UD 3. ROBÓTICA E INTERNET DE LAS COSAS
UD 3. ROBÓTICA E INTERNET DE LAS COSAS
CONTENIDOS
En unidades anteriores estuvimos trabajando con un lenguaje de programación por bloques, concretamente con Scratch. Solo trabajamos con las "librerías" por defecto, en esta unidad vamos añadir algunas que no hemos utilizado antes.
En este tema vamos a desarrollar uno de los experimentos que el instituto va llevar a la Feria de las Ciencias de este año. Lo veremos más adelante...
En los lenguajes de programación por bloques se suelen clasificar las distintas instrucciones en categorías y suelen utilizar un color distinto para cada una de ellas tal y como podemos ver en la siguiente imagen:
Como ya sabemos, dentro de cada categoría existe una gran cantidad de bloques que combinándolos entre si nos permiten construir muchísimos programas distintos, tantos como nuestra imaginación nos permita.
Para poder empezar con esta Unidad Didáctica, es necesario que los siguientes ejercicios funcionen de forma correcta ya que vamos a reutilizar el código:
Makey Makey es una placa electrónica que actúa como una interfaz entre objetos cotidianos y un ordenador. Fue creada por Jay Silver y Eric Rosenbaum en el MIT Media Lab con el objetivo de fomentar la creatividad y el aprendizaje interactivo.
Esta herramienta convierte objetos conductores en teclas o botones que pueden usarse para controlar programas y juegos en la computadora. Makey Makey funciona como un teclado o un ratón, permitiendo que los usuarios interactúen con el ordenador de formas innovadoras y divertidas.
Dicho de otra forma, podemos decir que la Makey Makey es una pequeña placa electrónica que te permite convertir casi cualquier objeto en una tecla de ordenador. Esto significa que puedes usar cosas como frutas, plastilina o papel de aluminio para controlar un videojuego, hacer música o incluso escribir en el ordenador. ¡Es como un teclado mágico que puedes personalizar a tu gusto!
Un kit básico de Makey Makey incluye:
La placa Makey Makey: la parte central del sistema, que se conecta al ordenador mediante USB.
Cables de cocodrilo: se utilizan para conectar objetos a la placa.
Cables de conexión (jumper wires): permiten una mayor personalización de las conexiones.
Cable USB: conecta la placa al ordenador.
Materiales de prueba (cartón, papel aluminio, etc.): para experimentar con distintas superficies conductoras.
Makey Makey funciona aprovechando la conductividad eléctrica. Cuando una persona toca un objeto conectado a la placa (como un plátano, plastilina, o incluso agua), se completa un circuito eléctrico y la placa envía una señal al ordenador, como si se presionara una tecla del teclado.
Los objetos deben ser conductores para que la corriente fluya a través de ellos. Algunos ejemplos de materiales conductores son:
Metales (como papel de aluminio y monedas)
Frutas y verduras
Agua y ciertos líquidos
Plastilina y grafito (lápices)
Cuerpos humanos
Cuando se establece una conexión entre una entrada de Makey Makey y una toma de tierra (earth), se genera la interacción.
Entonces podríamos decir que la placa Makey Makey actúa como un puente entre el mundo físico y el digital. Funciona de la siguiente manera:
1️⃣ Conectar la Makey Makey al ordenador
Se conecta al ordenador mediante un cable USB, igual que un teclado o un ratón.
No necesitas instalar ningún programa especial, el ordenador lo reconoce automáticamente.
2️⃣ Crear un circuito con objetos conductores
Para que funcione, necesitas objetos que conduzcan la electricidad, como frutas, agua, papel de aluminio o incluso el cuerpo humano.
La Makey Makey tiene unas pinzas llamadas "cocodrilo" que permiten conectar estos objetos a la placa.
3️⃣ Usar la "Tierra" o "Earth"
Para que el sistema funcione, una mano debe tocar la "Tierra" o "Earth" en la Makey Makey.
Cuando tocas un objeto conectado a la placa, se cierra el circuito y el ordenador lo detecta como si hubieras presionado una tecla del teclado.
IMPORTANTE: ¿Qué significa que un determinado objeto sea conductor de electricidad?
Un objeto conductor de electricidad es aquel que permite que la electricidad pase a través de él con facilidad. Es decir, deja que los electrones (que forman la corriente eléctrica) se muevan libremente a través de su material.
Los materiales pueden clasificarse en dos tipos principales según su capacidad para dejar pasar la electricidad:
1️⃣ Materiales conductores (dejan pasar la electricidad)
Metales como el cobre, el aluminio y el oro.
Agua con sales (como el agua del grifo o el agua del mar).
Cuerpos humanos y algunos alimentos (porque contienen agua y sales).
Papel de aluminio y otros materiales metálicos.
2️⃣ Materiales aislantes (no dejan pasar la electricidad fácilmente)
Plástico, goma, madera seca.
Vidrio y cerámica.
Papel y cartón seco.
Si usas una manzana en un proyecto con Makey Makey, notarás que funciona como un conductor, porque contiene agua y minerales que permiten que la corriente fluya. Sin embargo, si intentas hacer lo mismo con un trozo de plástico, no funcionará porque el plástico es un aislante y bloquea el paso de la electricidad.
Makey Makey se puede utilizar en una gran variedad de proyectos y actividades, como:
Música interactiva: creando instrumentos musicales con frutas o agua.
Juegos personalizados: controlando videojuegos con materiales inusuales como plastilina o dibujos con grafito.
Arte digital: creando pinturas interactivas que emiten sonidos al tocarlas.
Educación y accesibilidad: facilitando el uso del ordenador a personas con discapacidad mediante controles personalizados.
Makey Makey se complementa muy bien con Scratch, una plataforma de programación visual. Scratch permite programar respuestas personalizadas a las interacciones de Makey Makey, por ejemplo:
Crear un piano digital que se toque con frutas.
Diseñar un juego donde se controle un personaje con conexiones caseras.
Construir una enciclopedia interactiva donde tocar diferentes objetos active información en pantalla.
Para integrar Makey Makey con Scratch, se deben seguir estos pasos:
Abrir Scratch en un navegador o en la versión de escritorio.
Seleccionar "Añadir extensión" en la paleta de bloques, añadirlos y usar los bloques de Makey Makey.
Conectar la placa Makey Makey a la computadora mediante USB.
Asignar funciones a los diferentes objetos conectados a Makey Makey en Scratch.
Probar y ajustar la programación según la respuesta de los objetos.
En este proyecto que realizaremos en parejas, usaremos la placa Makey Makey junto con Scratch para hacer que, al tocar una parte de nuestro cuerpo con la otra, el programa en Scratch muestre en pantalla el mensaje "¡Hola Mundo!" y reproduzca un sonido.
Materiales Necesarios
✔ 1 placa Makey Makey
✔ 1 cable USB para conectarla al ordenador
✔ 2 cables con pinzas de cocodrilo
✔ Tus manos, brazos u otra parte de tu cuerpo
✔ Un ordenador con conexión a Internet
✔ Acceso a Scratch (https://scratch.mit.edu/)
Paso 1: Conectar la Makey Makey al ordenador
Conecta la placa Makey Makey al ordenador usando el cable USB.
Comprueba que el ordenador la reconoce: No es necesario instalar nada, simplemente se detectará como un teclado.
Ubica o reconoce las entradas en la placa Makey Makey:
Las flechas (↑, ↓, →, ←) actúan como teclas del teclado.
Los botones ESPACIO y CLICK también están disponibles.
La conexión "EARTH" (Tierra) es fundamental, ya que permite cerrar el circuito eléctrico.
Paso 2: Preparar la conexión con el cuerpo
Conectar la "Tierra" (EARTH)
Engancha un cable cocodrilo a la entrada "EARTH" en la Makey Makey.
Sostén el otro extremo con una mano o conéctalo a una pulsera metálica para facilitar el contacto.
Conectar la tecla "ESPACIO"
Engancha otro cable cocodrilo a la entrada "ESPACIO" en la Makey Makey.
Sostén el otro extremo con la otra mano.
Cerrar el circuito con el cuerpo
Cuando juntes ambas manos, cerrarás el circuito y activaremos la tecla ESPACIO en Scratch.
Paso 3: Programar en Scratch
Abre Scratch y crea un nuevo proyecto en https://scratch.mit.edu.
Añadir un bloque para mostrar "Hola Mundo":
Haz clic en Eventos y arrastra el bloque "Cuando se presione la tecla ESPACIO".
Ve a Apariencia y arrastra el bloque "Decir Hola Mundo por 2 segundos".
Cambia el texto por "¡Hola Mundo!".
Agregar un sonido:
Ve a Sonido y elige "Reproducir sonido hasta que termine".
Selecciona un sonido divertido o graba tu propia voz.
Paso 4: Probar el Proyecto
Asegúrate de sujetar ambos cables cocodrilo (uno en cada mano).
Junta ambas manos para cerrar el circuito.
Si todo está bien, Scratch mostrará "¡Hola Mundo!" en pantalla y reproducirá el sonido. 🎉
Prueba tocando otras partes de tu cuerpo (por ejemplo, tocar tu nariz con la otra mano o tocar tu rodilla).
Paso 5: Personalizar el Proyecto 🎨
🔹 Cambia el texto para que diga algo diferente.
🔹 Usa una imagen divertida o cambia el fondo en Scratch.
🔹 Utiliza una fruta como material conductor para cerrar el circuito.
🔹 Agrega más teclas de Makey Makey para hacer otras acciones, como sonidos diferentes al tocar distintas partes del cuerpo.
El proyecto debes incluir en tu Cuaderno Digital del tema y además cuando lo tengas listo debes enseñarle a tu profesor como funciona.
Realiza un programa en Scratch capaz de calcular el Área Geométrica de las siguientes figuras:
Rectángulo.
Círculo.
Trapecio.
Rombo.
El programa debe ser lo más original posible y debe solicitar al usuario la siguiente información:
Figura para la que desea obtener el cálculo del área.
Datos de entrada necesarios para la fórmula de cada figura geométrica.
Cuando se calcule el área de la figura, el programa deberá dibujar la figura.
Cuando finalices tu programa tienes que añadir esta actividad a tu CUADERNO DIGITAL del tema. Recuerda que para cada actividad debe aparecer en tu cuaderno digital la siguiente información:
El título de la Actividad.
Breve descripción de lo que hace tu programa.
Una imagen de tu programa.
Un enlace al programa de Scratch.
No olvides actualizar el índice de tu cuaderno digital para que aparezca la nueva actividad que has incluido.
IMPORTANTE: Cuando finalices la actividad debes subir a Classroom tu Cuaderno Digital.
Inspirado en el famoso personaje Sheldon Cooper de la serie The Big Bang Theory, te proponemos crear el juego "Piedra, Papel, Tijera, Lagarto, Spock" en Scratch. Esta versión ampliada del clásico juego de "Piedra, Papel, Tijera" añade dos opciones más: lagarto y Spock. La combinación de cinco opciones permite un sistema de reglas más complejo y divertido.
Desarrolla un juego en Scratch donde el jugador pueda competir contra la computadora eligiendo entre las cinco opciones. Aplicando lógica y programación condicional, crearás un sistema que determine quién gana cada ronda y mantenga un marcador hasta llegar a un ganado. El programa debe cumplir con los siguientes requisitos:
Pantalla de Inicio y Botón de "Jugar"
Crea una pantalla inicial con el título del juego ("Piedra, Papel, Tijera, Lagarto, Spock") y un botón que diga "Jugar".
Al hacer clic en "Jugar", debe comenzar la primera ronda del juego.
Interfaz de Selección
Diseña cinco botones o iconos en pantalla representando cada una de las opciones: piedra, papel, tijera, lagarto y Spock.
Programa cada botón para que, al hacer clic, guarde la elección del jugador.
Reglas del Juego (SON LAS MÁS IMPORTANTES DEL PROGRAMA QUE VAS A REALIZAR)
Usa las siguientes reglas para programar el juego:
La piedra aplasta la tijera y aplasta al lagarto.
El papel cubre la piedra y refuta a Spock.
La tijera corta el papel y decapita al lagarto.
El lagarto envenena a Spock y devora el papel.
Spock rompe la tijera y vaporiza la piedra.
Si el jugador y la máquina eligen la misma opción, es un empate.
Opción Aleatoria de la máquina
Crea una función para que la computadora elija al azar una de las cinco opciones cada ronda.
Para esto, usa el bloque de Scratch de "elegir número al azar entre 1 y 5" y asocia cada número con una opción (1=piedra, 2=papel, etc.).
Sistema de Puntuación
Crea una variable llamada “Puntos del Jugador” y otra llamada “Puntos de la máquina”.
Suma un punto al jugador si gana la ronda y suma un punto a la computadora si gana ella.
Si es un empate, no se suman puntos.
Resultados de cada Ronda
Después de cada elección, muestra un mensaje con el resultado (por ejemplo, "La piedra aplasta la tijera, ganaste la ronda").
Actualiza los puntos en pantalla después de cada ronda.
Fin del Juego
Establece una meta de puntos (por ejemplo, 5 puntos) para terminar el juego.
Cuando alguno de los jugadores (jugador o computadora) llegue a esa cantidad, muestra una pantalla de "Fin del Juego" que indique quién ha ganado.
Botón de Reinicio
Añade un botón de "Reiniciar" en la pantalla final que permita volver a jugar desde cero.
IMPORTANTE: Cuando finalices la actividad debes subir a Classroom tu Cuaderno Digital.
Objetivo: Diseñar un programa en Scratch que calcule las kilocalorías consumidas al comer determinados alimentos y determine cuántas sevillanas debe bailar una persona para quemarlas.
Desarrolla un juego en Scratch donde el jugador pueda competir contra la computadora eligiendo entre las cinco opciones. Aplicando lógica y programación condicional, crearás un sistema que determine quién gana cada ronda y mantenga un marcador hasta llegar a un ganado. El programa debe cumplir con los siguientes requisitos:
1. Características del programa:
El usuario podrá introducir de manera numérica la cantidad consumida de los siguientes alimentos, asocia los alimentos a su kilocalorías correspondiente mediante variables:
Alimento = KCalorias
Cuña de tortilla (1 unidad) = 100 Kcal.
Plato de croquetas (4 unidades) = 400 Kcal.
Plato de lagrimitas (4 unidades) = 200 Kcal.
Plato de chocos (3 unidades) = 150 Kcal.
Montadito (1 unidad) = 150 Kcal.
Plato de queso (3 unidades) = 250 Kcal.
Plato de jamón (10 unidades) = 200 Kcal.
Plato de langostinos (5 unidades) = 50 Kcal.
2. Cálculo del gasto energético:
Considera que una hora bailando sevillanas equivale a 300 kcal.
El programa debe calcular el total de kilocalorías consumidas según los alimentos seleccionados por el usuario. Luego, debe calcular y mostrar el número de sevillanas necesarias para quemar esas calorías.
3. Diseño del programa:
Interfaz visual: Diseña un menú que permita al usuario elegir y sumar las calorías de diferentes alimentos. Utiliza todos los elementos que veas conveniente y sé creativo.
Bloques de programación: Usa variables para registrar el total de kilocalorías consumidas y las sevillanas necesarias.
Salida del programa: Muestra un mensaje al usuario con el total de calorías y la cantidad de sevillanas requeridas para quemarlas.
4. Prueba del programa:
Asegúrate de que los cálculos sean correctos. Introduce diferentes combinaciones de alimentos y verifica que el número de sevillanas sea adecuado.
5. Presentación final:
Explica en tu cuaderno digital cómo funciona tu programa (descripción, código y enlace a la actividad) y realiza una demostración en vivo a tu profesor.
Ejemplo práctico:
Si un usuario selecciona:
● 1 plato de croquetas (400 kcal),
● 1 porción de choco frito (50 kcal)
● 1 cuñita de tortilla (100 kcal),
El programa debería calcular:
400 + 150 + 100 = 650 kcal
650 ÷ 300 = 2,15 horas bailando sevillanas necesarias para quemar la comida.
IMPORTANTE: Cuando finalices la actividad debes subir a Classroom tu Cuaderno Digital.
Objetivo:
El objetivo es desarrollar un piano interactivo en Scratch, permitiendo tocar diferentes notas musicales al presionar teclas específicas del teclado y crear un piano físico funcional utilizando Makey Makey.
Materiales necesarios:
Ordenador con acceso a Scratch (en línea o sin conexión).
Cuenta en Scratch (opcional para guardar el proyecto en línea).
Altavoces o auriculares para escuchar los sonidos.
Kit Makey Makey.
Materiales de construcción (cartón, palitos, cartulina, grafito, papel de aluminio, cables conductores, etc.).
Planifica con tu pareja cómo llevarás a cabo el proyecto. Para ello, respondan las siguientes preguntas en el CUADERNO DIGITAL:
¿Cómo vamos a dividir el trabajo entre ambos?
¿Qué materiales vamos a utilizar para construir el piano físico?
¿Cómo conectaremos Makey Makey y Scratch para que el piano funcione correctamente?
¿Qué dificultades podríamos encontrar y cómo podríamos solucionarlas?
"Una buena planificación facilitará el desarrollo de las siguientes partes del proyecto".
1. Configuración inicial
Abre Scratch y crea un nuevo proyecto.
Elimina el objeto por defecto (Scratch el gato).
Dibuja o importa una imagen de un teclado de piano como fondo.
Crea un nuevo objeto para cada tecla del piano (blancas y negras) o usa un solo objeto con diferentes disfraces para representar cada tecla.
2. Programación de los sonidos
Asigna una tecla del teclado a cada nota musical, ten cuidado porque las notas están en notación americana (MIRAR LA IMAGEN DE ABAJO)
Utiliza los bloques de sonido en Scratch y asegúrate de que cada tecla del piano emite el sonido correcto al ser presionada.
"tocar nota ___ durante ___ segundos"
3. Animación y efectos
Programa cada tecla para que cambie de color o efecto cuando se presione.
Usa los bloques de apariencia para mejorar la experiencia visual.
Agrega una animación o un contador de notas tocadas.
Diseña un piano físico que abarque la escala de Do a Do en una octava completa.
Usa materiales conductores como cartón con grafito, papel de aluminio, etc para fabricar las teclas.
Conecta cada tecla a Makey Makey y asigna las teclas correspondientes en Scratch.
Prueba el piano tocando las teclas físicas y verifica que suenen correctamente.
Cada grupo deberá documentar todo el proceso en un cuaderno digital, incluyendo:
Descripción del proyecto: Explicación de la idea y objetivos.
Capturas de pantalla del código en Scratch, explicando los bloques utilizados.
Fotos del proceso de creación del piano físico con Makey Makey.
Problemas encontrados y soluciones aplicadas durante el desarrollo.
Conclusión y mejoras futuras: Reflexión sobre el trabajo realizado y posibles mejoras.
RECUERDA AÑADIR LA PLANIFICACIÓN INICIAL DE LA PARTE 1 DEL PROYECTO.
El cuaderno digital se debe realizar de la misma forma que hemos hecho durante todo el curso. Se deberá entregar en Classrooom por ambos alumnos en PDF.