TALLER DIDÁCTICO DE ROBÓTICA HW Y SW
Datos del Proyecto
Descripción de la Experiencia
Nuestro proyecto se realiza en el IES Torre Atalaya de la cuidad de Málaga con un grupo de 15 estudiantes de 3º y 4º de la ESO.
1. Descripción.
Esta participación en el Programa de Andalucia Profundiza, es la primera del IES Torre Atalaya de la capital malagueña, la cual se ha acogido con gran ilusión.
Con la construcción de diversos proyectos de menor a mayor dificultad, se pretende desarrollar y asentar las bases de la electrónica y la robótica, con la resolución de problemas sencillos y llevar a cabo una metodología basada en el Método de Proyectos Constructivo que se aplica habitualmente en el área de Tecnología. (Problema a resolver, posibles soluciones, croquizado, planificación, experimentación, feedback de mejora).
Esta experiencia abre el camino a futuros técnicos e ingenieros, hacia el entorno académico o laboral, con carácter propedéutico para la Tecnología Industrial del Bachillerato o Ciclos Formativos de Nivel I de las familias profesionales de Electrónica y Robótica.
2. Desarrollo del Programa.
Este se realiza en tres fases:
1ª Fase:se comienza por un repaso básico de la electrónica y la robótica, antes de realizar las primeras experiencias, además se indica el usos herramientas y equipos del taller de Tecnología, así como las medidas preventivas para ello, cubriendo en ésta fase el conocimiento y la seguridad e higiene por normativa.
2ª Fase: se indican los proyectos previstos para la construcción de menor a mayor dificultad, minirobots, pegatortas, reductora doble de velocidad, tornillo sin fin, motor eléctrico fundamentos, coche por bluetooh. Nociones de programación con Arduino I y Fritzing.
3º Fase: construcción de proyectos.
a) Minirobots. b) Pegatortas. c) Motor eléctrico. d) Doble reductora. e) Coche autopropulsado. f) Máquina hipnótica. g) Coche por bluetooh.
3. Objetivos.
Son los siguientes:
a) Repasar los conocimientos básicos sobre el funcionamiento de los circuitos electrónicos.
b) Conocer el papel que desempeñan los diferentes componentes de un circuito electrónico: resistencias, condensadores, transistores, diodos…
c) Identificar los componentes necesarios para montar un circuito electrónico que cumpla una determinada función, sabiendo interpretar un esquema.
d) Conocer los estados de funcionamiento de un transistor y ser capaz de analizar circuitos electrónicos dotados de transistores.
e) Saber cómo montar circuitos electrónicos sencillos.
f) Aprender a utilizar un software de programación y simulación de circuitos eléctricos y electrónicos.
4. Contenidos.
Se dividen así:
Conceptos
a) Componentes de los circuitos electrónicos: resistencias, condensadores, diodos y transistores.
b) Asociación de resistencias.
c) Funcionamiento del transistor. Uso del transistor como interruptor. Uso del transistor como amplificador.
d) Semiconductores y diodos. Diodos LED.
e) Planificación de circuitos electrónicos, Fritzing.
f) Procedimientos, destrezas y habilidades
g) Utilizar el polímetro.
h) Soldar componentes electrónicos en una placa.
i) Uso de la placa Arduino Uno y portatil.
j) Montar circuitos electrónicos sencillos.
k) Diseñar circuitos eléctricos y electrónicos con el software apropiado.
Actitudes:
a) Respeto de las normas de seguridad del taller.
b) Interés por aprovechar las ventajas de los simuladores de circuitos.
c) Cuidado por los componentes electrónicos. Precaución para no estropear los componentes de un circuito al conectarlos en unas condiciones que un determinado componente no puede soportar (elevado voltaje, por ejemplo).
d) Reconocimiento de la importancia de los sistemas electrónicos en nuestra sociedad.
e) Interés por descubrir las aplicaciones prácticas de la electrónica.
f) Curiosidad por elaborar circuitos electrónicos, a fin de aplicarlos a una finalidad concreta.
g) Reconocimiento de la evolución que ha tenido la electrónica desde sus inicios y de la continua expansión que sufre para la creación de nuevos y mejores dispositivos.
5. Competencias.
a) Competencia para aprender a aprender. En el manejo de aplicaciones electrónicas el autoaprendizaje es esencial. A lo largo del programa se realizan tareas sencillas de verificación y compiliación con Arduino I.
b) Autonomía e iniciativa personal. Es interesante motivar al alumnado para que tengan curiosidad por aprender cosas nuevas sobre las herramientas electrónicas.
c) Competencia en comunicación lingüística. El trabajo con esquemas es esencial en la formación sobre electrónica. Es importante reflexionar sobre la importancia de representar adecuadamente los componentes electrónicos y el resto de elementos de un circuito a la hora de interconectarlos.
d) Competencia matemática. A lo largo del programa el alumnado realiza pequeños cálculos, en general, aplicando sobre todo la ley de Ohm y la potencia eléctrica, así como técnicas de metrología.
e) Tratamiento de la información y competencia digital. La programación también se introduce con el software libre de Arduino y de Fritzing, preinstalados en los ordenadores de la Junta de Andalucia, con el sistema operativo de Guadalinex, con la posibilidad también de simular circuitos electrónicos.
f) Tratamiento y difusión de contenidos mediante la imagen y el video. Para ello se dispone de cañón proyector, con el cual se realizan videotutoriales explicativos de los diversos proyectos que se desarrollaran en el programa.
6. Previas a la construcción de proyectos.
Se les explicó al alumnado, la importancia de la automatización y la robótica en la sociedad actual, formada cada vez por una mayor población mundial, y como ésta temática resuelve múltiples problemas en la sociedad, desde una cadena de montaje de vehículos, pasando por una envasadora de botellas o el proceso de fabricación de placas de circuito impreso.
Inicialmente se afronta la necesidad de resolver un problema, para después entre los recursos disponibles poder solucionarlos, y realizar un feedback, para su correcto funcionamiento o mejora, tal cual se trabaja en la vida real y comenzando por el principal instrumento para ello el croquizado y la representación sobre el papel del esquema correspondiente a seguir, previa evaluación del profesor.
El alumnado, que anteriormente ya trabajó, mediante el Método del Proyecto constructivo, capta la idea y el plan de trabajo, siguiendo el camino más fiable y que más se ajusta, a la solución de dicho problema.
7. Opiniones del alumnado.
La expectativa de realizar talleres por la tarde ha sido grande, hasta el punto de buscarme, para saber si podríamos repetir más sesiones, me comentaban que tenían ideas a los distintos problemas planteados y curiosidades en el estudio de la robótica aplicada, a los retos que en cada sesión se les planteaba.
Las ideas has sido múltiples y auto valoradas por el propio alumnado, la metodología de experimentación, ha levantado la curiosidad, así como el uso del instrumental disponible en la comprobación de circuitos, por módulos y de forma conjunta.
El uso de la electrónica aplicada a la robótica les ha encantado, y la manipulacón de polímetros, fuentes de alimentación, comprobadores de circuitos y herramientas tradicional como pistola de termocola, herrarientas de serrar…
En la mayoría de los trabajos realizados, se han tenido que realizar ajustes para su funcionamiento final, como en los minirobots, máquina hipnótica, pegatortas, coche autopropulsado y especialmente el dirigido con Arduino por bluetooh, mediante el movil.
El alumnado está entusiamado con el diseño y montaje de minirobots y mencanismos de robótica, utilizamos el hardware y software libre de Arduino, programa con el que viene equipado Guadalinex 10.04. También usamos el programa Fritzing.
El alumnado busca las tardes libres adecuadas, para no interferir en el resto de actividades que realizan, deportivas, académicas, exámenes…
8. Medios Audio Visuales.
Se han realizado múltiples videotutoriales desde internet, para la construcción de los diversos proyectoss, igualmente se ha utilizado proyecto y pantalla en las diversas explicaciones, tanto en la construcción, como en la planificación y la programación con Arduino, utilizando el software preinstalado de Guadalinex Edu, enla versión 10.04
9. Enlace.
Enlace IES Torre Atalaya Andalucia Profundiza.
Portal IES Torre Atalaya Tecnología-Programa Andalucía Profundiza
Enlaces de interés vinculados con el proyecto:
Introdución a Arduino Portal Web Arduino
Manual Arduino Uno Electricidad y Electrónica
Imágen de shutterstock.
Sobre el colaborador
José Salvador Chamorro Fernández Profesor de Tecnologia-Málaga. Ingeniero. Doctor por la Uma. Temática: TIC´s, NNTT.
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