Robótica Educativa

Grupo de Trabajo: Robótica Educativa

Robótica Educativa en Guadalinfo

Ejemplos Practicos

Recursos Didacticos

Componentes de mi Robot

Entorno de Trabajo

Robotica Educativa

Recomendaciones

Crear mi Robot

Resumen

Introducción a la programación

ÍNDICE

1.1. INTRODUCCION A LA ROBÓTICA EDUCATIVA 1.2. DEFINICIÓN DE ROBÓTICA, DOMÓTICA E INMÓTICA ¿QUÉ ES UN ROBOT? 1.3. PARTES PRINCIPALES DE UN ROBOT 1.4. ALGUNOS EJEMPLOS DE ROBOTS

ROBÓTICA EDUCATIVA

En edades tempranas, los robots educativos ayudan a las niñas y niños a desarrollar, mientras juegan, una de las habilidades cognitivas básicas del pensamiento lógico matemático: el pensamiento computacional (resolución de problemas mediante una secuencia de acciones ordenadas).

ROBOTICA EDUCATIVA

1.1.

La robótica es la rama de la ingeniería mecánica, de la ingeniería eléctrica, de la ingeniería biomédica y de las ciencias de la computación, que se ocupa del diseño, construcción, operación, estructura, manufactura y aplicación de los robots.​La domótica es el conjunto de tecnologías aplicadas al control y la automatización inteligente de la vivienda, que permite una gestión eficiente del uso de la energía, que aporta seguridad y confort, además de comunicación entre el usuario y el sistema.

DEFINICIÓNES: ROBÓTICA, DOMÓTICA E INMÓTICA

1.2.

La Inmótica se define la automatización integral de inmuebles con alta tecnología. La centralización de los datos del edificio o complejo, posibilita supervisar y controlar confortablemente desde un equipo los estados de funcionamiento o alarmas de los sistemas que componen la instalación, así como los principales parámetros de medida. La Inmótica integra la domótica interna dentro de una estructura en red.

La robótica educativa es una subdisciplina de la robótica aplicada al ámbito educativo que se centra en el diseño, el análisis, la aplicación y la operación de robots.¿QUÉ ES UN ROBOT?Un robot es una máquina automática programable que es capaz de interpretar información del medio físico para modificar su conducta. Tiene la capacidad de interactuar con el entorno y en función de ello, realizar unas funciones u otras.

DEFINICIÓNES: ROBÓTICA EDUCATIVA - ROBOT

1.2.

Todo robot tiene básicamente tres grupos de componentes:

• Sistema de control, como una placa controladora.
• Sensores, capaces de interpretar información.
• Actuadores, que producen el efecto programado.

PARTES PRINCIPALES DE UN ROBOT

1.3.

• Placa: CEREBRO.
• Sensores: OJOS, OIDOS.
• Actuadores: EXTREMIDADES
• BATERÍAS: COMIDA

PARTES PRINCIPALES DE UN ROBOT

1.3.

Siempre que hablemos de elementos actuales, ya que un parabrisas o aspiradora no tienen por que ser robots, si no interactuan por ellos solos con el medio.

• Limpiaparabrisas de un coche (detecta la cantidad de lluvia y modifica su velocidad)
• Aspiradora (se mueve detectando obstáculos trazando en su memoria un mapa de la casa)
• Climatizador (mide la temperatura ambiente y enfría o calienta según la temperatura que tengamos programada).

ALGUNOS EJEMPLOS DE ROBOTS

1.4.

2.1. PLACA BASE 2.2. COMPONENTES BÁSICOS 2.3. COMPONENTES DIGITALES 2.4. COMPONENTES ANALÓGICOS

COMPONENTES DE MI ROBOT

La placa controladora se comunica con el exterior (PC) usando el puerto USB o bluetooth.

Una placa controladora es un dispositivo que almacena un programa (conjunto de instrucciones) y mediante los periféricos de entrada (sensores) y salida (actuadores), interactúa con el entorno que lo rodea.

PLACA CONTROLADORA (ZUM CORE 2.0.)

2.1.

¿Cómo piensa una placa controladora?

• Piensa las cosas de una en una, no puede hacer dos cosas a la vez.
• Piensa y repite acciones muy rápido, tanto que a veces no podemos ni ver lo que está haciendo y hay que decirle que espere un poco.
• Nunca hace nada que no le hayas dicho. Hay que programar todo lo que quieras que haga y darle las órdenes de una en una.
• Cuando la placa acaba su lista de órdenes, vuelve a empezar de nuevo, repitiendo su programación una y otra vez.

PLACA CONTROLADORA

2.1.

Los Pines son las entradas y salidas de casi toda la información que pasa por la placa. En ellos se conectan los sensores y actuadores (periféricos) . Según la placa, puede tener dos tipos de pines:

1. PINES DIGITALES: en ellos se conectan los sensores digitales (que mandan los valores 0 ó 1 al microcontralor) o se conectan los actuadores digitales (que se encienden o apagan por el microcontrolador al mandarles un 1 o un 0 respectivamente).
2. PINES ANALÓGICOS: en ellos sólo podemos conectar sensores (se usan como entradas) y pueden leer valores que van desde 0 a 1023.

PLACA CONTROLADORA

2.1.

MICROPROCESADOR: es el elemento fundamental de una placa controladora, es un circuito integrado programable y el que se encarga de realizar todas las operaciones.

COMPONENTES BÁSICOS

2.2.

Sensor de Sonido, de Humedad...

Potenciómetro: Permite regular el paso de corriente eléctrica, ampliando y reduciendo el voltaje de la misma

Pulsador: botón que permite el paso de corriente eléctrica al pulsarlo y no la permite al soltarlo

Sensor de ultrasonidos: detecta la distancia a la que se encuentran los objetos emitiendo una onda ultrasónica y calculando el tiempo que tarda en regresar tras chocar con algún objeto.

Sensor de infrarrojos: detecta la diferencia entre colores claros y oscuros (p.e. entre blanco y negro)

Sensor de luz: Detecta la cantidad de luz que hay en el entorno.

SENSORES: Dispositivo capaz de leer condiciones del entorno y transformarlas en señales eléctricas. Según el tipo de Robot pueden ser externos o integrados en la placa

...

Servo: transforma la corriente eléctrica en movimiento circular y puede detenerse en un ángulo concreto.

Motor eléctrico o Servo de rotación contínua: transforma la corriente contínua en movimiento circular.

Zumbador: emite sonido en la frecuencia elegida, pudiendo reproducir natas musicales, melodías,...

Led: sólo deja pasar coriente eléctrica en un sentido (emitiendo luz) y la bloquea en el contrario.

ACTUADORES: Dispositivo capaz de transformar las señales eléctricas en un proceso físico, como luz, sonido o movimiento para de realizar un cambio.

5.1. PROGRAMACIÓN SECUENCIAL 5.2. PROGRAMACIÓN CONDICIONAL 5.3. BUCLES 5.4. USO DE VARIABLES 5.5. USO DE FUNCIONES

INTRODUCCION A LA PROGRAMACIÓN

Diagrama de una programación que nos permite encender un LED cuando el botón está pulsado y apagarlo cuando dejamos de pulsarlo.

Un Algoritmo es un conjunto de instrucciones muy concretas que hay que seguir en orden para realizar una tarea. Algunos ejemplos muy sencillos son: seguir paso a paso una receta de cocina, un manual de instrucciones, cambiar una bombilla, poner una lavadora, etc.Una forma sencilla de representar un algoritmo es mediante diagramas de flujo, que nos ayudan a visualizar de forma gráfica un proceso.

PROGRAMACIÓN SECUENCIAL

3.1.

SIGUE UNA SECUENCIA LINEAL

En la programación secuencial una instrucción o acción sigue a otra a modo de secuencia lineal, es decir, que una instrucción no se ejecuta hasta que finaliza la anterior, ni se bifurca el flujo del programa.

PROGRAMACIÓN SECUENCIAL

3.1.

SI..ENTONCES..SI NO (if..then..else)En este ejemplo, si pulsamos el botón se encenderá el LED. En cambio, si dejamos de pulsar el botón, se apagará el LED.

SI..ENTONCES (if..then)En este ejemplo, si pulsamos el botón se encenderá el LED.

En programación, una sentencia condicional es una instrucción o grupo de instrucciones que se pueden ejecutar o no en función del valor de una condición. Los tipos más conocidos son:

PROGRAMACIÓN CONDICIONAL

3.2.

En este ejemplo, según el valor aleatorio que salga:

• 0 : ENCENDER LED
• 1 : APAGAR LED
• 2 : GIRAR MOTOR
• 3 : DETENER MOTOR

SEGÚN (case o switch) es mecanismo de control de selección utilizado para permitir que el valor de una variable o expresión cambie el flujo de control de la ejecución del programa

PROGRAMACIÓN CONDICIONAL

3.2.

BUCLE DO WHILEFunciona como el bucle While, pero se ejecutan las instrucciones antes de la condición.

BUCLE WHILEPermite que mientras se esté cumpliendo una condición se ejecuten ciertas instrucciones. En el ejemplo, mientras la lectura del sensor de luz sea mayor de 100, sonará el zumbador (alarma por exceso de luz).

BUCLES

3.3.

Debemos configurar 4 valores: con qué variable vas a contar (contador), el valor desde cuando empezamos a contar, el valor hasta qué valor deseamos contar y sumando, en cuánto se incrementará la variable en cada iteración.

BUCLE FORLas instrucciones que están dentro del bucle For (Contar con) se repetirán un número determinado de veces. En este ejemplo el parpadeo del LED se repetirá 5000 veces.

BUCLES

3.3.

Una variable es como una “caja” donde guardaremos un dato, un valor que podremos ver y recuperar más adelante durante el resto del programa. Además, en cualquier momento se puede cambiar ese valor guardado.Al declarar una variable lo que hacemos es crear esa “caja” y guardar por primera vez un dato en ella. Al declarar la variable defines de que tipo (numérico o texto) es y no podrá cambiarse.

USO DE VARIABLES

3.4.

Tipos de variables:

1. Variables globales: se crean al inicio del programa y son universales (pueden utilizarse en cualquier momento).
2. Variables locales: sólo pueden usarse dentro de la función donde han sido declaradas. Pueden crearse:
1. En las Instrucciones iniciales si queremos que se ejecuten sólo al inicio del programa.
2. En un Bucle si queremos que se ejecute contínuamente mientras estemos dentro de él

USO DE VARIABLES

3.4.

Este programa queremos escuchar una melodía y que se encienda un LED si se presiona el pulsador.

Una función es un fragmento de programa diseñado para ser reutilizado en múltiples ocasiones. Normalmente una función realiza una o varias tareas pudiendo al terminar devolver un valor (funciones con retorno) o no devolver nada (funciones sin retorno).Para poder utilizar una función, primero hay que declararla dentro de la zona Variables globales, funciones y clases. Una vez creada la función, es necesario llamarla dentro del programa.

USO DE FUNCIONES

3.5.

CREAR MI ROBOT

PROYECTO PRÁCTICO

Prueba a montar tu propio robot utilizando materiales que tengas por casa (por ejemplo cartón, piezas de algún juguete roto,...), incorporando dos servos conectados a dos ruedas. Programa tu robot para que se mueva, gire y se detenga. Añádele todos los componentes que quieras, LED, botones, zumbador, etc.

PROYECTO PRÁCTICO CREAR MI ROBOT

4.

ALGUNOS EJEMPLOS

VÍDEOS

SIGUELINEAS

PASO A NIVEL CON BARRERA

VÍDEOS

BEBE LLORÓN

VÍDEOS

ASCENSOR

VÍDEOS

ALGUNAS RECOMENDACIONES

• Autorizaciones de los padres por escrito y también para el registro en las distintos entornos de programación
• Empezar con juegos para iniciarlos en la programación (Juegos Blockly y code.org)
• Que los alumnos se hagan responsables del cuidado del material (KIT DE ROBÓTICA)
• Empezaríamos por explicarles ¿qué es un algoritmo? (Que hagan un ejemplo)
• Después de enseñarles el uso de algún componente, proponerles retos fáciles y también que inventen ejemplos sobre ese componente.
• Organizarlos por grupos de 2 por cada KIT DE ROBÓTICA (si la situación nos lo permite) e ir cambiandolos para fomentar el trabajo en equipo.
• 10 Sesiones de 1 hora y 30 minutos

ALGUNAS RECOMENDACIONES

7.1. PREPARACIÓN DEL ENTORNO 7.2. REGISTRO DE USUARIO 7.3. PLUGINS EXTERNOS 7.4. ZONA HARDWARE Y ZONA SOFTWARE

ENTORNO DE TRABAJO

• Arduino
• Bq
• MicroBit
• ...

Según nuestro Kit

RECURSOS DIDÁCTICOS

" Kahoot sobre Robótica BQ"

https://create.kahoot.it/

https://code.org/starwars https://code.org/minecraft

"La Hora del código de code.org permite programar droides y crear tus propios juegos basados en Starwars y Minecraft"

https://www.junioringenieria.es/

"Espacio formativo para el desarrollo de las habilidades técnicas basadas en las materias STEAM (Ciencia, Tecnología, Ingeniería, arte y Matemáticas) y la inteligencia emocional"

https://blockly.games/

"Blockly Games es una serie de juegos educativos que enseñan programación por bloques, bucles, sentencias condicionales, funciones,..."

http://diwo.bq.com/

" DIWO es un proyecto de BQ Educación para el desarrollo de las competencias creativas, técnicas y emocionales a través de la tecnología."

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Componentes de mi Robot

Entorno de Trabajo

Robotica Educativa

Recomendaciones

Crear mi Robot

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¡GRACIAS!