Ciencia

Publicado el 14 de diciembre de 2018 | por Pedro Vega

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Carrera de Robots

Descripción de la Experiencia

Hace dos años se realizó en el Programa Profundiza un proyecto llamado “El Escarabajo meteorólogo», el año pasado se realizó en el Programa Profundiza un proyecto llamado “El Robot llorón», proyectos muy similares que consistían en realizar un robot electromecánico que, además de detectar obstáculos y cambiar su dirección al hacerlo, era capaz de ponerse en marcha a partir de una temperatura determinada y se detenga cuando no la alcance. Eran Proyectos con muchas similitudes.

Este año en el IES Joaquín Romero Murube, el proyecto para el programa Profundiza se llama “Carrera de robots». Este proyecto da un paso más en el conocimiento de la robótica, ya que al contrario de los años anteriores ya no consiste en realizar un robot electromecánico sino en realizar robots cuyos motores esté controlado íntegramente por Arduino.

Se han construido dos tipos de robots:

• Uno inicial que al igual que los años anteriores, detecta obstáculos y cambia su dirección al hacerlo. Esto lo hemos logrado con un sensor de distancia ultrasónico.
• Uno final controlando sus direcciones a través del móvil por medio de un módulo bluetooth.

A pesar de las grandes diferencias, son muchas las similitudes a lo realizado en años anteriores:

Este proyecto está pensado para un alumnado de 2º de la ESO, que todavía no tiene una base sólida en electricidad o robótica. El grupo está formado por 18 en total,  y todos ellos se van a introducir en este fantástico mundo de la electricidad y la robótica.

Son varios los objetivos a alcanzar en este proyecto:

• Aumentar la capacidad del autoaprendizaje, mejorando la autonomía personal.
• Fomentar el trabajo colaborativo (los proyectos colaborativos incitan a los participantes a sumar esfuerzos, competencias y habilidades, mediante una serie de trabajos en colaboración e interacciones que les permiten alcanzar juntos un propósito común).
• Mejorar el empleo de la lógica, al existir un alto grado de abstracción al relacionar la programación con el funcionamiento de los distintos proyectos que realicemos con Arduino, y aprender a secuenciar las tareas necesarias para un buen funcionamiento.
• Por supuesto conocer mejor la electricidad, la electrónica, la robótica y la programación, todo desde un punto de vista práctico.

Al final de nuestro proyecto el alumnado no debe asustarse al plantear cualquier reto en robótica, debe saber plantear un robot, y con los conocimientos que ellos tienen o pueden alcanzar por sí mismos, plantear alguna solución viable. Para alcanzar esto, la idea es dividir el trabajo en tres fases.

En las primeras cuatro sesiones, se han realizado las dos primeras fases:

• En una primera fase hemos un primer proyecto de iniciación a la electricidad, (que nos sirve además para conocernos todos, para ver las destrezas que cada uno tiene y para conocer los distintos elementos que componen un circuito eléctrico), tenían que construir un objeto que al menos tuviera los siguientes elementos: un bimetal (sacado de un cebador, que hace la función de detector de fuego), un motor y una bombilla, y que nuestro generador eléctrico fuese a través de un cable USB conectado al ordenador. A partir de ahí se han realizado 4 grupos de alumnos y han diseñado y realizado 4 objetos diferentes. Este primer Proyecto nos ha ocupado dos sesiones. Aquí podéis verlos: Objeto 1, Objeto 2, Objeto 3, Objeto 4.
• En una segunda fase, se han iniciado en la Robótica con Arduino con todo lo que conlleva: iniciación en la programación, iniciación en la electrónica, conocimiento de Protoboard, de sensores, de LED… Y han realizado proyectos como:

1. Muy Muy Básicos: LED y Resitencia 1, LED y resistencia 2, LED Intermitente.
2. Muy Básicos: Sémaforo 1.0, (solo para vehículos), Semáforo 2.0 01, Semáforo 2.0 02 (para vehículos y peatones), Pulsadores en Serie, Pulsadores en paralelo.
3. Básicos: Semáforo 3.0 para invidentes, Coche fantástico.
4. De Ampliación: Juego Simon dice 1, Juego Simon dice 2.

En estas sesiones de la segunda fase se han creado cuatro grupos, suficientes para que todos y cada uno de ellos realicen esos proyectos. La programación se ha realizado a través de Arduino IDE, un software libre de comunicación entre el ordenador y la placa Arduino UNO. Dicho software está incluido dentro de la biblioteca que Guadalinex posee.

A destacar en esta fase la curiosidad que tienen cuando programan y observan el resultado final… cambian por ellos mismos los valores en la programación para comprobar que, efectivamente, el resultado final es lo que ellos han programado. Por otro lado, da la sensación que aprenden jugando, comprobando cómo funciona un LDR, cómo es importante la polaridad, o cómo cambiando una resistencia por otra de mayor o menor valor varía la luminosidad de un LED, lo que hace que comprendan casi al instante los distintos elementos que empleamos en electrónica.

La metodología seguida ha sido la siguiente:

Sesiones 1 y 2: Nos presentamos. Damos a conocer los retos, las distintas fases en la que vamos a dividir el proyecto y planteamos lo dicho anteriormente en la fase 1. Individualmente plantean una solución. A continuación se realizan los grupos y comienzan a plantearse en grupo la mejor de las soluciones. Trabajando en dicho proyecto hasta finalizarlo.

Sesiones 3 y 4: Fase 2. Trabajaron con Arduino, dividiéndose los participantes en cuatro grupos, programando y entendiendo las distintas secuencias de órdenes, esperando y comprobando el resultado final, avanzando sesión a sesión en los distintos proyectos planteados..

Os dejo aquí con unas cuantas fotos de las distintas sesiones realizadas:

• Fotografías Fases 1 y 2.

En una tercera fase, (sesiones desde la quinta hasta el final) se ha ejecutado dos tipos de robots… expliquemos como se ha realizado:

1. Se comienza esta tercera fase con la construcción de la estructura de nuestros robots. Esta base servirá para los dos tipos de robots que queremos realizar. El primero será el robot que equipado con un sensor de ultrasonido, detecte cualquier obstáculo y cambie el sentido del movimiento para esquivar el obstáculo.
2. A continuación nos ponemos en marcha con lo aprendido con Arduino, si en la segunda fase ya hicimos diversos proyectos con Arduino (semáforos, Coche Fantástico, Simon dice…), en esta fase aprendemos como controlar también con Arduino una serie de elementos, (sensor de ultrasonido, servo, motores) que nos va a servir para controlar nuestros Robots:
   1. Práctica Medir la Distancia con el Sensor de ultrasonido HC-SR04
   2. Práctica Controlando un Servo con un Potenciómetro 
   3. Práctica Controlando dos Motores de Corriente Continua con L298N
3. Con estos conocimientos, construimos nuestro robot detector de obstáculo.
4. Por último, construimos con la misma estructura (sólo anulamos el sensor de ultrasonido y el servo) el Robot activado por bluetooth, y controlado con una aplicación de móvil, con cinco órdenes, Adelante, Atrás, Derecha, Izquierda y Parar, obteniendo cuatro robots con lo que poder hacer una “carrera de robots”:
   1. Funcionamiento del Primer Robot controlado por Bluetooth
   2. Funcionamiento del Segundo Robot controlado por Bluetooth
   3. Funcionamiento del Tercer Robot controlado por Bluetooth
   4. Funcionamiento del Cuarto Robot controlado por Bluetooth

Además de destacar el trabajo realizado, lo más motivador ha sido ver al alumnado trabajar, observar su curiosidad a la hora de programar con Arduino, observar cómo trabajan y aprenden al mismo tiempo, disfrutando de su trabajo, jugando, colaborando entre ellos y resolviendo las dudas entre ellos.

Para acabar os dejo un enlace con fotos de esta tercera fase.

Photo by Jelleke Vanooteghem on Unsplash

Tags: Arduino, IES Joaquín Romero Murube, Profundiza 2018, robótica, Sevilla, tecnología

Sobre el colaborador

Pedro Vega

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