domingo, 8 de abril de 2018

#3ESO Comenzamos con nuestros retos robóticos. Conociendo los componentes. Apuntes colaborativos. Iniciación a la Robótica.

La maquinaria para ser Makers empieza a rodar.

A nivel curricular, hemos estado trabajando en 3ESO con OpenScad y Blockscad en las últimas semanas, aprendiendo a hacer modelado 3D a base de cubos-cilindros-esferas, agrupando piezas gracias a las instrucciones union-difference-intersection, usando módulos para poder replicar dichas piezas. Ya tenemos lo básico para empezar a imprimir en 3D. Esto nos permitirá diseñar proyectos más adelante.

Llegó el momento de programar placas controladoras en base a sensores y actuadores, a través de un software de control basado en la web. El conocido e intuitivo bitbloq. Vamos por partes.



Primeras tareas, teorizando en equipo-clase. Apuntes colaborativos

Nos repartiremos el trabajo entre toda la clase. Haremos un sorteo.
Vamos a generar apuntes colaborativos entre toda la clase, trabajando con diferentes herramientas. Nos repartiremos el trabajo con equipos de 4.
  1. Fácil. Realización de mapa conceptual de los contenidos del libro de texto Tema 5 Apartado 1, páginas 98 y 99, relativos a los inicios de la industrialización respecto a los sistemas artesanales,  sistema de producción industrial automatización, finalidades de la robotización, robots humanoides, robots industriales y generaciones de robots. Herramienta: CmapTools o a mano en papel.
  2. Medio. Diseñar un cuestionario con los contenidos relativos al apartado 2 (Arquitectura de un Robot), y 2.1 (Tipos de robots), para después jugar toda la clase. Págs 100 y 101 Herramienta: Kahoot
  3. Fácil. Diseñar un sistema de tarjetas flashcards con los contenidos relativos elementos mecánicos y eléctricos para el movimiento de un robot: la cadena cinemática (3.1), páginas 102-103 y un muro con Padlet sobre los elementos actuadores (3.2). Páginas 104 a 105 Herramientas: Las fichas de Goconqr son una buena opción. Para los muros de Padlet este es el enlace
  4. Fácil. Generación de unos apuntes colaborativos con los contenidos relativos a Sensores (páginas 106 y 107). Este formato podría servir de modelo de ejemplo de estructura de unos apuntes colaborativos, aunque se refiere a otro tema (tomado de Princippia, innovación educativa). Herramienta: Google Docs. Incluir imágenes e incluso enlaces a vídeos
  5. Medio-difícil. Un poquito más complejo. Buscar documentación relativa a sistemas de control, lazo abierto y lazo cerrado. Crear una presentación con Powerpoint, Google Slides o Genial.ly. Convertir dicha presentación en un vídeo, grabando la pantalla con ScreenCastify o con AtubeCatcher, incluyendo audio explicativo si sois capaces. Sería ya una pasada si el equipo encargado de esta parte subiera el vídeo a Youtube y con la aplicación EdPuzzle generase preguntas a modo de videocuestionario. Recurso: este chico lo explica con un par de ejemplos en Youtube
  6. Medio-difícil. Para los más atrevidos de momento, los pioneros para los demás. Preparáis para toda la clase una sesión en la que explicáis arduino. Os dejo una placa arduino, componentes sensores y actuadores, explicando previamente  con una presentación cómo es la placa, cómo es el entorno IDE de Arduino y la estructura de un sketch. Y nos hacéis una demo. Mis artículos en este blog sobre Arduino en cursos anteriores os pueden servir de guía. Y yo os acompaño en el proceso.
  7. Fácil. Alguien en cada clase se tiene que encargar de aglutinar toda esta información digital en un blog. Recomiendo Blogger, en formato Magazine.
Este será el pistoletazo de salida para toda la clase, que generará proximamente proyectos con Bitbloq y las placas Bq ZUM.

Estos otros apuntes del INTEF igual os ayudan.


Mis versiones para este curso con los contenidos de 2º ESO (el año pasado no llegásteis a trabajarlo)






En nuestros kits Zum de Bq disponemos de los siguientes elementos:
  • La placa controladora, el cerebro de todo este asunto, intermediaria entre los elementos a controlar y los programas. En ella vamos a conectar todos los componentes físicos que formarán parte de nuestros proyectos y maquetas.
La placa es una adaptación de las placas Arduino, reconfiguradas para poder conectar cómodamente los elementos que vienen disponibles, unos analógicos y otros digitales.
http://diwo.bq.com/que-es-un-robot-conociendo-los-sensores-y-actuadores/

  • Sensores y actuadores. Los tenemos de dos tipos: 
    • analógicos. Pueden tomar muchos valores intermedios entre el máximo y el mínimo. Tienen conectores con cables azul-rojo-negro.
    • digitales. Solo tienen dos valores posibles. 0-1, true-false, todo-nada. Tienen conectores con cables rojo-negro-blanco.
- Un sensor es un componente que mide el entorno del robot, y proporciona información sobre su alrededor. ¿hay luz - LDR o IR-? ¿Hay algún obstáculo próximo -ultrasonidos- ? ¿Cuál es la temperatura -NTC o PTC-?
- Un actuador es un componente que puede realizar alguna acción, como por ejemplo emitir una luz (LED), un sonido (zumbador), iniciar una acción (Pulsador), regular una acción (potenciómetro) o moverse (motores DC o servos continuos o miniservos de posición). En este caso somos nosotros quienes le damos información de lo que debe hacer.
Aparte de la placa controladora, el kit trae la siguiente colección de elementos, que podemos ver en este enlace de DIWO.

Elementos
Aspecto real
Características.
1 x Portapilas

Hueco para 8 pilas AAA
1 x Placa controladora

Microcontrolador: ATmega328P
Voltaje: 3.3 V o 5 V
Voltaje de entrada: 6 - 17V
E/S analógicas: 6
E/S digitales: 14
CPU: 16 MIPS
Interfaces: Bluetooth 2.1, USB, ICSP, TTL UART, SPI e I2C.
Baudios Bluetooth: 19200 bps
Señales Led: 5 - RX, TX, Power, D13 y Bluetooth.
2 x Sensor IR

Voltaje: 5V 
Definición de pines: 1-señal 2-VCC 3-GND 
Interface: Analógica
Emite y recibe una cantidad de luz infrarroja reflejada. Valor 1 si detecta mucha luz -color blanco-
1 x Pulsador

Definición de pines: 1-Output 2-VCC 3-GND
Sensor digital, al pulsarlo le estamos dando el valor 1 o "true". Con una función de control, sentencia condicional "si", podemos controlar que pasa cuándo está pulsado y cuando no lo está.
2 x Sensor de luz

Conector de 3 pines
Definición de pines: S-Signal V-VCC G-GND
Sensor analógico que nos da una medida de la intensidad de luz, en un rango de 0 (totalmente a oscuras) hasta 1023, en teoría. La realidad es que los valores se suelen situar entre 0 y 500.

1 x Zumbador

Interface: analógica 
Definición de pines:  S-Señal V-VCC G-GND  Rápida respuesta y alta sensibilidad
Componente capaz de emitir sonidos a diferentes frecuencias. Se programan en función de este parámetro. Hay tablas de frecuencias en internet para poderlos programar.
1 x Sensor de ultrasonido

Definición de pines: 1-VCC 2-TRI 3-ECH 4-GND 
Rango: 2-500 cm 
Resolución: 0.2 cm 
Ángulo Eficaz: 15º
Es un sensor capaz de medir distancias a través de ultrasonidos. Emite y recibe un ultrasonido que podemos programar en centímetros, con una precisión bastante aceptable. Cuando un objeto cercano recibe el ultrasonido emitido, este rebota y lo vuelve a emitir el receptor. ¿un murciélago digital?
1 x Potenciómetro

Voltaje: 5V 
Interface: analógica 
Definición de pines: S-Señal V-VCC G-GND 
Rotación del sensor: 300º
Es una resistencia eléctrica variable, que permite controlar la intensidad de corriente que se entrega al componente con el que esté conectado, generando un efecto de regulación de luz, sonido, velocidad... Por tanto, es un sensor analógico con valores entre 0 y 1023.
2 x Led

Voltaje: +3.3 – 5V 
Definición de pines: 1-Señal (amarillo) V-VCC(rojo) G-GND(negro)
Emisor de luz digital, muy eficiente y de muy poco consumo.
2 x Miniservo

Voltaje: 4.8 – 6 V
Par de torsión: 1.5/1.8Kg.cm (4.8V/6V)
Velocidad: 0.12/0.10sec/60°
Pequeño motor capaz de girar y posicionarse entre ángulos de 0 a 180 grados.

1 x Cable USB

Cable de conexión USB
2 x Servo de rotación continua

Voltaje: 4.8 – 6 V
Par de torsión: 3.3/5.1Kg.cm (4.8V/6V)
Velocidad: 43/54 rpm (4.8V/6V)

Motor de rotación continua, es un actuador digital en el que lo programable es el sentido de giro (horario-antihorario). Podríamos, por ejemplo, controlar su giro con un potenciómetro en tres rangos (0-400-600-1023), el intervalo central parado y los otros intervalos indicando izquierda o derecha.



Ana de Prado, ingeniera electrónica de Bq, nos hace una introducción en este breve vídeo.


Convirtámonos en robonautas!!!

La programación . BITBLOQ:
Bitbloq es un entorno de programación web por bloques, con programación secuencial. Es quien nos va a permitir leer los sensores y programar los actuadores en función de las condiciones y la secuencia que queramos realizar con ellos. Hablaremos de él próximamente en este blog. 

Otros recursos: 



Información tomada del curso Bitbloq Alberto Valero.
Allá vamos.

Algunos recursos más: mapa mental realizado por un antiguo alumno en 2015:




Otro mapa sobre elementos de movimiento en robots 




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