Robótica Educativa

Conociendo mBot2
 ROBOTICA EDUCATIVA NIVEL IAVANZADO

Contenido
Robot educativo en red para informática y educación STEAM .............................................................. 4
mBot2.................................................................................................................................................. 4
Cyberpi ................................................................................................................................................ 4
Características ................................................................................................................................. 5
Control de precisión ............................................................................................................................ 5
Módulos mejorados ............................................................................................................................ 5
Conoce tu mBot2 ................................................................................................................................ 6
Características ................................................................................................................................. 7
Usa los programas preestablecidos .................................................................................................... 8
Reinicie mBot2 ................................................................................................................................ 8
Ingrese a CyberOS. .......................................................................................................................... 8
Sensor cuádruple RGB......................................................................................................................... 9
Directrices de programación ......................................................................................................... 10
Establecer el modo de detección .................................................................................................. 10
Obtener los valores de salida ........................................................................................................ 11
Cambiar el color de las luces de relleno ....................................................................................... 11
Escenarios de detección de línea .................................................................................................. 12
Calibración básica ......................................................................................................................... 12
¿Por qué necesito realizar una calibración en el sensor cuádruple RGB? .................................... 14
¿Qué significa el modo de detección de color? ............................................................................ 16
Sensor ultrasónico 2.......................................................................................................................... 16
Especificaciones ............................................................................................................................ 17
Principio de funcionamiento ......................................................................................................... 17
Directrices de programación ......................................................................................................... 17
Detección y determinación de distancia....................................................................................... 17
Expresión de emociones e información. ....................................................................................... 18
Motor codificador óptico 180 ........................................................................................................... 20
Rendimiento eléctrico ................................................................................................................... 21
Rendimiento del control ............................................................................................................... 21
Especificaciones mecánicas .......................................................................................................... 21
Cámara inteligente ............................................................................................................................ 22
Conectarse a mBot ........................................................................................................................ 22
Características ............................................................................................................................... 23

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Use mBlock 5 para programar mBot2............................................................................................... 25

Computadora .................................................................................................................................... 25
En la Web .......................................................................................................................................... 25
Aplicación móvil ................................................................................................................................ 25
Agregar y conectar mBot2 ................................................................................................................ 25
Agregar extensiones ......................................................................................................................... 27
Establecer el modo de programación ............................................................................................... 28
En vivo ........................................................................................................................................... 29
Cargar ............................................................................................................................................ 29

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Robot educativo en red para informática y educación STEAM

mBot2 está diseñado para que los estudiantes lleven a cabo lecciones interactivas e
inteligentes que sean atractivas, divertidas y reflejen aplicaciones del mundo real con
tecnologías de vanguardia, que incluyen robótica, IA, IoT y ciencia de datos.
Está alimentado por CyberPi, un microcontrolador educativo con mejoras como capacidades
de red, control preciso y mucho más.
Con la experiencia de aprendizaje de codificación mejorada de mBlock, mBot2 permite a los
estudiantes y educadores comenzar con el enfoque de codificación basado en bloques y luego
pasar sin problemas a la codificación orientada a objetos con Python, todo en el mismo
entorno.

Cyberpi
CyberPi es un microcontrolador potente y versátil para la educación. Sus sensores integrados,
pantalla a todo color y capacidad de comunicación Wi-Fi crean una amplia cobertura de temas
curriculares en informática, robótica, ciencia de datos e inteligencia artificial, así como otras
áreas del plan de estudios: matemáticas, física, etc.

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Características

• Pantalla a todo color, que proporciona interfaces de usuario fáciles de usar para la
interacción hombre-máquina
• Sistema CyberOS, que le permite ejecutar los programas predefinidos, configurar el
idioma del sistema y actualizar el sistema a través del joystick y los botones
integrados
• Un puerto Micro USB (Tipo-C) para conectarse a PC para fuente de alimentación y
comunicación
• Un puerto de módulo electrónico para conectar módulos electrónicos
• Un puerto de placa de extensión para conectarse a placas de extensión
• Múltiples sensores integrados, como sensor de luz y giroscopio, que proporciona
múltiples tipos de salida de datos
• Cinco LED, lo que le permite presentar abundantes efectos de luz.
• Módulo Bluetooth y Wi-Fi incorporado, que permite la comunicación inalámbrica
• Compatibilidad con la programación de mBlock 5, que está destinada a usuarios de
todas las edades, incluidos aquellos sin experiencia en programación
• Compatibilidad con la programación de Python, para la que se proporciona la
biblioteca cyberpi

Control de precisión
Los motores codificadores de mBot2 se pueden controlar con precisión por su rotación,
velocidad y posición, lo que hace posible la integración de las matemáticas conceptuales, la
física y la ingeniería.

Módulos mejorados
mBot2 viene con sensores ultrasónicos de próxima generación, con iluminación y Quad RGB
para detectar colores mientras sigue líneas en cuatro puntos al mismo tiempo, ofreciendo un
rendimiento y consistencia extremadamente precisos. Se puede ampliar aún más con la
amplia variedad de módulos electrónicos inteligentes mBuild y piezas estructurales de
Makeblock Education.
mBot2 viene con la próxima generación del sensor ultrasónico, que incluye iluminación
ambiental, y el sensor Quad RGB, que utiliza 4 sensores de color simultáneamente para
detectar colores y seguir líneas. Esto les da un rendimiento y una consistencia más precisos.

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mBot2 se puede ampliar aún más con la amplia variedad de piezas estructurales y módulos
electrónicos inteligentes mBuild de Makeblock Education.

Conoce tu mBot2
mBot2 es altamente integrado y extensible. Puede usarlo para diseñar varios proyectos de
robots. Puede funcionar con piezas metálicas de Makeblock, módulos mBuild y módulos
electrónicos y piezas estructurales de terceros para ampliar sus estructuras y funciones.

Como se muestra en la figura anterior, mBot2 usa CyberPi como su tablero de control
principal y está equipado con múltiples módulos electrónicos, incluidos mBot2 Shield, sensor
ultrasónico 2, sensor RGB cuádruple y motores codificadores. Para conocer las funciones y
características de los módulos electrónicos, consulte "8. Más información".

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mBot2 Shield está equipado con una batería de iones de litio recargable incorporada que
puede suministrar energía para CyberPi. Con los puertos multifunción, servo y motor, puede
impulsar motores, servos y tiras de LED.
Características

• Batería de iones de litio recargable incorporada, utilizada para suministrar energía a

CyberPi
• Dos puertos multifunción, utilizados para conectar y controlar no solo servos, sino
también tiras de LED
• Dos puertos de servo, utilizados para conectar y accionar servos
• Dos puertos de motor de CC, utilizados para conectar y accionar motores de CC
• Dos puertos de motor de codificador, utilizados para conectar y accionar motores de
codificador
• Un puerto CyberPi, que le permite conectar fácilmente mBot2 a CyberPi
• Compatibilidad con la programación de Python, para la cual se proporciona la
biblioteca cyberpi.

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Nota:

• La autodescarga se produce en la batería de iones de litio. Si almacena mBot2 Shield

con un voltaje de batería inferior a 3,6 V durante mucho tiempo, la batería se
descargará en exceso y su estructura interna podría dañarse, lo que reduce la duración
de la batería. Por lo tanto, para almacenar mBot2 Shield durante mucho tiempo
manteniendo la batería intacta, debe cargar la batería una vez cada tres a seis meses
a 3,8–3,9 V (el mejor voltaje para el almacenamiento es 3,85 V), lo que permite la
profundidad de descarga de 40% a 60%.
• Guarde mBot2 Shield entre 4 ℃ y 35 ℃ en un lugar seco o manténgalo alejado de la
humedad a través del embalaje.
• Manténgalo alejado del calor o de la luz solar directa.

Usa los programas preestablecidos

Reinicie mBot2
Antes de ejecutar un programa preestablecido, apague mBot2 y luego enciéndalo para
asegurarse de que se reinicie.

Ingrese a CyberOS.
CyberPi ingresa automáticamente a CyberOS después de reiniciar mBot2. Si no es así,
presione el botón Inicio en CyberPi.

Elija y ejecute un programa

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Tome el programa 1 como ejemplo.

Mueva el joystick hacia abajo para elegir Cambiar programa, elija Programa 1 y presione el
botón B para ejecutar el programa.

Siga las instrucciones para ejecutar el programa.

Nota: Puede presionar el botón Inicio para volver a la página de inicio de CyberOS y elegir
ejecutar otro programa preestablecido.

Sensor cuádruple RGB

El sensor cuádruple RGB utiliza luz visible como luces de relleno, lo que reduce
significativamente la interferencia de la luz ambiental. Además, proporciona la función de
reconocimiento de colores. La nueva función de calibración de luz ambiental también reduce
la interferencia de la luz ambiental en el seguimiento de línea. Con cuatro sensores de luz,
puede admitir más escenarios de programación.

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Directrices de programación
Puede usar mBlock 5 para programar el sensor cuádruple RGB.
Conecte el sensor quad RGB a CyberPi, agregue CyberPi y conéctelo a mBlock 5, y luego
agregue la extensión Quad RGB Sensor. Para obtener detalles sobre cómo agregar CyberPi y
conectarlo a mBlock 5 y cómo agregar la extensión, consulte "Agregar y conectar mBot2" y
"Agregar extensiones".
Establecer el modo de detección
El sensor cuádruple RGB se puede programar para detectar cualquiera de los siguientes:

• Color
• Escala de grises
Para la detección de color, el sensor cuádruple RGB mide la luz reflejada por un objeto en
términos de sus valores rojo, verde y azul (RGB). Hay ocho colores disponibles.
Para detectar un color, debe seleccionar un color en el bloque que se utilizará, por ejemplo:

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Para la detección de escala de grises, el sensor cuádruple RGB mide la intensidad de la luz
reflejada por un objeto independientemente de su color.
Para detectar la escala de grises, debe seleccionar la línea o el fondo en el bloque que se
utilizará, por ejemplo:

Obtener los valores de salida

El sensor cuádruple RGB puede generar valores basados en el color o la escala de grises que
detecta, y puede obtener estos valores utilizando los bloques de informes, por ejemplo:

Cambiar el color de las luces de relleno

Puede cambiar el color de las luces de relleno entre verde, rojo y azul manteniendo
presionado el botón o usando el siguiente bloque:

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Nota: El sensor cuádruple RGB puede detectar colores independientemente del color de las
luces de relleno.
Debe cambiar el color de las luces de relleno en algunos escenarios de aplicación. Para
obtener más información, consulte "Escenarios de detección de línea".
Escenarios de detección de línea
Antes de usar el sensor cuádruple RGB para detectar líneas, debe realizar una calibración
básica en él.
Calibración básica
1. Coloque el sensor en el fondo y presione dos veces el botón del sensor, y luego deslice
el sensor horizontalmente sobre la línea y el fondo.
2. Verifique los dos sensores de luz en el medio (L1 y R1). Si el robot está en la línea, se
supone que los LED azules de ambos sensores de luz están apagados. Los dos LED se
encienden y apagan alternativamente cuando desliza el robot sobre la línea.
Sugerencias: el sensor cuádruple RGB puede detectar líneas oscuras sobre fondos claros,
independientemente del color de la iluminación.
A continuación, se describen varios escenarios de detección de líneas y los bloques y la
configuración recomendados para cada escenario.
Escenario 1: línea negra + margen blanco alrededor de la línea + fondo blanco
Por ejemplo:

Realice una calibración básica en el sensor RGB cuádruple, para que pueda reconocer la línea
y el fondo.

Nivel Propósito y bloque(es) recomendado(s) Observaciones

1a: junior Para determinar si el sensor RGB cuádruple

detecta el estado de línea específico:

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Para obtener el estado de la línea detectada

1b: El sensor cuádruple RGB no

medio puede pasar por alto la línea
y, por lo tanto, no puede
determinar si una unión en T
es realmente un cruce
(forma "+", la línea real
continúa después de la T...).
Para detectar cruces
Esto solo se puede verificar
conduciendo directamente
sobre la T y verificando si la
línea continua.
1c: Para implementar el seguimiento de líneas Compruebe el valor de salida
avanzado suaves: de este bloque.
Cambie el color de las luces
de relleno para asegurarse
de que el valor de salida sea
0 cuando el robot se coloque
en el medio de la línea.
El color de la luz de relleno
puede tener un ligero
impacto en el valor de salida.

Escenario 2: Línea negra con secciones coloreadas + margen blanco alrededor de la línea +
fondo blanco
Por ejemplo:

Los propósitos y bloques recomendados son los mismos que los del Escenario 1, pero se
requiere una preparación especial.
Se puede utilizar cualquiera de las siguientes formas:

• Realice la calibración básica en el color más claro entre las secciones coloreadas, por
ejemplo, amarillo, para que todos los colores más oscuros se reconozcan como negros.

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• Realice una calibración básica en la línea negra y luego mantenga presionado el botón
del sensor para cambiar la luz de relleno y ver si el sensor reconoce las secciones de
diferentes colores como la línea a seguir.
o Sección roja: utilice la luz de relleno verde o azul/blanca
o Sección amarilla: utilice la luz de relleno azul/blanca
o Sección verde y azul: todas las luces de relleno funcionan
Importante saber:

• Si configuró el color de las luces de relleno en mBlock 5, la calibración restablece las

luces de relleno (cada luz de relleno cambia rápidamente a través de la iluminación
r/g/b).
• Las secciones coloreadas dentro de la línea a seguir pueden afectar el seguimiento de
línea suave y avanzado (reconocido como la desviación de la línea). Por ejemplo,
cuando la calibración básica se realiza en amarillo, la sección azul puede informarse
como una desviación incluso si está al 100 % en la línea.
¿Por qué necesito realizar una calibración en el sensor cuádruple RGB?
El rendimiento del sensor cuádruple RGB puede verse significativamente afectado por la luz
ambiental, el mapa, la tarjeta de color o la distancia entre los sensores y el objeto a detectar.
Por lo tanto, realizar la calibración del sensor RGB cuádruple en el entorno y las condiciones
en las que se utilizará puede mejorar la precisión de detección.
Preparación de calibración
• Actualice el firmware a la versión 011 y actualice la extensión Quad RGB Sensor a la
última versión.
• mBot2 ensamblado o CyberPi + mBot2 Shield + sensor cuádruple RGB
• Papel blanco tamaño A6 o más grande, o el área blanca en el mapa de seguimiento de
líneas de mBot2
• Encuentre un lugar con luz de sala común en lugar de luz intensa
Pasos de calibración
1. Conecte el sensor cuádruple RGB al puerto mBuild en mBot2 Shield o CyberPi
mediante un cable mBuild.
2. Conecte CyberPi a su computadora usando un cable USB.
3. Abra mBlock 5 y conecte CyberPi a mBlock 5.

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4. Agregue la extensión del sensor Quad RBG.

5. Escriba el siguiente programa y cárguelo en CyberPi. Alternativamente, puede escribir

un programa en modo en vivo.
El proceso de calibración es corto. Coloque el sensor RGB cuádruple (se recomienda de 12
mm a 13 mm) sobre el papel blanco antes de iniciar el programa de calibración.

Durante la calibración, las luces de relleno se encienden en otros colores y luego se

restablecen al color predefinido, que parece parpadear. Cuando se completa la calibración,

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dice "Calibración completada" en la pantalla de CyberPi. Puede ejecutar el programa para

volver a realizar la calibración en el sensor RGB cuádruple.
¿Qué significa el modo de detección de color?
El algoritmo del sensor cuádruple RGB se realiza en función del modelo de color de matiz,
saturación y valor (HSV). El modo estándar se refiere al umbral utilizado en versiones de
firmware anteriores, y el modo de color mejorado se agrega al firmware más reciente, en el
que el umbral se adapta a los escenarios de aplicación basados en el modelo HSV. Puede
seleccionar un modo de detección de color según sea necesario.
De forma predeterminada, el modo de detección de color estándar se utiliza cuando este
bloque no se ejecuta.
Para volver al modo estándar después de haber utilizado el modo de color mejorado, puede
usar cualquiera de las dos formas siguientes:

• Elimine el modo de detección de color de conjuntos para () bloque de su programa.

Pero tenga en cuenta que debe apagar CyberPi y reiniciarlo para que el modo estándar
surta efecto.
• Utilice el modo de detección de color de conjuntos para () bloquear y seleccionar el
modo estándar.

Sensor ultrasónico 2
El sensor ultrasónico 2 se puede utilizar
para detectar la distancia entre un
obstáculo y éste. El transmisor de la
izquierda transmite ondas ultrasónicas y el
receptor recibe las ondas ultrasónicas
reflejadas.

En comparación con el sensor ultrasónico

que hemos desarrollado anteriormente, el
sensor ultrasónico 2 tiene una carcasa, un
chip y LED azules mejorados. Los LED azules pueden aumentar el potencial de expresión e
interacción de emociones.

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Especificaciones

• Rango de salida: 5–300 cm (El valor de salida es 300 cuando la distancia detectada está
fuera del rango de salida).
• Error de valor de salida: ±5%
Principio de funcionamiento
Los seres humanos pueden escuchar sonidos de 20 a 20.000 Hz. Las ondas sonoras con
frecuencias superiores a 20.000 Hz se denominan ondas ultrasónicas. Las ondas de sonido son
reflejadas por los obstáculos que encuentran y son recibidas por el receptor del sensor
ultrasónico. Según el tiempo entre la transmisión y la recepción, se puede calcular la distancia
entre el sensor ultrasónico y el obstáculo.
Ejemplo de la vida real
Los murciélagos localizan objetos con ondas ultrasónicas.

Directrices de programación
Puede usar mBlock 5 para programar el sensor ultrasónico 2.
Conecte el sensor ultrasónico 2 a CyberPi, agregue CyberPi y conéctelo a mBlock 5, y luego
agregue la extensión Ultrasonic Sensor 2. Para obtener detalles sobre cómo agregar CyberPi
y conectarlo a mBlock 5 y cómo agregar la extensión, consulte "Agregar y conectar mBot2" y
"Agregar extensiones".

Detección y determinación de distancia

Para obtener la distancia entre el obstáculo y el sensor ultrasónico 2, utilice:

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Para determinar si se encuentra un obstáculo dentro del rango de salida de 5 cm a 300 cm,
utilice:

Generalmente, las funciones de detección y determinación de distancia se utilizan para

implementar la evitación de obstáculos.
Por ejemplo:

Cuando no hay ningún obstáculo dentro del rango de detección del sensor ultrasónico 2,
mBot2 avanza a una velocidad de 100 RPM; cuando detecta un obstáculo, avanza a una
velocidad de 50 RPM; y cuando la distancia entre el obstáculo y éste es inferior a 20 cm, gira
a la izquierda.
Expresión de emociones e información.
El sensor ultrasónico 2 está equipado con ocho LED azules. Mediante la programación de su
brillo, puede utilizar el sensor ultrasónico 2 para expresar varios tipos de emociones e
información.

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Ejemplo 1:

Después de presionar el botón A, el sensor ultrasónico 2 expresa la emoción de felicidad al

"sonreír" cuando lo agita.
Nota: En este ejemplo, "sonreír" se realiza encendiendo los LED azules en las posiciones 1, 2,
5 y 6 y apagándolos en las posiciones 3, 4, 7 y 8.

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Alternativamente, puede usar el bloque de emociones proporcionado en mBlock 5 para

expresar una emoción:

Ejemplo 2:

Después de presionar el botón A, coloque un obstáculo cerca del sensor ultrasónico 2 y luego
aleje el obstáculo lentamente.
Puede ver que los LED azules se vuelven más brillantes a medida que mueve el obstáculo. Un
brillo más alto indica una distancia mayor.

Motor codificador óptico 180

El motor del codificador óptico 180 está equipado con un codificador óptico que permite un
control de alta precisión. Con dos orificios roscados M4 en cada uno de los tres lados, se
puede conectar fácilmente a las piezas mecánicas de Makeblock y, por lo tanto, se puede
utilizar de forma flexible en combinación con otras piezas. Los materiales personalizados que
utiliza reducen el ruido y prometen un gran par de salida. Admite múltiples controladores de
motor y tableros de control principales, como Orion, MegaPi, MegaPi Pro, Me Auriga y mBot2
Shield.

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Rendimiento eléctrico

Voltaje de conducción 5V 7.4 V

Rango de velocidad de rotación 1-207 (RPM) 0–350 ± 5% (RPM)
Precisión rotacional ≤ 5°
Precisión de detección 1°
Par rotacional 1500 g·cm Par de arranque: 5000 g·cm
Par nominal: 800g
Material del eje de salida Metal
Rendimiento del control

Torneado Torneado preciso

Desviación directa hacia adelante: Desviación: ≤2%
Proporcionar el comando para avanzar XX mm
Funcionando como un servo Soportado
Precisión de control de ángulo: ≤5°
Funcionando como una perilla Soportado
Precisión de detección: 1°

Especificaciones mecánicas

• Relación de reducción: 39,6

• Longitud del eje de salida: 9 mm

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Cámara inteligente
La cámara inteligente puede aprender y reconocer objetos de colores brillantes, así como detectar
códigos de barras y líneas, lo que permite su uso en diversos escenarios de aplicaciones, como la
clasificación de basura, el transporte inteligente, el seguimiento de objetos y el seguimiento
inteligente de líneas.

Conectarse a mBot
Después de conectar la cámara inteligente a mBot, puede alimentarla con una batería de litio de 3,7
V o el módulo de alimentación mBuild.

Método 1 Alimentación a través del módulo de alimentación mBuild (recomendado)

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Método 2 Alimentación a través de una batería de litio de 3,7 V

Características
Aprendizaje de colores

La cámara inteligente puede aprender objetos de colores brillantes e identificar los bloques de colores
después del aprendizaje y luego devolver sus coordenadas, longitud y ancho.

Aprende un objeto coloreado de la siguiente manera:

1. Mantenga presionado el botón Aprender hasta que el indicador se vuelva rojo (naranja,
amarillo, verde, azul o morado, los diferentes colores indican el aprendizaje de diferentes
objetos) y luego suelte el botón.
2. Coloque el bloque de color que desea aprender frente a la cámara.
3. Observe el indicador en la parte delantera o trasera de la cámara inteligente y mueva
lentamente el objeto que desea aprender hasta que el color del indicador coincida con el
objeto.
4. Presione brevemente el botón Aprender para registrar el objeto aprendido actual. Después
de que el aprendizaje sea exitoso, cuando la cámara reconoce un objeto aprendido, el color
del indicador se convierte en el mismo que el del objeto aprendido.

En este modo se pueden aprender y grabar un máximo de siete objetos.

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Use mBlock 5 para programar mBot2

Esta sección describe cómo implementar las funciones de mBot2 programándolo con
mBlock 5.
3.1 Descargue e instale el software requerido
Actualmente, CyberPi admite la programación gráfica basada en bloques y la programación
Python. Asegúrese de haber descargado e instalado el software necesario.

Computadora
Para usar el cliente de PC mBlock 5, debe descargarlo e instalarlo.
• mBlock 5 para Windows
• mBlock 5 para Mac

En la Web
Para usar mBlock 5 en la web (https://ide.mblock.cc), debe descargar e
instalar mLink 2.
• mLink2 para Windows
• mLink2 para Mac
• mLink para Chromebook

Nota: Se recomienda Google Chrome.

Aplicación móvil
Para usar mBlock 5 en dispositivos móviles, use su teléfono o tableta para
escanear el código QR o busque "mBlock" en las tiendas de aplicaciones
para descargar la aplicación.

Agregar y conectar mBot2

1. Abra mBlock 5 o mLink2 si va a usar mBlock 5 en la web.
2. Use un cable Micro USB (Tipo-C) para conectar mBot2 a su PC y encienda mBot2.

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3. Haga clic en + agregar en la pestaña Dispositivos, seleccione CyberPi en la biblioteca

de dispositivos y haga clic en Aceptar.

4. Haga clic en Conectar para conectar CyberPi a mBlock 5.

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Agregar extensiones
1. Agregue la extensión mBot2.

2. Agregue la extensión Sensor de ultrasonidos 2.

3. Agregue la extensión Sensor RGB cuádruple.

4. Agregue la extensión Cámara inteligente

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Después de agregar las extensiones, puede ver los bloques provistos para mBot2.

¡Ahora puede comenzar a programar mBot2!

Establecer el modo de programación

mBlock 5 proporciona dos modos de programación, Cargar y En vivo. Puede hacer clic para
cambiar los modos.

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En vivo: en este modo, puede ver el efecto de ejecución del programa en tiempo real, lo
que facilita la depuración del programa. En este modo, debe mantener CyberPi conectado a
mBlock 5. Si están desconectados, el programa no se puede ejecutar.

Cargar: en este modo, debe cargar el programa compilado en CyberPi. Después de cargarse
correctamente, el programa aún puede ejecutarse correctamente en CyberPi cuando se
desconecta

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