Tutorial de uso de la herramienta de calibración de servos de la serie SoARM

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La herramienta de calibración de la serie SoARM es un conjunto de herramientas de calibración de fábrica de servos FTServo y de calibración LeRobot diseñado para brazos robóticos de la serie SoARM 10X (como el kit de desarrollo SO-ARM101). A través de la interfaz gráfica se pueden realizar operaciones como la calibración central de los servos, el control de servos individuales, la lectura/escritura de parámetros, la copia/restauración de parámetros xdat y la teleoperación sincronizada de doble puerto, además de generar archivos de calibración JSON en formato LeRobot. Para el montaje del brazo robótico y la instalación de los servos, consulte primero el tutorial de montaje del brazo robótico Lerobot.

Esta herramienta está basada en una modificación y mejora del proyecto Seeed_RoboController de Seeed Studio, publicado originalmente bajo licencia MIT. Sobre la base de conservar las funciones principales originales, este proyecto ha reconstruido la interfaz gráfica (GUI) y ha añadido funciones mejoradas como el depurador FT, la copia/restauración de parámetros xdat y la compatibilidad multiplataforma.

Aviso de compatibilidad

⚠️ Actualmente esta herramienta solo admite servos Feetech (serie STS3215). La tabla de registros, el formato de parámetros xdat y la tabla de tasas de baudios están diseñados para la serie STS3215 de Feetech; no se garantiza la compatibilidad con servos de otras marcas o modelos.

Características

Característica	Descripción
Detección automática de puertos	Identifica de forma inteligente los puertos serie USB y filtra automáticamente los dispositivos virtuales
Compatibilidad multiplataforma	Compatible con Windows / Ubuntu / macOS
Sincronización de doble puerto	Los dos puertos serie, izquierdo y derecho, funcionan de forma independiente; admite teleoperación sincronizada maestro-esclavo de doble puerto
Cambio chino/inglés	Cambio de idioma chino / inglés con un clic en la interfaz; la selección se recuerda automáticamente
Calibración central	Graba la posición actual del servo como posición central 2048 (persistente en EEPROM)
Prueba central	Activa el par y mueve el servo a la posición central para verificar el resultado de la calibración
Desactivación de motores	Desactiva el par de todos los servos con un clic para facilitar el ajuste manual
Escaneo automático	Detecta automáticamente todos los servos en línea en el rango de ID 1–20
Control de servos individuales	Control en tiempo real de la posición de cada servo y del interruptor de par mediante deslizador
Depurador FT	Conexión serie, escaneo, lectura/escritura de parámetros, control de posición, modificación de la tasa de baudios, restauración de fábrica, copia de parámetros xdat
Parámetros xdat	Guardar los parámetros EEPROM del servo actual / abrir una copia de seguridad para restaurarla
Calibración LeRobot	Generar archivos de calibración JSON en formato LeRobot
Ejecución a la posición central desde el archivo de calibración	Mover el brazo robótico a la posición central según el archivo de calibración

Descripción de la interfaz

El programa principal contiene tres pestañas:

┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│  SoARM 系列校准工具         [串口1▾] [串口2▾] [🔄]  [🎮遥控][EN]│  ← 顶栏
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
│  ┌─────────────────────────┬──────────────────────────────┐ │
│  │ 串口1 - 舵机标定        │ 串口2 - 舵机标定            │ │
│  │  [🔴未连接] 当前舵机:…   │  [🔴未连接] 当前舵机:…      │ │
│  │  舵机1~6 状态表格        │  舵机1~6 状态表格           │ │
│  │  [中位校准][中位测试]…   │  [中位校准][中位测试]…      │ │
│  └─────────────────────────┴──────────────────────────────┘ │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘

• Barra superior: título de la aplicación, menú desplegable de selección de puerto serie, botón de actualizar, botón de teleoperación y botón de cambio de idioma.
• 🦾 Tab1 Calibración de servos: operaciones rápidas de los paneles izquierdo y derecho (calibración central, prueba central, desactivación de motores) y estado en tiempo real.
• 🎚️ Tab2 Control de servos individuales: para cada servo en línea, ajuste fino de la posición con un deslizador y activación/desactivación del par.
• 🔬 Tab3 Depurador FT: conexión serie, escaneo, lectura/escritura de parámetros (56 registros), control de posición, tasa de baudios/restauración de fábrica, copia y restauración de parámetros xdat.

Instalación y puesta en marcha

Requisitos del entorno:

Dependencia	Versión	Descripción
Python	>= 3.8	Se recomienda 3.10+; descárguelo desde python.org
PySide6	>= 6.0	Framework de GUI
pyserial	>= 3.5	Comunicación por puerto serie
Sistema	Windows 10 / 11, Ubuntu 20.04+ / Debian 11+, macOS 11+	macOS 11+ compatible con Apple Silicon / Intel

Conexión de hardware: utilice un adaptador USB a serie (como CH340 / CP2102) para conectar la placa de control del brazo robótico y alimente los servos (para la versión estándar se recomienda DC 5V 5A; para la versión Pro, DC 12V 5A).

Windows

1. Instale Python 3.10+ (durante la instalación, asegúrese de marcar Add Python to PATH; de lo contrario, la línea de comandos no encontrará python). Verifique la instalación:

python --version

2. Cree un entorno virtual e instale las dependencias:

cd Juxi_ServoController
python -m venv .venv
.venv\Scripts\activate
pip install -r requirements.txt

Consejo: tras la activación, aparecerá el prefijo (.venv) en la línea de comandos.

3. Compruebe el entorno e inicie la aplicación:

python setup.py
python -m src.gui.factory_calibration_tool

Si aparece [OK] 环境检查通过，可以运行项目, el entorno es correcto.

4. En el Administrador de dispositivos (Win+X → Administrador de dispositivos), confirme el número de puerto serie en «Puertos (COM y LPT)»:

端口 (COM 和 LPT)
  └─ USB-SERIAL CH340 (COM3)     ← 你的舵机串口

Anote el número COM y selecciónelo en la barra superior tras el inicio; también puede especificar el puerto manualmente (cuando el puerto serie esté ocupado):

python -m src.gui.factory_calibration_tool --port1 COM3 --port2 COM4

Ver los puertos disponibles:

python -m src.gui.factory_calibration_tool --list-ports

Linux (Ubuntu / Debian)

1. Instale las fuentes chinas y las dependencias (las fuentes chinas son necesarias para mostrar la interfaz en chino; las fuentes emoji se usan para iconos como ✅⚠️ en los registros):

sudo apt install python3-venv fonts-noto-cjk fonts-noto-color-emoji

2. ⚠️ Añadir permisos de puerto serie (grupo dialout) [obligatorio] (por defecto, un usuario normal de Linux no puede acceder a /dev/ttyUSB* / /dev/ttyACM*):

sudo usermod -a -G dialout $USER
# 注销并重新登录后生效

Verificación (la salida debe contener dialout):

groups

Si no surte efecto: reinicie el equipo; en algunas distribuciones el nombre del grupo es uucp (Arch) o tty.

3. Cree el entorno virtual, instale las dependencias e inicie la aplicación:

cd Juxi_ServoController
python3 -m venv .venv
source .venv/bin/activate
pip install -r requirements.txt
python setup.py
python -m src.gui.factory_calibration_tool

Si pip muestra el error externally managed environment, puede usar pip install --break-system-packages -r requirements.txt o utilizar un entorno virtual.

4. Identifique el dispositivo USB a serie (tras insertar el adaptador):

ls /dev/ttyUSB* /dev/ttyACM* 2>/dev/null

Salida típica:

/dev/ttyUSB0   # CH340 / CP2102 / PL2303
/dev/ttyACM0   # 原生 USB 串口（Arduino / ESP32 板载）

Ver información detallada del fabricante:

dmesg | tail -20 | grep -i tty
# 或
lsusb

Con varios dispositivos, ttyUSB0 / ttyUSB1 se asignan según el orden de conexión y pueden resultar inestables. Se recomienda usar /dev/ttyACM* o fijarlos por fabricante (véase la subsección udev más abajo).

Especificar el puerto manualmente:

python -m src.gui.factory_calibration_tool --port1 /dev/ttyUSB0 --port2 /dev/ttyUSB1

Si solo hay un puerto serie, la herramienta establecerá automáticamente el segundo puerto como «deshabilitado».

5. Opcional: fijar el nombre del dispositivo con udev (para evitar que la numeración cambie tras conectar y desconectar). Cree /etc/udev/rules.d/99-servo.rules y fíjelo por USB ID:

SUBSYSTEM=="tty", ATTRS{idVendor}=="1a86", ATTRS{idProduct}=="7523", SYMLINK+="ttyServo"

Después, ls -l /dev/ttyServo permitirá acceder con el nombre fijo; consulte el ID del fabricante con lsusb.

macOS

1. Instale Python con Homebrew (para evitar que la versión de Python incluida en el sistema sea demasiado antigua):

# 安装 Homebrew（如果没有）
/bin/bash -c "$(curl -fsSL https://raw.githubusercontent.com/Homebrew/install/HEAD/install.sh)"

# 安装 Python
brew install python

Verificación:

python3 --version

2. Cree el entorno virtual, instale las dependencias e inicie la aplicación (actívelo con source, no con .bat):

cd Juxi_ServoController
python3 -m venv .venv
source .venv/bin/activate
pip install -r requirements.txt
python setup.py
python -m src.gui.factory_calibration_tool

3. ⚠️ Nomenclatura de puertos serie: macOS coloca los dispositivos USB a serie en /dev, con dos conjuntos de nombres:

Prefijo	Significado	¿Utilizable?
/dev/tty.usbserial-*	Estilo módem (bloqueante)	Puede quedarse bloqueado, no recomendado
/dev/cu.usbserial-*	Estilo llamada/terminal (no bloqueante)	✅ Recomendado

Consulte el nombre de su puerto serie:

ls /dev/cu.*

Salida típica:

/dev/cu.usbserial-0001      # CP2102 / FTDI
/dev/cu.usbmodem141101      # 板载 USB 串口（Arduino / ESP32）
/dev/cu.wchusbserial1420    # CH340

El programa prioriza automáticamente los dispositivos cu.*; al especificar el puerto manualmente, use cu. en lugar de tty..

Especificar el puerto manualmente:

python -m src.gui.factory_calibration_tool --port1 /dev/cu.usbserial-0001 --port2 /dev/cu.usbmodem141101

4. Controladores USB: macOS incluye controladores para la mayoría de los chips comunes (CH340, CP2102, FTDI), plug-and-play. Si el dispositivo no se reconoce:

system_profiler SPUSBDataType | grep -A5 -i "serial\|CH340\|CP210"

• CH340: los lotes más antiguos requieren instalar el controlador oficial de WCH;
• En general, basta con que ls /dev/cu.* muestre el dispositivo.

5. Consejos de uso:
   • El nombre del puerto puede cambiar: el nombre cu.* puede variar al conectar y desconectar en distintos puertos USB; basta con seleccionarlo en el menú desplegable de la barra superior en cada inicio.
   • Ahorro de energía: macOS puede suspenderse y provocar la desconexión del puerto serie; mantenga el equipo despierto durante la operación o aumente el tiempo de suspensión.
   • Permisos de privacidad: si en la primera ejecución aparece el aviso «acceso a discos extraíbles», haga clic en permitir.

Pasos de uso

1. Conexión y reconocimiento de los servos

1. Conecte la placa de control del brazo robótico mediante el adaptador USB a serie y alimente los servos.
2. Abra la GUI y seleccione el puerto correspondiente en el menú desplegable de la barra superior (o haga clic en 🔄 para actualizar).
3. En la parte superior del panel se muestra 🟢 已连接 y se escanean automáticamente los servos en línea en el rango de ID 1–20 (normalmente 1–6).

Si aparece un aviso de puerto serie ocupado, confirme que ningún otro programa (monitor de puerto serie o una instancia anterior de la herramienta sin cerrar) esté ocupando dicho puerto.

2. Calibración central (establecer la posición actual como 2048)

Antes de calibrar, coloque físicamente el brazo robótico de modo que cada articulación quede en la «posición cero / central» deseada.

1. Haga clic en el botón Calibración central del puerto X del panel.
2. El programa desactiva primero los servos y le pide que los ajuste manualmente a la posición central deseada.
3. Tras la confirmación, el programa ejecuta para cada servo: desbloquear EEPROM → escribir el comando de calibración (valor 128 en la dirección 40) → volver a bloquear la EEPROM.
4. Tras la calibración, puede verificarla con la «prueba central»: si los servos permanecen en su sitio (desplazamiento muy pequeño), la calibración fue correcta.

3. Prueba central

1. Haga clic en Prueba central del puerto X.
2. El programa activa el par y mueve todos los servos a 2048.
3. Si los servos apenas se mueven de su posición actual, la calibración es correcta; si se mueven mucho, el valor de calibración no es fiable y es necesario recalibrar.

4. Desactivación de motores (ajuste manual)

• Haga clic en Desactivar motores del puerto X para desactivar el par de todos los servos de ese puerto y poder girarlos manualmente con libertad.
• Los servos individuales pueden activarse/desactivarse por separado en la página Control de servos individuales mediante el interruptor de par situado bajo el deslizador.

5. Control de servos individuales (Tab2)

1. En la página 🎚️ Control de servos individuales, cada servo en línea tiene un deslizador de posición y un interruptor de par.
2. Arrastrar el deslizador → soltar: el servo se mueve a la posición objetivo.
3. El interruptor de par situado bajo el deslizador permite activar/desactivar el par de ese servo individualmente.

6. Depurador FT (lectura/escritura de parámetros y control de posición)

En la página 🔬 Depurador FT:

1. Conexión serie: seleccione el puerto y la tasa de baudios (por defecto 1M); tras conectar, ejecute Escanear servos para detectar los servos en línea.
2. Leer parámetros: lee todos los registros (EEPROM + SRAM).
3. Tabla de parámetros: muestra los 56 registros en 5 columnas; al seleccionar una fila se vincula automáticamente la «dirección de escritura».
4. Control de posición: establezca la posición / velocidad objetivo y ejecútelo; al completarse el movimiento se indica que se desactive el par.
5. La modificación de la tasa de baudios, la restauración de fábrica y la copia/restauración de parámetros xdat se describen en las secciones siguientes.

7. Modificar el ID del servo

1. Entre en la página 🔬 Depurador FT, conecte el puerto serie y escanee los servos.
2. Seleccione el servo objetivo, modifique el valor del «ID del servo» (dirección 0x05) en la tabla de parámetros y haga clic en escribir.
3. El programa ejecuta: desbloquear → escribir en la dirección 5 → verificar el nuevo ID → volver a bloquear.

⚠️ Antes de modificar el ID, asegúrese de que solo este servo esté conectado al bus para evitar conflictos de ID.

8. Modificar la tasa de baudios / restaurar los valores de fábrica

• Modificar la tasa de baudios: en el área «Tasa de baudios / Restauración de fábrica» de la página del depurador FT, seleccione la nueva tasa de baudios (38400 – 1000000 bps) y aplique el cambio. Tras la escritura, se cambia automáticamente la tasa de baudios del puerto serie y se verifica con ping; si falla, se revierte automáticamente.
• Restaurar los valores de fábrica: el servo vuelve a los valores predeterminados de fábrica (ID=1, tasa de baudios=1000000); después es necesario volver a escanear.

9. Copia de seguridad y restauración de parámetros xdat

En el área «Parámetros xdat (solo guarda EEPROM)» de la página del depurador FT:

1. 💾 Guardar servo actual: guarda los parámetros EEPROM del servo seleccionado actualmente como archivo xdat (copia de seguridad).
2. Tras modificar libremente los parámetros del servo, si desea restaurarlos:
3. 📂 Abrir xdat: carga el archivo de copia de seguridad.
4. 📤 Restaurar parámetros al servo: escribe la copia de seguridad de nuevo en la EEPROM del servo actual.

10. Teleoperación sincronizada de doble puerto

⚠️ Dirección: el puerto 1 controla el puerto 2. El puerto 1 (maestro) solo lee los ángulos de los servos; el puerto 2 (esclavo) se controla de forma sincronizada.

1. Haga clic en 🎮 Teleoperación en la barra superior (el puerto 1 lee los ángulos → el puerto 2 controla de forma sincronizada los servos con el mismo ID).
2. Los ID de los servos de ambos puertos deben coincidir; solo se sincronizan los servos de la intersección.
3. Haga clic de nuevo en el mismo botón para detener; después, los hilos de escaneo de los paneles izquierdo y derecho se reanudan automáticamente.

11. Calibración LeRobot (línea de comandos)

# 校准从动臂（保存到 ~/.cache/huggingface/lerobot/calibration/robots/so_follower/）
python -m src.tools.lerobot_calibrate --arm-type follower

# 校准领导臂
python -m src.tools.lerobot_calibrate --arm-type leader

Flujo: desactivar los servos → llevar cada articulación a la posición central y registrar homing_offset → girar lentamente todo el recorrido y registrar range_min/max (wrist_roll es una articulación de rotación continua; su rango es fijo [0,4095]) → guardar el JSON.

Ejecutar hasta la posición central según el archivo de calibración:

python -m src.tools.run_calibration_middle <校准文件.json> --mode zero

La instalación del entorno LeRobot y el flujo de recopilación de datos se detallan en el tutorial del brazo robótico LeRobot.

Herramientas de línea de comandos

Además de la interfaz gráfica, la herramienta ofrece las siguientes entradas de línea de comandos (sin necesidad de GUI):

# 扫描舵机
python -m src.tools.scan_id

# 舵机快速中位校准
python -m src.tools.servo_quick_calibration

# 舵机中位测试
python -m src.tools.servo_center_test

# 失能全部舵机
python -m src.tools.servo_disable

# LeRobot 风格校准
python -m src.tools.lerobot_calibrate

# LeRobot 风格校准（指定串口）
python -m src.tools.lerobot_calibrate /dev/ttyACM0

# 双端口同步遥控
python -m src.tools.servo_remote_control

Notas

1. La seguridad es lo primero: la calibración central persiste en la EEPROM. Antes de calibrar, confirme que la alimentación es estable y que el brazo robótico no golpeará a personas ni objetos.
2. Alimentación: para el SO-ARM101 versión estándar se recomienda DC 5V 5A; para la versión Pro, DC 12V 5A. Una alimentación insuficiente provoca pérdida de pasos o fallos de comunicación en los servos.
3. Exclusividad del puerto serie: en Windows el puerto serie queda en uso exclusivo del programa; el mismo puerto no puede ser ocupado a la vez por el hilo de escaneo de la GUI y el subproceso de calibración. La herramienta detiene primero el hilo de escaneo y finaliza el proceso antiguo antes de operar; no haga clic repetidamente de forma manual.
4. Permisos de puerto serie en Linux: para acceder a /dev/ttyUSB* / /dev/ttyACM* es necesario añadir el usuario al grupo dialout (véase la subsección «Linux» más arriba).
5. Nomenclatura de puertos serie en macOS: use /dev/cu.* (no bloqueante) en lugar de /dev/tty.* (bloqueante, puede quedarse bloqueado); véase la subsección «macOS» más arriba.
6. Conexión en caliente: tras desconectar el USB, el programa intentará reconectarse automáticamente; al volver a conectarlo, haga clic en 🔄 para actualizar la lista de puertos.
7. Protección contra sobretemperatura / sobretensión: el programa supervisa la tensión y la temperatura (alerta si la temperatura > 60°C). Si los servos se calientan de forma continua, detenga el sistema para que se enfríen.
8. La calibración central es irreversible: tras la escritura, el desplazamiento original se sobrescribe y no puede deshacerse. Se recomienda registrar la posición original antes de calibrar.
9. Riesgo al modificar el ID: si la escritura o la verificación fallan, el programa informa de un error y reanuda el escaneo, pero en casos extremos el servo puede «perderse». Si esto ocurre, pruebe «Restaurar los valores de fábrica» (tras el reinicio, el ID vuelve a 1).
10. Problemas de codificación: si aparecen caracteres emoji corruptos en la consola de Windows, establezca PYTHONIOENCODING=utf-8 antes de ejecutar las herramientas de línea de comandos. En Linux / macOS con UTF-8 nativo, este problema normalmente no ocurre.

Solución de problemas

Síntoma	Posible causa	Solución
No se puede abrir el puerto serie / puerto ocupado	Otro programa lo ocupa	Cierre programas como monitores de puerto serie, o cambie de puerto y reinicie la herramienta
En Windows, al abrir el puerto serie se produce PermissionError	Otro proceso ocupa ese puerto COM	Asegúrese de que ningún otro proceso ocupe ese puerto COM
No se detectan servos al escanear	Alimentación insuficiente / cableado incorrecto / tasa de baudios incorrecta	Compruebe la alimentación y el cableado; confirme que los servos usan una tasa de baudios de 1M
Los servos se descontrolan tras la calibración central	El brazo no se colocó correctamente antes de calibrar	Repita «desactivar → posicionar manualmente → calibración central»
Aumento de temperatura demasiado rápido	Carga excesiva o bloqueo del motor	Compruebe si hay atascos en el mecanismo y reduzca la velocidad/aceleración
No se encuentra el servo tras modificar el ID	Conflicto de ID o fallo de escritura	Restaure los valores de fábrica y vuelva a escanear
La teleoperación no se sincroniza	Los ID de ambos puertos no coinciden	Confirme que los servos con el mismo ID están en línea en los puertos maestro y esclavo
Windows no encuentra el puerto serie	Falta el controlador	Compruebe el controlador en el Administrador de dispositivos; cambie de puerto USB; instale el controlador CH340
Linux no encuentra el puerto serie	El dispositivo no se reconoce	ls /dev/ttyUSB* /dev/ttyACM*; confirme el dispositivo con lsusb
Permission denied: /dev/ttyUSB0	El usuario no pertenece al grupo dialout	Ejecute sudo usermod -a -G dialout $USER y vuelva a iniciar sesión; o sudo chmod 666 /dev/ttyUSB0 (temporal)
El nombre del dispositivo cambia en Linux	El orden de conexión afecta a la numeración ttyUSB	Fíjelo con reglas udev (véase la subsección «Linux» más arriba) o selecciónelo en cada inicio
En macOS, el nombre de puerto con tty. se queda bloqueado	Se usó un nombre de dispositivo bloqueante	Use dispositivos con el prefijo cu.
macOS no encuentra el dispositivo	El dispositivo no se reconoce	ls /dev/cu.*; desconecte y vuelva a conectar; compruebe con system_profiler SPUSBDataType
Problemas de permisos en macOS	Control de acceso del sistema	Normalmente no se requieren permisos adicionales; si aparece el control de acceso, permita el acceso al terminal
La interfaz en chino aparece en blanco	Faltan fuentes chinas	En Linux, instale fonts-noto-cjk; si hay problemas en macOS, instale Noto Sans CJK
Los emoji se muestran como cuadros	Faltan fuentes de emoji	Instale fonts-noto-color-emoji
Falla la instalación con pip	El Python del sistema está protegido (externally managed environment)	Use un entorno virtual; o pip install --break-system-packages -r requirements.txt
El programa no se inicia	Faltan dependencias o la versión no coincide	Confirme la versión con python3 --version; compruebe las dependencias con pip list
Falla la activación del entorno virtual en macOS	Se usó el script de activación incorrecto	Use source .venv/bin/activate (no .bat)
Errores de compilación en macOS Apple Silicon	Se usó un Python antiguo bajo Rosetta	Use Python 3.10+ (compatible de forma nativa con Apple Silicon)

Estructura de directorios

Juxi_ServoController/
├── docs/                    # 分系统教程
│   ├── Windows教程.md
│   ├── Linux教程.md
│   └── macOS教程.md
├── src/
│   ├── gui/                  # PySide6 图形界面
│   │   ├── factory_calibration_tool.py   # 主工具（双串口标定 + 遥控 + 语言切换）
│   │   ├── ft_debugger.py                # FT 调试器（参数读写 / xdat 备份）
│   │   ├── calibration_wizard.py         # LeRobot 校准向导
│   │   ├── theme_utils.py                # 浅色主题
│   │   └── language_dialog.py            # 语言选择对话框
│   ├── tools/                # 命令行工具
│   ├── xdat_utils.py         # xdat 参数文件读写
│   ├── i18n*.py / i18n_translations/     # 中英文国际化
│   ├── port_utils.py         # 串口检测
│   └── calibration_manager.py# LeRobot 校准文件管理
├── scservo_sdk/              # FTServo 舵机通信 SDK
├── requirements.txt
└── setup.py                  # 环境检查脚本

El repositorio de esta herramienta está compuesto por módulos como src/gui (interfaz gráfica PySide6), src/tools (herramientas de línea de comandos), scservo_sdk (SDK de comunicación de servos FTServo) y setup.py (script de comprobación del entorno).

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