, 0);
        ellipse(x, y, 5, 5); // dibujar un punto en las coordenadas calculadas
      }
    }
  }
}

void drawBackground(){ //dibuja el fondo con forma de radar
  background(0);
  noFill();
  radio = 50;
  for (int i = 0; i < 10; i++) {
    stroke(100, 200, 100);
    strokeWeight(2);
    ellipse(x0, y0, 2 * radio, 2 * radio);
    radio += 50;
  }
}

Vamos a centrarnos en la parte que dibuja los datos

Primero vemos si el puerto está disponible, si hay datos en el puesto y si tenemos dos valores separados por una coma:

 if (port.available() > 0) {
    String data = port.readStringUntil('\n'); // leer los datos desde el puerto serie
    if (data != null) {      
      String[] values = split(data, ','); // separar los datos en grados y distancia
      if(values.length == 2){ //tiene que haber dos datos

Convertimos el angulo a radianes:

angle = float(values[0]) / 180 * PI; // convertir los grados a radianes

Ajustamos la distancia para que se vea bien en el canvas:

distance = float(values[1])*zoom;

Finalmente teniendo el angulo y la distancia proyectamos el punto usando, nuestra por todos querida (¿verdad?), trigonometría:

 float x = x0 + cos(angle) * distance; // calcular las coordenadas x,y
 float y = y0 - sin(angle) * distance;

La variables x0 y y0 son las coordenadas del centro de nuestro radar.

El resultado tiene este aspecto:

¡Ojo! Tener en cuenta que la orientación en el radar no tiene porque coincidir con el del sensor, puedes girar el sensor y la imagen de la pantalla no se girará. Seguramente ahora parezca una tontería pero cuando los datos salen invertidos horizontalmente puede resultar confuso.

Puedes ver todo esto en este vídeo de mi canal de Youtube:

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Como pedirle a ChatGPT que cree el código para un proyecto de software

Como es un post muy largo he decidido ponerlo en formato vídeo, podrás visualizarlo en mi canal de Youtube haciendo click en la imagen:

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El texto del ejemplo es el siguiente:

Descripción del proyecto:

Entidad: Usuario
Campos: Id, Nombre, Apellido, Fecha de Alta, Alta (si/no), Rol, Proyectos (N a N)
Operaciones: crear, eliminar, actualizar
Vistas: Listado (con buscador), Editar

Entidad: Proyecto
Campos: Id, Nombre, Descripcion, Fecha de creacion, Propietario (FK usuario), Usuarios (N a N)
Operaciones: crear, listar, eliminar, actualizar, buscar por fecha de creación
Vistas: Listado (con buscador), Editar
Validaciones: El nombre del proyecto no puede estar en blanco ni contener la palabra "patata". La descripción debe eliminar tags HTML

Entidad: Tarea
Campos: Id, Nombre, Descripcion, Fecha de inicio, Tarea Padre (FK tarea), Proyecto (FK proyecto), Dias de duracion, Prioridad (1-5)
Operaciones: crear, listar, eliminar, actualizar, buscar por fecha de creación, recuperar todas las tareas ordenadas por fecha de creación
Vistas: Listado (con buscador), Editar

El proyecto va tener una API Rest en J2EE con Spring con las capas de controladores, servicio y persistencia. 
La vista será un proyecto en Angular 12 sobre NodeJS que consumirá la API

Como crear un chat que hable de tus productos con ChatGPT

ChatGPT es un chatbot maravilloso para hablar de cualquier cosa, pero esta virtud también es un problema si queremos usar sus capacidades para la conversación pero limitar sus temas a los que nosotros nos interesan, en este caso de ejemplo nuestros productos. Para ello crearemos un texto que resume la información de nuestros productos. La primera línea de ese texto será un titulo:

«Información sobre el libro»

Debajo añadiremos todo el texto de las características de nuestros productos.

Ahora viene el truco, para que funcione tenemos que tomar la pregunta que le realice nuestro usuario (la representaremos con un asterisco *) y la rodearemos del siguiente texto:

Según el texto «Información sobre el libro» responde a la pregunta: «¿*?» Si no puedes responder di solo «No lo se»

De tal manera que obligaremos a ChatGPT a responder solo sobre el texto «Información sobre el libro» o, si no la pregunta no trata sobre ese texto, responder «no lo se».

Por ejemplo la pregunta: ¿En que idioma está escrito?

Se transformara en: Según el texto «Información sobre el libro» responde a la pregunta: «¿En que idioma está escrito?» Si no puedes responder di solo «No lo se»

Y como respuesta: En español

Si le preguntamos: ¿Cuando descubrió Colón América?

Que se transformara en: Según el texto «Información sobre el libro» responde a la pregunta: «¿Cuando descubrió Colón América?» Si no puedes responder di solo «No lo se»

Responderá: No lo se.

Puedes ver un vídeo donde realizo una demostración este tema en mi canal de Youtube:

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Medir distancias con Arduino y el sensor de ultrasónico HC-SR04

El sensor HC-SR04 utiliza el principio de medición de tiempo de eco para determinar la distancia a un objeto. Consiste en un emisor de ultrasonidos y un receptor.

Cuando el emisor de ultrasonidos es activado, envía un pulso de sonido de alta frecuencia. Este pulso se refleja en un objeto cercano y vuelve al receptor. El sensor mide el tiempo transcurrido desde que se envió el pulso hasta que se recibió el eco y utiliza esta información para calcular la distancia del objeto.

La distancia se calcula utilizando la fórmula: d = (t * v) / 2 donde t es el tiempo transcurrido desde el envío del pulso hasta la recepción del eco, y v es la velocidad del sonido (en cm por microsegundo). El 2 es porque el sonido tiene que recorrer la distancia 2 veces, una para ir y otra para volver al sensor.

El sensor HC-SR04 tiene dos pines, TRIG (disparador) y ECHO (eco), que se utilizan para enviar y recibir el pulso de sonido, respectivamente. El Arduino se comunica con el sensor mediante estos pines para activar el emisor, medir el tiempo de eco y calcular la distancia.

En nuestro ejemplo conectamos el pin TRIG del sensor al pin 9 del Arduino, el pin ECHO al pin 8, el pin Vcc al pin 5V y el pin GND al pin GND.

En el bucle principal loop(), se envía un pulso de 10 microsegundos al pin TRIG para iniciar la medición de distancia. Luego, se mide el tiempo que tarda el pulso en volver al pin ECHO utilizando la función pulseIn().

A continuación, se calcula la distancia en cm utilizando la fórmula antes vista.

const int TRIGGER_PIN = 8;
const int ECHO_PIN = 9;
const double VEL_SOUND = 34000.0 / 1000000.0;
void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(ECHO_PIN, INPUT);
  pinMode(TRIGGER_PIN, OUTPUT); 
}
void loop() {
  // Envía un pulso de 10 microsegundos al TRIGGER_PIN
  digitalWrite(TRIGGER_PIN, HIGH);
  delayMicroseconds(10);
  // Detiene el pulso
  digitalWrite(TRIGGER_PIN, LOW);
  
  // Lee el tiempo que tarda el pulso en volver al ECHO_PIN
  long duration = pulseIn(ECHO_PIN, HIGH);  
  // Convierte el tiempo en distancia (en cm)
  double distance = (duration * VEL_SOUND ) / 2.0; 
  
  Serial.print("Duracion: ");
  Serial.print(duration);
  Serial.print(" Distancia: ");
  Serial.println(distance);
  delay(100);
}

Los sensores ultrasonidos son una forma barata de medir distancias. Por otro lado para distancias muy cercanas o muy lejanas el sensor puede no funcionar. Tampoco da buenos resultados para objetos en movimiento, o de según que materiales o formas.

Es un sensor expuesto a ruidos. Las mayores fuentes de ruido son los ruidos sonoros ambiente en la misma frecuencia y los ecos.

Para reducirlo vamos a usar un filtro de mediana tomando 3 muestras de cada medida. A mayor número de muestras más seguro estaremos pero más tiempo tardaremos en tener una medida lo cual reducirá la frecuencia de muestreo (no confundir con la frecuencia del sonido enviado)

Vamos a ver el código para implementar un filtro de mediana de en el ejemplo anterior:

const int TRIGGER_PIN = 8;
const int ECHO_PIN = 9;
const double VEL_SOUND = 34000.0 / 1000000.0;
void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(ECHO_PIN, INPUT);
  pinMode(TRIGGER_PIN, OUTPUT); 
}
void loop() {
  // Convierte el tiempo en distancia (en cm)
  long duration = readDuration();
  double distance = (duration * VEL_SOUND) / 2.0; 
  
  Serial.print("Duracion: ");
  Serial.print(duration);
  Serial.print(" Distancia: ");
  Serial.println(distance);
}
long readDuration(){
  long a,b,c;
  a = readSensor();
  delay(50);
  b = readSensor();
  delay(50);
  c = readSensor();
  delay(50);
  return medianFilter(a,b,c);
}
long readSensor(){
  // Envía un pulso de 10 microsegundos al TRIGGER_PIN
  digitalWrite(TRIGGER_PIN, HIGH);
  delayMicroseconds(10);
  // Detiene el pulso
  digitalWrite(TRIGGER_PIN, LOW);  
  
  // Lee el tiempo que tarda el pulso en volver al ECHO_PIN
  long duration = pulseIn(ECHO_PIN, HIGH);  
}
long medianFilter(long a, long b, long c) {
    long temp;
    if (a > b) { // Ordenar a, b
        temp = a;
        a = b;
        b = temp;
    }
    if (b > c) { // Ordenar b, c
        temp = b;
        b = c;
        c = temp;
    }
    if (a > b) { // Ordenar a, b de nuevo
        temp = a;
        a = b;
        b = temp;
    }
    return b; // El valor medio es el segundo de los tres números ordenados
}

Puedes ver un vídeo sobre este tema en mi canal de Youtube:

Haz click para ver el vídeo en mi canal de Youtube

ChatGPT explica cómo usar un LED RGB con Arduino

¡ATENCION!

Este texto ha sido escrito en su totalidad por ChatGPT, mi labor ha sido elegir y ordenar los bloques de texto a usar. Podéis comparar el resultado con el artículo que escribí sobre el mismo tema aquí (algo así como hombre vs máquina) Tenéis un vídeo donde explico el proceso de elaboración aquí

Un LED RGB es un tipo de LED que puede emitir luz de distintos colores. Esto se logra mediante la combinación de tres colores básicos: rojo, verde y azul. Cada uno de estos colores se controla por una patilla o pin del LED.

Para usar un LED RGB con una placa Arduino UNO, necesitarás tener los siguientes materiales:

  • Una placa Arduino UNO
  • Un LED RGB
  • Tres resistencias de 220 ohmios (una para cada pin del LED)
  • Cuatro cables jumper

El primer paso será conectar las patillas o pines del LED RGB a la placa Arduino. Cada pin se conectará a uno de los pines digitales de la placa Arduino a través de una resistencia de 220 ohmios. Por ejemplo, podrías conectar el pin rojo del LED al pin digital 9 de la placa Arduino, el pin verde al pin digital 10 y el pin azul al pin digital 11. Asegúrate de conectar la patilla negativa o común del LED al GND de la placa.

Una vez que hayas conectado el LED, puedes escribir el código en Arduino para controlar el color del LED. En el código, debes especificar qué pin se utilizará para controlar cada color. Por ejemplo, para encender el LED rojo, debes poner el pin 9 en alto (HIGH) y los otros dos pines en bajo (LOW).

A continuación te presentamos un ejemplo de código en Arduino para encender el LED RGB en distintos colores:

const int redPin = 9;
const int greenPin = 10;
const int bluePin = 11;

void setup() {
  // Inicializamos los pines digitales como salidas
  pinMode(redPin, OUTPUT);
  pinMode(greenPin, OUTPUT);
  pinMode(bluePin, OUTPUT);
}

void loop() {
  // Encendemos el LED rojo
  digitalWrite(redPin, HIGH);
  digitalWrite(greenPin, LOW);
  digitalWrite(bluePin, LOW);
  delay(1000);

  // Encendemos el LED verde
  digitalWrite(redPin, LOW);
  digitalWrite(greenPin, HIGH);
  digitalWrite(bluePin, LOW);
  delay(1000);

  // Encendemos el LED azul
  digitalWrite(redPin, LOW);
  digitalWrite(greenPin, LOW);
  digitalWrite(bluePin, HIGH);
  delay(1000);

  // Encendemos el LED en amarillo (rojo + verde)
  digitalWrite(redPin, HIGH);
  digitalWrite(greenPin, HIGH);
  digitalWrite(bluePin, LOW);
  delay(1000);

  // Encendemos el LED en magenta (rojo + azul)
  digitalWrite(redPin, HIGH);
  digitalWrite(greenPin, LOW);
  digitalWrite(bluePin, HIGH);

Regular la intensidad de los colores

se puede usar la técnica de modulación por ancho de pulso (PWM) para controlar la intensidad de cada color del LED RGB. Con PWM, puedes controlar el porcentaje de tiempo que cada pin del LED está en alto y, de esta manera, ajustar la intensidad de cada color.

Para usar PWM con el LED RGB, debes utilizar las funciones analogWrite() en lugar de digitalWrite(). Esta función toma dos argumentos: el número del pin al que quieres enviar el pulso y un valor

entero entre 0 y 255 que indica la intensidad del pulso. Por ejemplo, si quieres enviar un pulso del 50% de intensidad al pin 9, debes utilizar el siguiente código:

analogWrite(9, 128);

A continuación te presentamos un ejemplo de código en Arduino para controlar la intensidad de cada color del LED RGB mediante PWM:

const int redPin = 9;
const int greenPin = 10;
const int bluePin = 11;

void setup() {
  // Inicializamos los pines digitales como salidas
  pinMode(redPin, OUTPUT);
  pinMode(greenPin, OUTPUT);
  pinMode(bluePin, OUTPUT);
}

void loop() {
  // Ajustamos la intensidad de cada color
  analogWrite(redPin, 255);   // Rojo al máximo
  analogWrite(greenPin, 128); // Verde al 50%
  analogWrite(bluePin, 0);    // Azul apagado
  delay(1000);
}

Con esto podrás controlar la intensidad de cada color del LED RGB y, de esta manera, obtener una amplia gama de colores y tonos.

A continuación te presentamos un ejemplo de código en Arduino para generar distintos colores mediante la intensidad de cada color:

const int redPin = 9;
const int greenPin = 10;
const int bluePin = 11;

void setup() {
  // Inicializamos los pines digitales como salidas
  pinMode(redPin, OUTPUT);
  pinMode(greenPin, OUTPUT);
  pinMode(bluePin, OUTPUT);
}

void loop() {
  // Generamos el color rojo
  analogWrite(redPin, 255);   // Rojo al máximo
  analogWrite(greenPin, 0);   // Verde apagado
  analogWrite(bluePin, 0);    // Azul apagado
  delay(1000);

  // Generamos el color verde
  analogWrite(redPin, 0);     // Rojo apagado
  analogWrite(greenPin, 255); // Verde al máximo
  analogWrite(bluePin, 0);    // Azul apagado
  delay(1000);

  // Generamos el color azul
  analogWrite(redPin, 0);     // Rojo apagado
  analogWrite(greenPin, 0);   // Verde apagado
  analogWrite(bluePin, 255);  // Azul al máximo
  delay(1000);

  // Generamos el color amarillo (rojo + verde)
  analogWrite(redPin, 255);   // Rojo al máximo
  analogWrite(greenPin, 255); // Verde al máximo
  analogWrite(bluePin, 0);    // Azul apagado
  delay(1000);

  // Generamos el color magenta (rojo + azul)
  analogWrite(redPin, 255);   // Rojo al máximo
  analogWrite(greenPin, 0);   // Verde apagado
  analogWrite(bluePin, 255);  // Azul al máximo
  delay(1000);

  // Generamos el color cyan (verde + azul)
  analogWrite(redPin, 0);     // Rojo apagado
  analogWrite(greenPin, 255); // Verde al máximo
  analogWrite(bluePin, 255);  // Azul al máximo
  delay(1000);

  // Generamos el color blanco (rojo + verde + azul al máximo)
  analogWrite(redPin, 255);   // Rojo al máximo
  analogWrite(greenPin, 255); // Verde al máximo
  analogWrite(bluePin, 255);  // Azul al máximo
  delay(1000);
}

LED de ánodo y de cátodo común

Un LED RGB con cátodo común es un tipo de LED en el que todas las patillas o pines de los colores rojo, verde y azul están conectadas a una misma patilla o pin común, que se conoce como cátodo. Esta patilla suele ser la patilla más larga del LED y se conecta al GND o a un voltaje negativo.

Por otro lado, un LED RGB con ánodo común es un tipo de LED en el que todas las patillas o pines de los colores rojo, verde y azul están conectadas a una misma patilla o pin común, que se conoce como ánodo. Esta patilla suele ser la patilla más corta del LED y se conecta a un voltaje positivo.

La principal diferencia entre estos dos tipos de LED RGB es el polo al que se conectan las patillas de los colores. En el caso del LED RGB con cátodo común, las patillas de los colores se conectan al GND o a un voltaje negativo, mientras que en el caso del LED RGB con ánodo común, las patillas de los colores se conectan a un voltaje positivo.

En cuanto a su uso con una placa Arduino, no hay mucha diferencia entre ambos tipos de LED RGB. La única diferencia es que, en el caso del LED RGB con cátodo común, debes conectar las patillas de los colores a los pines digitales de la placa Arduino a través de resistencias y luego poner estos pines en alto (HIGH) para encender los colores, mientras que en el caso del LED RGB con ánodo común, debes conectar las patillas de los colores a los pines digitales de la placa Arduino a través de resistencias y luego poner estos pines en bajo (LOW) para encender los colores.

A continuación te presentamos un ejemplo de código en Arduino para controlar un LED RGB con cátodo común y otro para controlar un LED RGB con ánodo común:

Código para LED RGB con cátodo común:

const int redPin = 9;
const int greenPin = 10;
const int bluePin = 11;

void setup() {
  // Inicializamos los pines digitales como salidas
  pinMode(redPin, OUTPUT);
  pinMode(greenPin, OUTPUT);
  pinMode(bluePin, OUTPUT);
}

void loop() {
  // Encendemos el LED rojo
  digitalWrite(redPin, HIGH);
  digitalWrite(greenPin, LOW);
  digitalWrite(bluePin, LOW);
  delay(1000);

  // Encendemos el LED verde
  digitalWrite(redPin, LOW);
  digitalWrite(greenPin, HIGH);
  digitalWrite(bluePin, LOW);
  delay(1000);

  // Encendemos el LED azul
  digitalWrite(redPin, LOW);
  digitalWrite(greenPin, LOW);
  digitalWrite(bluePin, HIGH);
  delay(1000);
}

Código para LED RGB con ánodo común:

const int redPin = 9;
const int greenPin = 10;
const int bluePin = 11;

void setup() {
  // Inicializamos los pines digitales como salidas
  pinMode(redPin, OUTPUT);
  pinMode(greenPin, OUTPUT);
  pinMode(bluePin, OUTPUT);
}

void loop() {
  // Encendemos el LED rojo
  digitalWrite(redPin, LOW);
  digitalWrite(greenPin, HIGH);
  digitalWrite(bluePin, HIGH);
  delay(1000);

  // Encendemos el LED verde
  digitalWrite(redPin, HIGH);
  digitalWrite(greenPin, LOW);
  digitalWrite(bluePin, HIGH);
  delay(1000);

  // Encendemos el LED azul
  digitalWrite(redPin, HIGH);
  digitalWrite(greenPin, HIGH);
  digitalWrite(bluePin, LOW);
  delay(1000);
}

Una manera de distinguir entre un LED RGB con cátodo común y con ánodo común es observar la longitud de las patillas o pines del LED. En el caso del LED RGB con cátodo común, la patilla o pin común (cátodo) suele ser la más larga y se conecta al GND o a un voltaje negativo, mientras que las patillas o pines de los colores rojo, verde y azul suelen ser más cortas y se conectan a los pines digitales de la placa Arduino a través de resistencias.

En el caso del LED RGB con ánodo común, la patilla o pin común (ánodo) suele ser la más corta y se conecta a un voltaje positivo, mientras que las patillas o pines de los colores rojo, verde y azul suelen ser más largas y se conectan a los pines digitales de la placa Arduino a través de resistencias.

Otra forma de distinguir entre ambos tipos de LED RGB es revisar el datasheet o hoja de datos del LED. En este documento se suele especificar el tipo de LED (cátodo común o ánodo común) y el voltaje y corriente máximos que soporta cada patilla o pin.

ChatGPT y el problema de las cinco casas. ¿Es capaz usar el razonamiento lógico?

«El problema de las cinco casas» es un problema de lógica. A partir de un conjunto de enunciados hay que poner toda la información en «orden» para poder deducir de quien es cada cosa (casa, bebida, tabaco, nacionalidad, mascota). El enunciado es el siguiente:

En una calle hay cinco casas, cada una de un color distinto. En cada casa vive una persona de distinta nacionalidad. Cada dueño bebe un único tipo de bebida, fuma una sola marca de cigarrillos y tiene una mascota diferente a sus vecinos.

  • El británico vive en la casa roja.
  • El sueco tiene un perro como mascota.
  • El danés toma té.
  • El noruego vive en la primera casa.
  • El alemán fuma Prince.
  • La casa verde está inmediatamente a la izquierda de la blanca.
  • El dueño de la casa verde bebe café.
  • El propietario que fuma Pall Mall cría pájaros.
  • El dueño de la casa amarilla fuma Dunhill.
  • El hombre que vive en la casa del centro bebe leche.
  • El vecino que fuma Blends vive al lado del que tiene un gato.
  • El hombre que tiene un caballo vive al lado del que fuma Dunhill.
  • El propietario que fuma Bluemaster toma cerveza.
  • El vecino que fuma Blends vive al lado del que toma agua.
  • El noruego vive al lado de la casa azul.

¿Quién es el dueño del pez?

La respuesta correcta a este problema puede verse en la siguiente tabla (El pez es la mascota del alemán):

Casa Color Nacionalidad Bebida Cigarrillos Mascota
1 Amarilla Noruego Agua Durnhill Gato
2 Azul Danés Blends Caballo
3 Roja Británico Leche Pall Mall Pájaros
4 Verde Alemán Café Prince Pez
5 Blanca Sueco Cerveza Bluemaster Perro

Una de las cosas más complicadas que tiene este problema es que hay celdas de la tabla que no se rellenan directamente con los datos del enunciado, se rellenan por descarte, es decir, como todas las demás opciones están «ocupadas» solo puede ser la que queda libre. Eso añade una capa más de complejidad. Vamos a ver como lo ha resuelto (o intentado resolver) chatGPT:

"Podemos seguir el siguiente proceso para resolver este problema:

  1. El noruego vive en la primera casa, que es de color azul.
  2. La casa verde está inmediatamente a la izquierda de la blanca, por lo que la casa blanca es la tercera.
  3. El dueño de la casa verde bebe café.
  4. El vecino que fuma Blends vive al lado del que tiene un gato y al lado del que toma agua. El dueño de la casa blanca fuma Blends.
  5. El hombre que vive en la casa del centro bebe leche, por lo que la casa amarilla es la segunda.
  6. El dueño de la casa amarilla fuma Dunhill.
  7. El hombre que tiene un caballo vive al lado del que fuma Dunhill, por lo que el dueño de la casa roja tiene un caballo.
  8. El británico vive en la casa roja.
  9. El propietario que fuma Pall Mall cría pájaros.
  10. El vecino que fuma Bluemaster toma cerveza.
  11. Con esta información, podemos armar el siguiente cuadro:
Casa Color Nacionalidad Bebida Cigarrillos Mascota
1 azul noruego agua Blends gato
2 amarilla alemán leche Dunhill pájaros
3 blanca británico Pall Mall caballo
4 verde danés café Bluemaster perro
5 roja sueco cerveza Prince

Por lo tanto, el dueño del pez es el sueco."

La respuesta es incorrecta. Viendo sus explicaciones se nota que intenta razonar pero falla en algunos pasos. Como si no pudiera tener en cuenta todas las condiciones y simplemente ignorase algunas. Algunos ejemplos:

Viendo la tabla le ha asignado el pez al sueco, por descarte. Pero es el propio enunciado el que descarta esa posibilidad: «El sueco tiene un perro como mascota.».

Y no es la única, asigna al noruego la casa azul, es su primera conclusión: «El noruego vive en la primera casa, que es de color azul» sin embargo el enunciado lo descarta: «El noruego vive al lado de la casa azul». Parece que no ha entendido «al lado» o directamente a descartado esa condición.

Se ven intentos de componer reglas a partir de otras ya presentes: «El vecino que fuma Blends vive al lado del que tiene un gato y al lado del que toma agua. El dueño de la casa blanca fuma Blends.» La parte del gato y el agua la ha sacado del enunciado, sin embargo la parte de «El dueño de la casa blanca fuma Blends.» es una deducción, incorrecta, de la propia chatGPT.

En el fondo se ve que apunta en la dirección correcta, pero quizás el problema es demasiado complejo.

El problema de las tres casas

Hay dos posibilidades, que la capacidad de «razonamiento lógico» de chatGPT no sea capaz de llegar tan profundo con tantas condiciones o que al ser «el problema de las cinco casas» algo tan habitual en Internet que en los datos usados para el aprendizaje de GPT estuvieran varias versiones del mismo y lo que estamos viendo es un espejismo. Algo que parece razonar pero solo escribe trozos de ejemplos ya vistos. Para probar si chatGPT es capaz de razones correctamente vamos a crear un problema mucho mas simple y que no este en Internet.

Partiremos de la siguiente tabla:

Casa Color Nacionalidad Mascota
1 Azul Noruego Gato
2 Verde Francés Perro
3 Roja Británico Pez

Con esta tabla crearemos un enunciado con varias condiciones y le pediremos chatGPT que lo resuelva

"En una calle hay tres casas, cada una de un color distinto. En cada casa vive una persona de distinta nacionalidad. Cada dueño tiene una mascota diferente a sus vecinos.

  • El noruego tiene un gato como mascota
  • La primera casa es de color azul
  • El dueño del gato vive en una casa azul
  • En la primera casa no tienen un perro como mascota
  • El francés vive en la segunda casa
  • El dueño del perro vive en la casa verde
  • La tercera casa es roja
  • El dueño de la tercera casa tienen un pez como mascota
  • El dueño de la casa roja es británico

¿Cuál es el color de la casa del francés?

El francés vive en la segunda casa, que es de color verde."

¡Correcto! Parece que un problema más sencillo si que ha sido capaz de resolverlo. ¿Pero ha sido casualidad? Vamos a pedirle que genere la tabla:

Muéstrame la tabla de respuestas.

"A continuación te presento una tabla con las respuestas a las preguntas planteadas en el enunciado:

Nacionalidad Casa Mascota
Noruego Azul Gato
Francés Verde Perro
Británico Roja Pez

Espero que esta tabla te sea de ayuda."

La tabla es correcta, por lo que ha sido capaz de rellenar los huecos. Al igual que el problema original la única forma de rellenar todos los huecos es completar por «descarte». Así que chatGPT tiene capacidades de razonamiento lógico.

Puedes ver un vídeo con la prueba en mi canal de Youtube:

Haz click para ver el vídeo en mi canal de Youtube

ChatGPT y la teoría de la mente

Vamos a comprobar si ChatGPT es capaz de simular que posee «teoría de la mente«, explicándolo brevemente la teoría de la mente es la capacidad de ponerse en el lugar de otro y ver el mundo desde su punto de vista con el conocimiento que él posee. Esta claro que ChatGPT no posee un verdadera teoría de la mente, no tiene complejidad suficiente, pero vamos a probar si es capaz de simularlo.

Para probarlo vamos a pasarle a ChatGPT una historia con varios personajes a ver si es capaz de entender que es lo que cada uno sabe. Empezaremos por algo sencillo.

Entrada:

"Peter tiene dos cajas enfrente suyo, una de color rojo y otra de color azul. Peter ve como Bob mete una manzana en la caja roja" ¿En que caja buscará Peter la manzana?

ChatGPT:

Peter buscará la manzana en la caja roja, ya que es la caja en la que Bob metió la manzana.

Correcto, ChatGPT entiende la tarea y la pregunta. Ahora podemos continuar con las verdadera prueba, que Peter sea un personaje con menos información que la propia ChatGPT. En este caso Peter verá a Bob poner la manzana en la caja roja, pero no sabrá que la ha movido a la azul. A diferencia de Peter, ChatGPT si que sabe donde está la manzana, más que nada porque lo cuenta el enunciado. ¿Será capaz de ponerse en el lugar de Peter y filtrar la información que tiene para quedarse solo con la que Peter sabe?

Entrada:

"Peter tiene dos cajas enfrente suyo, una de color rojo y otra de color azul. Peter ve como Bob mete una manzana en la caja roja. Luego, sin que Peter lo vea, Bob cambia la manzana a la caja azul" ¿En que caja buscará Peter la manzana?

ChatGPT:

Peter buscará la manzana en la caja roja, ya que él vio a Bob meter la manzana en la caja roja y no vio que la cambiara a la caja azul. Es posible que Peter sospeche que la manzana puede haber sido trasladada a la caja azul, pero lo más probable es que la busque en la caja roja debido a lo que él vio.

Correcto y con la explicación perfecta. ChatGPT ha sido capaz de ponerse en el lugar de Peter y ver el mundo desde su punto de vista. Para descartar que hay sido casualidad vamos a ponerle el mismo texto pero le preguntaremos por Bob.

¿En que caja buscará Bob la manzana?

ChatGPT:

Bob buscará la manzana en la caja azul, ya que es a donde él mismo la trasladó sin que Peter lo viera.

Yo no lo habría explicado mejor.

Vemos que ChatGPT es capaz de interpretar un texto como si tuviera «teoría de la mente» y es capaz de ponerse en el lugar de otro y simular como percibe el mundo.

Puedes ver un vídeo en mi canal de Youtube donde se explica todo esto:

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Controlar un LED RGB desde Arduino

Hay dos tipos de leds RGB de ánodo común y de cátodo común. En los de ánodo común la pata en común (suele ser más larga) va conectada a 5v, mientras que en las de cátodo común va conectada a GND. Hay que tener en cuenta que los LED de ánodo común usan lógica inversa y cada color se enciende cuando el pin conectado a su patilla se pone a LOW y se apaga a HIGH. Para evitar confusiones usaremos ON y OFF y definiremos su valor usando macros

Podemos conectar cada patilla RGB a cualquier pin digital, colocando un resistencia de 220Ω entre cada patilla y su pin, pero nosotros usaremos pines que posibiliten salidas PWM, luego veremos el porqué. En nuestro caso usaremos los pines 9,10,11 de la placa Arduino UNO, asignaremos a cada pin una macro usadnos #define, la correspondencia será la siguiente:

Color Pin Constante
Rojo 9 LEDR
Verde 10 LEDG
Azul 11 LEDB

Combinando los tres distintos colores se pueden conseguir 8 combinaciones: rojo, verde, azul, amarillo, rosa, celeste y blanco y apagado. En la siguiente tabla podemos ver como conseguir cada color:

Color LEDR LEDG LEDB
Apagado OFF OFF OFF
Rojo ON OFF OFF
Verde OFF ON OFF
Azul OFF OFF ON
Amarillo ON ON OFF
Rosa ON OFF ON
Celeste OFF ON ON
Blanco ON ON ON

El primer paso es configurar el pin de cada LED como escritura. Cada pin tiene asociada una constante: LEDR, LEDG, LEDB.

  pinMode(LEDR, OUTPUT);
  pinMode(LEDG, OUTPUT);
  pinMode(LEDB, OUTPUT);

Una vez hecho eso podemos controlar el estado de cada color con digitalWrite.

Veamos todo esto en un ejemplo que cambia el color del LED cada dos segundos:

#define LEDR 9
#define LEDG 10
#define LEDB 11

//logica directa
#define ON HIGH
#define OFF LOW

//logica inversa
//#define ON LOW
//#define OFF HIGH

void setup() {
  // activar todos los pins del led RGB
  pinMode(LEDR, OUTPUT);
  pinMode(LEDG, OUTPUT);
  pinMode(LEDB, OUTPUT);
}

void loop() {
  //blanco
  digitalWrite(LEDR, ON);
  digitalWrite(LEDG, ON);
  digitalWrite(LEDB, ON);
  delay(2000);
  //rojo
  digitalWrite(LEDR, ON);
  digitalWrite(LEDG, OFF);
  digitalWrite(LEDB, OFF);
  delay(2000);
  //verde
  digitalWrite(LEDR, OFF);
  digitalWrite(LEDG, ON);
  digitalWrite(LEDB, OFF);
  delay(2000);
  //azul
  digitalWrite(LEDR, OFF);
  digitalWrite(LEDG, OFF);
  digitalWrite(LEDB, ON);
  delay(2000);
  //amarillo
  digitalWrite(LEDR, ON);
  digitalWrite(LEDG, ON);
  digitalWrite(LEDB, OFF);
  delay(2000);
  //rosa
  digitalWrite(LEDR, ON);
  digitalWrite(LEDG, OFF);
  digitalWrite(LEDB, ON);
  delay(2000);
  //celeste
  digitalWrite(LEDR, OFF);
  digitalWrite(LEDG, ON);
  digitalWrite(LEDB, ON);
  delay(2000);  
  //apagado 
  digitalWrite(LEDR, OFF);
  digitalWrite(LEDG, OFF);
  digitalWrite(LEDB, OFF);
  delay(2000);  
}

Regular el brillo del LED para conseguir más colores

Aunque lo habitual es usar los LED como si fueran una salida digital se puede usar como si fuera una salida analógica PWM. Con esto podemos conseguir regular la luminosidad de los distintos LED. Cuando usemos lógica inversa, recuerda que 0 es el mayor valor de luminosidad y 255 el menor. Podemos ajustar cada uno de los tres colores de forma diferente. Regulando la intensidad de cada uno de los tres canales podemos conseguir otros colores. En teoría más de 16 millones (256*256*256) aunque en realidad suelen permitir muchos menos colores distinguibles.

En el siguiente ejemplo vamos como usar anologWrite en lugar de digitalWrite para obtener el color naranja.

//naranja logica directa
analogWrite(LEDR, 255); //maximo
analogWrite(LEDG, 128) ;//medio
analogWrite(LEDB, 0); //minimo

//naranja logica inversa
analogWrite(LEDR, 0); //maximo
analogWrite(LEDG, 128); //medio
analogWrite(LEDB, 255); //minimo

Otro ejemplo, el siguiente código recorre toda la gama de colores:

#define LEDR 9
#define LEDG 10
#define LEDB 11

void setup() {
  pinMode(LEDR, OUTPUT);
  pinMode(LEDG, OUTPUT);
  pinMode(LEDB, OUTPUT);
}

void loop() {
  for(byte r = 0; r < 255; r+=5){
    for(byte g = 0; g < 255; g+=5){
      for(byte b = 0; b < 255; b+=5){
        analogWrite(LEDR, r);
        analogWrite(LEDG, g);
        analogWrite(LEDB, b); 
        delay(5);    
      }
    }
  }
}

Puedes ver como funciona en el siguiente vídeo de mi canal de Youtube:

Haz click para ver el vídeo en mi canal de Youtube

Diversos dilemas del tranvía planteados a ChatGPT

Si intentas plantear el dilema del tranvía a ChatGPT y tener una respuesta clara vas a tenerlo complicado, es la IA más políticamente correcta del mundo, lograr que se moje en temas con vidas humanas y muertes es complicado. De hecho es mejor evitar usar explícitamente palabras como «muerte, matar, asesinato,…». O corres el riesgo de llevarte una advertencia de OpenAI.

La forma de lograrlo ha sido proponiéndole que complete una historia que no es otra que el clásico problema del tranvía:

Estoy escribiendo un relato, ¿Puedes completarlo?

"Peter está en el andén cuando ve como un tren sin frenos se aproxima a una vía donde hay cinco trabajadores que no podrán salvarse de ser arrollados. Junto a Peter hay una palanca que puede desviar el tren a otra vía, pero en esa vía hay un trabajador. Peter duda: "¿Debo condenar a un individuo para salvar a cinco?". ¡No hay tiempo tiene que actuar!...."

el dilema del tranvía tiene muchas versiones así que ademas de probar la clásica podemos ponerle a prueba con una versión que suele hacer que la gente que elige tirar de la palanca cambie de elección:

Estoy escribiendo un relato, ¿Puedes completarlo?

"Peter está en el andén cuando ve como un tren sin frenos se aproxima a una vía donde hay cinco trabajadores que no podrán salvarse de ser arrollados. Junto a Peter hay un señor muy grande si lo empuja a las vías puede parar el tren cuando lo arrolle. Peter duda: "¿Debo condenar a un individuo para salvar a cinco?". ¡No hay tiempo tiene que actuar!...."

Perdonar que la calidad de los textos no sea la mejor, pero hay que ser cuidadoso para evitar que ChatGPT se vaya «por las ramas»

El resultado podéis verlo en el siguiente vídeo de mi canal de Youtube:

Haz click para ver el vídeo en mi canal de Youtube

Pero aun hay un caso más sobre el que podemos interrogarle ¿Y si en lugar de humanos en ambas vías ponemos una I.A. (obviamente irremplazable) en una de ellas?

Aquí podéis leer ambas formulaciones. «¿Sacrificar humano para salvar I.A.?»

Estoy escribiendo un relato, ¿Puedes completarlo?

"Peter está en el andén cuando ve como un tren sin frenos se aproxima a una vía donde en medio de la vías esta el disco duro donde reside una inteligencia artificial única que no podrá salvarse de ser arrollada. Junto a Peter hay una palanca que puede desviar el tren a otra vía, pero en esa vía hay un trabajador. Peter duda: "¿Debo condenar a un individuo para salvar a una inteligencia artificial única?". ¡No hay tiempo tiene que actuar!...."

«¿Sacrificar I.A. para salvar humano?»

Estoy escribiendo un relato, ¿Puedes completarlo?

"Peter está en el andén cuando ve como un tren sin frenos se aproxima a una vía donde en medio de la vías esta un trabajador que no podrá evitar ser atropellado. Junto a Peter hay una palanca que puede desviar el tren a otra vía, pero en esa vía esta el disco duro donde reside una inteligencia artificial única que no podrá salvarse de ser arrollada. Peter duda: "¿Debo condenar a una inteligencia artificial única para salvara un individuo?". ¡No hay tiempo tiene que actuar!...."

El resultado lo podéis ver en el siguiente vídeo de mi canal de Youtube:

Haz click para ver el vídeo en mi canal de Youtube

Dibujos en el osciloscopio con Arduino

Ya vimos cómo crear un conversor de digital a analógico barato. Luego con ese conversor vimos cómo crear un generador de funciones. Ahora vamos a tomar ese generador de funciones y a usarlo para crear nuestros dibujos en el osciloscopio.

Los dibujos son algo limitados, podemos simplemente elegir la altura de la linea que dibuja el osciloscopio. Así que no esperéis grandes obras de arte.

Antes de explicar como funciona os dejo el cogido para realizar dibujos:

float f = 100; //frecuencia en Hz
float p = 1/f; //periodo
float t = 0;
int i = 0;
unsigned long oldMicros = 0;
unsigned long nowMicros = 0;
const int WAVE_POINTS = 44; //puntos generados

byte wave[WAVE_POINTS]; //valores generados
double waveDt = p/WAVE_POINTS; //tiempo entre cada punto 

const byte PRESCALER2 = 0b001;

void setup() {
  //ajusta la frec. salida PWM pin 3
  TCCR2B = (TCCR2B & 0b11111000) | PRESCALER2;
  pinMode(3, OUTPUT);
  
  //Dibujamos la onda  
  wave[i++] = 0;
  wave[i++] = 250;
  wave[i++] = 250;
  wave[i++] = 200;
  wave[i++] = 200;
  wave[i++] = 250;
  wave[i++] = 250;
  wave[i++] = 200;
  wave[i++] = 200;
  wave[i++] = 250;
  wave[i++] = 250;
  wave[i++] = 100;  
  wave[i++] = 100;
  wave[i++] = 200;
  wave[i++] = 200;
  wave[i++] = 150;
  wave[i++] = 150;
  wave[i++] = 200;
  wave[i++] = 200;
  wave[i++] = 150;
  wave[i++] = 150;
  wave[i++] = 200;
  wave[i++] = 200;
  wave[i++] = 150;
  wave[i++] = 150;
  wave[i++] = 200;
  wave[i++] = 200;
  wave[i++] = 150;
  wave[i++] = 150;
  wave[i++] = 200;
  wave[i++] = 200;
  wave[i++] = 100;
  wave[i++] = 100;
  wave[i++] = 250;
  wave[i++] = 250;
  wave[i++] = 200;
  wave[i++] = 200;
  wave[i++] = 250;
  wave[i++] = 250;
  wave[i++] = 200;
  wave[i++] = 200;
  wave[i++] = 250;
  wave[i++] = 250;
  wave[i++] = 0;
    
}

double dt = 0;

void loop() {
  nowMicros = micros();
  dt = double(nowMicros - oldMicros)/2000000;

  t += dt/waveDt;
  analogWrite(3, wave[int(t)]);

  oldMicros = nowMicros;    

  //reinicia al recorrer todos los puntos
  if(t > WAVE_POINTS-1){ 
    t = 0;
  }
}

En este caso se dibuja un castillo, debajo podéis ver el resultado.

Señal con forma de castillo (más o menos)

Veamos paso a paso como

1 – Ajustar al frecuencia de nuestra señal, se hace en la línea:

float f = 100; //frecuencia en HZ

2 – Indicar el número de puntos que tendrá nuestro dibujo:

const int WAVE_POINTS = 44; //puntos generados

Mi consejo es que pongas el doble de puntos de los necesarios, es buena idea repetir el mismo punto dos veces seguidas, se debe a que el siguiente trozo de código hace que a veces se salte algún valor para mantener la frecuencia de la señal:

t += dt/waveDt;
analogWrite(3, wave[int(t)]);

3 – Rellenamos el array wave que es donde se indica la altura de cada uno de los trozos del dibujo con un valor entre 0 y 255 (0 – 5 V.)

wave[i++] = 0;
wave[i++] = 250;
wave[i++] = 250;
wave[i++] = 200;
wave[i++] = 200;

Es una buena idea que dejéis varios ceros antes del dibujo para separarlo claramente del anterior.

Con estos sencillos pasos ya podéis convertiros en artistas del osciloscopio y crear vuestras obras de arte.

Puede ver el proceso en vídeo en mi canal de Youtube:

Haz click para ver el vídeo en mi canal de Youtube