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Educación Secundaria

Publicado el 6 de Septiembre de 2016 | por antoniomoyano1

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Control y Programación de Robots

Datos del Proyecto

Nombre del proyecto: Control y programación de robots
Centro (donde se desarrolla la experiencia): IES Santos Isasa
Localidad y provincia: Montoro (Córdoba)
Nombre del docente que coordina el proyecto: Antonio Moyano Cañete
Estudiantes a los que va dirigido (nivel(es)/curso(s)): 3º y 4º E.S.O.
Número de estudiantes: 14
Página web/blog del proyecto:

Descripción de la Experiencia

DESCRIPCIÓN DE LA EXPERIENCIA

Durante las primeras sesiones de trabajo, los alumnos y alumnas se familiarizaron con las nuevas tecnologías para programar, el vocabulario técnico (en inglés y español) relacionado con el control y la robótica. Además, con cada actividad planteada como un desafío, tuvieron la posibilidad de aprender la misión de cada uno de los elementos de un sistema de control (sensor, controlador, actuador, etc.) en lazo cerrado.

El alumnado de tercer curso de la ESO era la primera vez que tenía contacto con los sistemas de control y robots, en cambio, los de cuarto curso ya estaban algo más familiarizados con estos temas, de manera que el avance de unos y de otros ha sido diferente.

Por un lado, el alumnado de 3º ESO se inició en la programación de los robots lego NXT mediante el lenguaje Lego Mindstorm. Este lenguaje de programación es muy visual debido a que la programación se realiza mediante iconos. Un aspecto muy interesante, que al alumnado le ha sido muy llamativo, es la programación de la pantalla del NXT mediante diversas funciones. Mediante estas funciones se puede programar la pantalla LCD del NXT para que muestre desde caracteres hasta dibujos sencillos, lo cual es muy llamativo y atractivo.

El aprendizaje fue de menos a más conforme lo demandaban los propios alumnos y alumnas. Se les planteo algún reto o desafío que les hiciera pensar varias posibilidades de resolución.

Al alumnado de 4º ESO, más resuelto en temas electrónicos, se le introdujo en la comprensión de la placa Arduino mediante ejercicios básicos. Esta placa utiliza un sistema basado en un microcontrolador y es ideal para sistemas empotrados. Su coste es muy reducido, lo que lo hace muy recomendable para su utilización en el aula-taller de Tecnología.

Una vez resueltos los ejercicios básicos que les hicieron comprender la filosofía de esta placa microcontrolada, se dedicaron varias sesiones a la programación de la placa para la toma de datos de diversos tipos de sensores (humedad, luz, ultrasonidos, etc.). De igual forma, se practicó el volcado de datos en el PC y en dispositivos de salida como pantallas LCD conectadas a Arduino. Además, se les mostró las ventajas del uso de funciones propias para el manejo de los actuadores y los sensores.

Por último, se les planteo que realizaran un proyecto donde se pusiera de manifiesto el control y la programación de este dispositivo como base de resolución de problemas más complejos. Mediante grupos de 4 alumnos/as se dispusieron para afrontar el reto que se les planteó.

En este apartado han necesitado una ayuda más intensa debido a la relativa complejidad de la programación. Pero, con todo ello, se han solventado los obstáculos que aparecían.

Después de programar todas las tareas, se han ensamblado en un programa global.

A partir de aquí, los alumnos y alumnas se dedicaron a probar los seguidores con los programas completos y así comprobar su correcto funcionamiento. La gran mayoría de ellos no funcionaron como se esperaba y el alumnado se tuvo que dedicar en gran medida a modificar la situación física de algún sensor y de los motores.

Un problema que detectaron fue las interferencias de los materiales férricos sobre algún sensor. Esto se solventó realizando las pruebas al aire libre, es decir en el patio del IES.

Durante la mitad de la última sesión, se hicieron fotos y vídeos de los seguidores mientras funcionaban. La satisfacción de los alumnos y alumnas participantes fue mayúscula.

RESULTADOS

Los alumnos de tercero han descubierto un aspecto de la Tecnología que desconocían por completo, la robótica. Se han dado cuenta de que los robots pueden resolver problemas de todo tipo y de que su programación no es tan compleja como se imaginaban. Además, han podido experimentar que aprender no tiene porque ser aburrido, sino todo lo contrario. Es más, alguno ya quiere ser ingeniero.

Por otro lado, el alumnado de 4º ESO ha desarrollado dos proyectos controlados por arduino con un resultado excelente.

Uno de ellos ha sido el “parking inteligente”. Un proyecto en el que se controla el acceso de vehículos al mismo mediante sensores, láseres y servomotores y se visualiza en una pantalla LCD las plazas libres y a qué plaza debe ir cada vehículo en cada momento. Puede verse su funcionamiento en el siguiente enlace

https://www.youtube.com/watch?v=yozg_TpPRQI

El otro proyecto ha sido el “edificio inteligente“, en el que se ha construido una maqueta de un edificio de tres plantas. El edificio estaba constituido por 3 pasillos con sensores de movimiento cada uno de ellos, los cuales activaban el alumbrado del mismo. Además disponía de un ascensor programado para ir a cualquiera de las tres plantas, aspecto que lo hace bastante complicado en su programación. Por último tenía una pantalla LCD donde se nos indicaba si subía o bajaba y en qué planta estaba el ascensor en cada momento. Puede verse su funcionamiento en el siguiente enlace:

https://www.youtube.com/watch?v=UJtYib4O690&feature=youtu.be

Se han documentado todas las sesiones del programa mediante fotografías y vídeos, los cuales están alojados en el siguiente blog:

http://profundiza2016cpr.blogspot.com.es/

Por último, destacar el primer premio en la categoría de 2º ciclo ESO, obtenido por el proyecto “parking inteligente” en la feria andaluza de tecnología celebrada en la Escuela de Ingenieros de Málaga. Todo un triunfo.

VALORACIÓN

Muy positiva en su conjunto, aunque deberían realizarse cambios en la planificación del programa. Sería muy conveniente que se realizara a principio de curso una convocatoria para el profesorado, de manera que los alumnos y alumnas pudieran elegir, según su interés, ante una oferta de proyectos seleccionados con antelación.

También considero que la actividad debería comenzar al principio del segundo trimestre ya que tal y como está estructurado en la actualidad, se junta el final de curso con el final de la ejecución de los proyectos y el alumnado tiene mucha carga académica (exámenes, etc.).

Imagen de Shutterstock.

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Sobre el colaborador

Ingeniero en Automática y Electrónica Industrial



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