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# Ruta de aprendizaje para entusiastas de la robótica.

Este es un plan de estudios autodidactas para entusiastas de la robótica, aquí encontrarás temas, áreas de oportunidad y enlaces a contenidos educativos para aprender robótica.

Si deseas hacer una contribución, puedes realizar un PR.

---
## Tabla de contenidos

- [Introducción](#Introducción)
- [Mecánica](#Mecánica)
- [Electrónica](#Electrónica)
- [Programación](#Programación)
- [Robótica](#Robótica)
- [Matemáticas](#Matemáticas)
- [Ingeniería](#Ingeniería)
---

## Introducción

A lo largo de este plan de estudios se incluyeron cinco temas principales, mecánica, electrónica, programación, matemáticas e ingeniería.

La naturaleza de esta organización es meramente una opinión de la autora del mismo, considerando un órden que pueda ser, según su consideración, más fácil e intuitivo.

Se colocaron las tres ramas técnicas de la robótica, cómo una introducción rápida a los entusiastas y estudiantes casuales, de manera que se pueden introducir a partir de temas prácticos, más fáciles y divertidos.

Se agregó una sección especial para temas que son considerados parte la robótica, más que de los tres anteriores.

Y finalmente se colocaron las ramas de matemáticas e ingeniería cómo una forma de especialización para los primeros y además brindar un temario más completo, que pueda ser de utilidad a profesionales y estudiantes de ingeniería, con un enfoque más serio y académico.

Es importante destacar que:
- El orden de este temario no es estricto, así que eres libre de escoger qué temas aprender y en que órden.
- Se ha intentado ordenar los temas por nivel de difitultad.
- Este temario no es exhaustivo y está abierto a nuevas contribuciones en el futuro, si notas que falta un tema importante, siempre puedes envíar un Pull Request.
- Es posible aprender cualquiera de las áreas principales de forma aislada e individual.

Nos gustaría destacar especialmente el tema de las matemáticas, ya que son un conocimiento transversal, es decir, que puede aportar un mayor nivel a todas las otras materias mencionadas.

Te recomendamos considerar lo siguiente:
Todas las cosas pueden ser estudiadas con o sin matemáticas, pero utilizar las matemáticas es la diferencia entre resultados aproximados, medianamente funcionales, y resultados exactos con un álto nivel de precisión.

Así que si eres entusiasta o estudiante casual, es probable que desees pasar por alto estos temas, sin embargo, si eres el tipo de persona que en realidad espera hacer cosas increíbles y destacables en la robótica, te recomendamos completamente incluir las áreas de matemáticas e ingeniería en tu plan de estudios, y aplicar tus conocimientos teóricos lo más posible sobre tus proyectos prácticos.

### Tabla de símbolos

| Símbolo | Significado |
| --- | --- |
| :white_check_mark: | Fundamental |
| :star: | Recomendado |
| :gem: | Especialidad |

## Mecánica
**Mecanismos**
Los elementos fundamentales de la mecánica básica.

**Sistemas hidráulicos y neumáticos**
Fundamentos de hidráulica y neumática.
- Circuitos hidráulicos
- Circuitos neumáticos

**Diseño asistido por computadora**
Diseño mecánico asistido por computadora.
- FreeCAD
- AutoCAD
- SolidWorks

**Fabricación digital**
Sistemas de fabricación digital.
- Máquinas de control numérico
    - Impresión 3D
        - Resinas
        - Polvos
        - Filamentos
        - Metales
    - Corte laser
    - Fresadora CNC
    - Torno CNC

## Electrónica
**Electricidad**
Fundamentos de electricidad.

**Electromagnetismo**
Fundamentos de electromagnetismo.

**Electrónica analógica**
Fundamentos de electrónica de potencia.

**Electrónica digital**
Fundamentos prácticos de electrónica digital.

**Diseño asistido por computadora**
Herramientas de diseño de PCBs.
- KiCAD

Simulación de circuitos
- SPICE

**Fabricación de PCB**
Teoría y práctica de procesos de fabricacion artesanal e industrial de placas de circuito impreso.

**Compuertas lógicas**
Circuitos lógicos combinacionales.
- Matemáticas discretas
- Álgebra de Bool
- Mapas de Karnaugh

**Circuitos secuenciales**
Introducción a los circuitos secuenciales.
- Biestables
- Memorias
- Contador binario
- Sumador binario
- Máquinas de estados
    - Máquina de Moore
    - Máquina de Mealy

**Procesamiento digital de señales**
Elementos básicos de los ADC y DAC.

**Sensores**
Teoría, funcionamiento y uso de transductores y sensores eléctricos y electrónicos.
- Sensores activos
- Sensores pasivos
- Propioceptores
- Exteroceptores
- Táctiles
- Rueda / Motor
- Orientación
- Aceleración
- Localización fija
- Estimación activa
- Movimiento / Velocidad
- Visión

**Dispositivos lógicos programables**
Diseño y síntesis de circuitos digitales en FPGA.
- Verilog
- VHDL

**Diseño digital**
Introducción al diseño digital de computadoras.
- Arquitectura digital de computadoras

**Microcontroladores**
Programación de microcontroladores.
- Lenguaje ensamblador
- Lenguaje C
- Lenguaje C++
- Lenguaje MicroPython

**Protocolos de comunicación electrónicos**
Introducción al diseño y uso de protocolos de comuniciación electrónicos.
- I2C
- UART
- SPI
- MODBUS
- USB
    - HID
- CAN
- RS-485

**Sistemas de radio digitales**
Introducción a los sistemas digitales inalámbricos.
- Teoría y diseño de antenas
- Teoría y diseño de sistemas de radio FM con transistores
- Sistemas de radio digital
    - LoRa
    - Sigfox
    - GSM
    - WiFi
    - Bluetooth
    - BLE
    - ZigBee

**Métodos de fabricación industrial de circuitos integrados**
Física, química e ingeniería en los procesos de fabricación de chips.

## Programación
**Introducción a la programación**
- Programación básica con Python.
- Programación con C.

**Algoritmos y estructuras de datos**
Introducción al pensamiento estructurado, diseño e implementación de algoritmos.
- Algoritmos de ordenación.
- Algoritmos de búsqueda en listas.
- Algoritmos de búsqueda en grafos.
- Estructuras de datos.

**Protocolos de comunicación**
Introducción a los protocolos de comunicación.
- UDP
- TCP/IP
- HTTP
- MQTT
- MODBUS
- USB

**Sistemas operativos**
Teoría, diseño y uso de sistemas operativos.
- Historia de los sistemas operativos.
- Diseño y programación de sistemas operativos.
- Sistemas operativos de uso común en la robótica.
    - FreeRTOS
    - Linux

**Programación de sistemas embebidos**
- Programación de sistemas sin sistema operativo.
    - Arduino
    - Microcontroladores
- Programación de sistemas con sistema operativo.
    - RTOS
    - Linux

**Inteligencia Artificial**
Introducción a la inteligencia artificial.

**Visión Artificial**
Introducción a la visión por computadora.
- Procesamiento digital de imagenes.
    - Algoritmos
        - Detección de esquinas
        - Extracción de características
        - Detección de bordes
        - Filtros
        - Flujo óptico
        - Creación y detección de Objetos Binarios Grandes (BLOB) 
    - Herramientas
        - OpenCV

**Aprendizaje Automático**
Introducción al aprendizaje automático.
- Machine Learning
- Deep Learning
- Reinforcement learning

## Robótica

**Introducción a la robótica**
Historia y teoría de la robótica.

**Cinemática directa**

**Criterio de Grübler**

**Criterio con base en restricciones**

**Parametros de Denavit-Hartenberg**

**Cinemática Inversa**

**Cinemática Diferencial**

**Dinámica Inversa**

**Planificación**

**Localización**

**SLAM**

**ROS**
Introducción y uso del sistema operativo ROS.

**Simulación**
Simulación de sistemas robóticos.
- Gazebo

## Matemáticas

**Álgebra lineal**

**Cálculo**

**Cálculo Vectorial**

**Ecuaciones Diferenciales**

**Estadística**

**Probabilidad**

**Teoría de conjuntos**

## Ingeniería
**Estática**

**Dinámica**

**Cinemática**

**Mecánica de materiales**

**Mecánica de fluidos**

**Termodinámica**

**Diseño mecánico**

**Modelado de sistemas**

**Teoría de control**

**Teoría de control digital**

**Análisis de circuitos eléctricos**

**Optoelectrónica**

**Programación para ingeniería**
Tópicos de programación para ingeniería.
- Estadística computacional
- Análisis de datos
- Simulacion
- Diseño asistido por computadora

### Contribuidores
Si haces una contribución de contenido no olvides agregarte en esta lista :D
- [Diana Martínez](https://github.com/nerddiana)
- [Dhilan Ibarra](https://github.com/dhilanIM)
- [Alexis Guijarro](https://github.com/TOTON95)

### Robots Latam
Somos una comunidad en español para promover el desarrollo de la robotica en latinoamérica.

Nuestra intención es ayudar a todas las partes del ecosistema y generar un ambiente de colaboración e intercambio.

Únete a la comunidad en nuestra [página web](https://www.robotslatam.org), y síguenos en nuestras [redes sociales](https://twitter.com/robots_latam).

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