El término "Robótica" fue definido por Isaac Asimov para describir la tecnología de los robots. Él mismo predijo hace años el aumento de una poderosa industria robótica, predicción que ya se esta haciendo o mejor dicho, se ha hecho realidad. Recientemente se ha producido una explosión en el desarrollo y uso industrial de los robots tal que se ha llegado al punto de hablar de "revolución de los robots" y "era de los robots".

Asimov (escritor de ciencia ficción entre otras profesiones) definió las tres leyes de la robótica:

Primera Ley

Un robot no hará daño a un ser humano ni, por inacción (falta de acción), permitirá que un ser humano sufra daño.

Segunda Ley

Un robot debe cumplir las órdenes dadas por los seres humanos, a excepción de aquellas que entren en conflicto con la primera ley.

Tercera Ley

Un robot debe proteger su propia existencia en la medida en que esta protección no entre en conflicto con la primera o con la segunda ley.

Asimov también agregó una cuarta, o ley cero, para preceder a las demás:

Ley Cero

Un robot no puede dañar a la humanidad o, por inacción, permitir que la humanidad sufra daños.

Las Tres Leyes y la Ley Cero han impregnado la ciencia ficción y se mencionan en muchos libros, películas y otros medios. También han impactado el pensamiento sobre la ética de la inteligencia artificial. La ética en la inteligencia artificial es una rama de la ética dirigida a la existencia de robots inteligentes o cualquier otro ente que posea inteligencia artificial. La posibilidad de crear máquinas pensantes plantea una serie de cuestiones éticas que abarcan diferentes puntos, tanto que las máquinas no lastimen a seres humanos o seres vivos en general, como el estatus moral propio de la máquina.

El término robótica puede ser definido desde distintos puntos de vista pero si lo relacionamos únicamente con los robores una definición resumida podría ser:

"La Robótica describe todas las tecnologías asociadas con los robots"

y una definición algo más detallada sería:

"La Robótica es la rama de la ingeniería mecánica, de la ingeniería electrónica y de las ciencias de la computación, que se ocupa del diseño, construcción, operación, estructura y aplicación de los robots, es decir, la robótica combina diversas disciplinas como la mecánica, la electrónica, la informática, la inteligencia artificial, la ingeniería de control y la física."

Sin duda la Robótica es una profesión con un futuro apasionante y garantizado¡¡¡

1.2 ¿Qué es un Robot?

La palabra robot fue usada por primera vez en el año 1921, cuando el escritor checo Karel Capek estrena en el teatro nacional de Praga su obra Rossum's Universal Robot (R.U.R.). Su origen es de la palabra eslava robota, que se refiere al trabajo realizado de manera forzada. La trama era sencilla: el hombre fabrica un robot, luego el robot mata al hombre. Muchas películas han seguido mostrando a los robots como máquinas dañinas y amenazadoras. Sin embargo, películas más recientes, como la saga de "La Guerra de las Galaxias" desde 1977, retratan a robots como "C3PO" y "R2D2" como ayudantes del hombre. "Número 5" de "Cortocircuito" y "C3PO" realmente tienen apariencia humana. Estos robots que se fabrican con apariencia humana se llaman ‘androides’.

C3PO

R2D2

Dar una única definición de Robot es complicado. Las definiciones son tan dispares como se demuestra en la siguiente relación:

• Ingenio mecánico controlado electrónicamente, capaz de moverse y ejecutar de forma automática acciones diversas, siguiendo un programa establecido.

• Máquina que en apariencia o comportamiento imita a las personas o a sus acciones como, por ejemplo, en el movimiento de sus extremidades.

• Un robot es una máquina que hace algo automáticamente en respuesta a su entorno.

• Un robot es un puñado de motores controlados por un programa de ordenador.

• Un robot es un ordenador con músculos.

Es cierto, como acabamos de observar, que los robots son difíciles de definir. Sin embargo, no es necesariamente un problema el que no esté todo el mundo de acuerdo sobre su definición. Quizás, Joseph Engelberg (padre de la robótica industrial) lo resumió inmejorablemente cuando dijo: "Puede que no se capaz de definirlo, pero sé cuándo veo uno".

1.3 Tipos de Robot

Hoy en día cada vez tenemos más cerca de nosotros a los Robots y los hay de distintos tipos. Por ejemplo:

Androides

Una visión ampliamente compartida es que todos los robots son "androides". Los androides son artilugios que se parecen y actúan como seres humanos. Los robots de hoy en día vienen en todas las formas y tamaños, pero a excepción de los robots que aparecen en las ferias y espectáculos, no se parecen a las personas y por lo tanto no son androides.

ANDROIDE

NO ANDROIDE

Móviles

Los robots móviles están compuestos de elementos de desplazamiento (patas o ruedas) que los capacitan para desplazarse de acuerdo a su programación. Están formados por sistemas que son capaces de recibir la información de su entorno gracias a los sensores y se emplean en determinados tipos de instalaciones industriales, sobre todo para el transporte de mercancía en cadenas de producción y almacenes.

Industriales

Los robots industriales son tambien mecánicos y electrónicos y suelen estar destinados a realizar de forma automática determinados procesos de fabricación o manipulación. Por ejemplo:

Médicos

Los robots médicos están orientados fundamentalmente a ayudar al personal sanitario en las tareas más complejas que se requieren en operaciones bastante delicadas o incluso en la realización de determinadas pruebas médicas. Por ejemplo:

1.4 Impacto de la Robótica en la Sociedad

Analizaremos el impacto de la Robótica en la sociedad desde dos puntos de vista: Impacto en la Educación e Impacto Laboral:

Impacto en la Educación

El auge de la Robótica y la necesidad de su implantación en numerosas instalaciones industriales, requiere la necesidad de un buen número de especialistas en la materia. La Robótica es una tecnología multidisciplinar ya que hace uso de los conocimientos de distintas ciencias. Destacamos las siguientes:

Mecánica
Matemáticas
Electrónica
Informática

Por lo tanto, la Robótica es una combinación de todas las disciplinas expuestas, por lo que su estudio en detalle esta especialmente indicado en las carreras de Ingeniería Superior y Técnica así como en los centros de formación profesional (en este último caso enfocado mucho más a la práctica, el "saber hacer").

Impacto Laboral

El mantenimiento de las distintas empresas y el consiguiente aumento de su productividad, mueve el interés de empresarios y trabajadores en aceptar, por una parte la inversión económica y por otra parte la reducción de puestos de trabajo para incorporar nuevas tecnologías basadas en robots y computadores.

Las ventajas de los modernos elementos productivos, como la liberación del hombre de trabajos peligrosos, desagradables o monótonos y el aumento de la productividad, calidad y competitividad, a menudo, queda eclipsado por el aspecto negativo que supone el desplazamiento de mano de obra, sobre todo en tiempos de crisis. Este temor resulta infundado si se analiza con detalle el verdadero efecto de la robotización.

1.5 Ventajas e Inconvenientes de los Robots

Inconvenientes

Podrían ser hackeados por algún ciberdelincuentes para fines no deseados que puedan afectar a los seres humanos.
Una fallo en su funcionamiento puede causar daños irreversibles (Ejemplo: Fallos durante una operación de una persona)
Reemplazan la mano de obra humana.
Alto coste, es decir, actualmente son muy caros.

Ventajas

Pueden llegar donde el humano no puede.
Aceptan tareas peligrosas.
Mejoran la calidad de vida.
Capacidad de trabajar las 24 horas del día durante todo el año (No tienen vacaciones¡¡¡).
Buenos niveles de producción (no se cansan, no paran a desayunar,etc..) y calidad (no se suelen equivocar).

Actividad 2.1 Realiza el siguiente test

En el siguiente enlace tienes disponible el test que debes realizar, tendrás tu nota en el mismo momento. Además tambien debes marcar como entregada la actividad en Classroom.

Test: https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSe0tJdr1CwMNTQBoSC0vIa411_aqvgBUEgy6-kLOH2wtow2zg/viewform?usp=sf_link

2. Funcionamiento de un Robot

Podemos distinguir las siguientes partes en un Robot:

Estructura o Esqueleto: Representa la parte física o material del robot.
Sensores: Se encargan de recoger la información de su entorno para enviársela a la Unidad de Control del robot.
Unidad de Control: Podemos decir que es el "cerebro" del robot ya que en base a la información que recibe de los sensores, se encarga de tomar decisiones generando las correspondientes salidas. Podemos decir que la Unidad de control esta formada por una placa electrónica llamada "Controlador o MicroControlador" que contiene un programa software que esta en ejecución en todo momento. Evidentemente este programa software ha debido ser desarrollado por un equipo de programadores, al igual que nosotros hemos estado programando en Scratch durante el primer trimestre.
Actuadores: Los actuadores se encargan de realizar una determinada acción una vez que la Unidad de Control ha analizado la información recibida por los sensores.

En el siguiente diagrama podemos ver un resumen de las distintas partes que hemos comentado:

Otra agrupación de las distintas partes de un robot, algo más resumida, sería la siguiente:

Hardware: Se trata del conjunto de componentes que forman la parte material de un robot (estructura, sensores, controlador, actuadores).
Software: Se trata del conjunto de programas que controlan el robot y que se encuentran almacenados en la placa controladora o controlador.

Actividad 2.2 ¿Cómo funciona un robot?

En un documento de Google Doc explica con tus palabras el funcionamiento de un robot. Además, incluye en el documento dos ventajas y dos inconvenientes de los robots que no estén incluidas en nuestro material de clase. Para las ventajas e inconvenientes quizas necesites investigar en Internet.

Cuando termines entrega tu tarea en Classroom.

3. Microcontroladores (Arduino)

3.1 ¿Qué es un microcontrolador?

Un microcontrolador es un circuito integrado programable capaz de ejecutar las órdenes grabadas en su memoria. Está formado por varios bloques que cumplen una tarea especifica. Un microcontrolador incluye en su interior las tres principales unidades funcionales de un ordenador:

Unidad Central de Procesamiento (CPU): Su trabajo es interpretar las instrucciones de un programa informático y garantizar que todas ellas se ejecutan.
Memoria: Se trata de la memoria de trabajo de un sistema informático.
Periféricos de Entrada/Salida: Se trata de dispositivos que permiten la entrada o salida de información desde el ordenador al exterior y viceversa.

3.2 ¿Qué es Arduino?

Arduino es una plataforma de código abierto de prototipos electrónicos que se base en hardware y software. Son fáciles de usar y gracias a esto es posible que cualquier persona sea capaz de construir circuitos electrónicos y robots.

Arduino es considerado una de las bases sobre las que empezar a trabajar en temas relacionados con robótica, ya que, por su simplicidad, permite adquirir conocimientos básicos para dar el paso posteriormente a tecnologías más complejas y completas. En la actualidad existen multitud de placas Arduino.

Nosotros durante este trimestre vamos a trabajar con la Placa Arduino Uno R3.

3.3 Placa Arduino Uno R3

Pines Digitales

Los pines digitales son las conexiones digitales de los dispositivos conectados a la placa. La placa de Arduino cuenta con 14 pines digitales que van del pin 0 al pin 13.

Debemos saber que una señal digital solo puede tener dos estados (o valores):

0 (LOW, bajo, false): Indica cero voltios de tensión enviados desde la placa.
1 (HIGH, alto, true): Indica cinco voltios de tensión enviados desde la placa.

Por lo tanto, cuando ponemos un pin digital a valor HIGH, la placa suministra 5V de tensión por la salida que hayamos indicado, y si ponemos el valor LOW la placa suministrará 0V de tensión. Eso si, debemos tener en cuenta que los 5V no siempre son 5 ni los 0 siempre son 0).

Los pines digitales de Arduino pueden ser utilizados tanto de entrada como de salida.

Pines Analógicos

Los pines analógicos pueden medir un rango de valores de voltaje, a diferencia de los digitales que solo entienden dos valores: 0-1, o lo que es lo mismo, 0V o 5V.

Por lo tanto, con los pines analógicos vamos a poder leer valores intermedios entre 0V y 5V, representados con un valor comprendido entre 0 y 1023 (ya que la información se representa en números de 10 bits), y tambien vamos a poder escribir en los pines valores comprendidos entre 0 y 255, ya que la información se representa en números de 8 bits.

Nota: En el punto anterior hemos hablado sobre pines digitales, si te fijas en ellos en la placa, verás que aparecen algunos con un símbolo encima del número, ese símbolo significa que pueden ser utilizados tambien como pines analógicos.

Pines para Alimentación de Sensores

Además de los pines de entrada y salida que hemos comentado anteriormente, Arduino dispone de pines que nos permiten alimentar componentes externos, concretamente uno con 5V y otro con 3,3 V. Además de los pines de tierra (GND).

Microcontrolador de Comunicaciones

El microcontrolador de Comunicaciones se encarga de gestionar las comunicaciones con todos los elementos que se conectan a la placa.

Microcontrolador de Programación

Este componente de la placa es el cerebro de la misma, es donde la placa almacena el programa que tiene que ejecutar. El microcontrolador de la placa se programa utilizando el IDE (Entorno de Desarrollo Integrado) de programación.

Botón Reset

El botón reset permite reiniciar el programa que se ha cargado en el microcontrolador interrumpiendo la ejecución actual.

Puerto USB

El puerto USB es el puerto mediante el cual nos comunicaremos con la placa de Arduino. Sus funciones principales son:

Alimentación.
Cargar los programas en el microcontrolador.
Envío de información desde la placa al ordenador.

Conector de Alimentación

Además, la placa dispone de un puerto de alimentación externo que nos permitirá hacer funcionar la placa sin utilizar un ordenador. Debemos tener en cuenta que NO podemos alimentar la placa con más voltaje del que soporta, ya que podríamos dañarla. Lo recomendado es alimentarla entre 7V y 12V.

Actividad 2.3 Diagrama Placa Arduino Uno R3.

En esta actividad utilizaremos de nuevo el programa https://app.diagrams.net/. A continuación se describen los pasos de esta tarea:

Con vuestro móvil debéis realizar una foto de la placa Arduino Uno R3.
A continuación debéis enviaros por email la foto a vuestro propio correo del instituto.
En este paso debéis crear un nuevo documento en el programa https://app.diagrams.net/ e insertar la foto realizada.
Al igual que aparece en la foto del material de clase, teneis que identificar cada uno de los componentes.
A continuación descargamos el documento en formato de jpeg.
Por último debemos abrir un documento Google Doc, insertar la imagen que hemos descargado en el paso anterior y explicar cada uno de los componentes de la Placa Arduino Uno R3.

Al finalizar debes entregar el documento Google Doc en la tarea correspondiente de Classroom.

4. TinKercad

Tinkercad es una aplicación o programa en línea que engloba diversas herramientas de diseño. Con Tinkercad puedes realizar:

Diseño en 3D.
Crear y simular circuitos electrónicos.
Programación.
Arduino. Permite la programación online de las placas Arduino en un simulador.

En este apartado explicaremos aquellos componentes que utilizaremos durante las actividades de este trimestre.

4.1 Alta de Usuario en Tinkercad

Para acceder a la herramienta debemos dirigirnos al siguiente enlace: https://www.tinkercad.com/, seguidamente pulsamos en el botón 'Únete Ya Mismo' tal y como vemos en la siguiente imagen.

A continuación seleccionamos la opción 'Crear una cuenta personal' tal y como vemos en la siguiente imagen.

En la siguiente pantalla seleccionamos la opción 'Iniciar sesión con Google'.

A continuación nos aparecerá la lista de cuentas de Google para que seleccionemos la nuestra. Posteriormente el sistema nos mostrará la siguiente pantalla donde debemos hacer click en el botón 'Continuar' para aceptar las condiciones de uso.

Seguidamente el sistema ya nos da acceso al menú principal de Tinkercad. Nosotros trabajaremos durante este trimestre con la opción 'Circuitos' tal y como vemos en la siguiente imagen.

Con este paso hemos finalizado el proceso de alta de usuario en la herramienta Tinkercad.

4.2 Acceso a Tinkercad

Una vez que ya tenemos nuestro usuario en TinKercad, la próxima vez que queramos acceder tenemos que utilizar la opción de 'Iniciar Sesión' accediendo a la página principal de Tinkercad.

A continuación, la herramienta nos pregunta como queremos iniciar sesión y debemos utilizar siempre la opción 'Iniciar Sesión con Google' tal y como vemos en la siguiente imagen.

Y de esta forma ya debemos estar en el menú principal de la herramienta Tinkercad donde debemos seleccionar el menú de Circuitos que será con el que trabajemos a lo largo de este trimestre.

5. Actividades

Durante todas las actividades del segundo trimestre vamos a ir elaborando nuestro cuaderno de clase donde tendremos que ir registrando y documentando todas las actividades que realizaremos durante este trimestre.

Actividad 2.4 Práctica Guiada: Creamos nuestro Cuaderno de Clase

En esta actividad vamos a crear el esqueleto de nuestro cuaderno de clase. Lo haremos mediante un documento Google Doc cuyo nombre deberá ser:

Cuaderno de Clase - Nombre y Apellidos del Alumn@.

A continuación indicamos los elementos que debe contener nuestro cuaderno:

Portada.
Índice.
Encabezado de Página.
Pie de Página.

Para cada una de las actividades que realicemos debemos incluir:

Nombre de la Actividad.
Descripción de la Actividad.
Componentes Electrónicos necesarios.
Imagen de la Simulación con Tinkercad.
Imagen del Circuito Real con la Placa Arduino Uno R3.

5.1 Componentes Electrónicos Comunes

En este apartado vamos a explicar el conjunto de componentes que necesitaremos utilizar en todas las actividades.

Placa Arduino

La placa Arduino la hemos explicado anteriormente. En cada una de las actividades se irán definiendo las conexiones en función del montaje que estemos llevando a cabo.

Protoboard

La placa protoboard es una base de material aislante (plástico) con pequeños orificios para la inserción de los componentes electrónicos, de forma que estén unidos eléctricamente entre ellos, ya que en su interior estos orificios están conectados entre sí gracias a unas líneas de material conductor.

Usar la placa protoboard es fácil, solo debemos tener en cuenta que hay líneas que funcionan como si todos los componentes estuvieran conectados en el mismo punto:

Las dos líneas que se encuentran entre la línea pintada en azul y la línea roja actúan como si fuesen el mismo punto de conexión, es decir, cualquier componente que pinchemos en cualquiera de los orificios señalados sería como si estuviera conectado directamente a otro componente que estuviese pinchado en otro de los puntos de la misma base.

Estas líneas azul y roja nos sirven para conectar en uno de sus extremos un cable con carga negativa y positiva respectivamente. De esta forma, el resto de orificios estarán tambien alimentados con carga negativa y positiva.

Concretamente nos referimos a las dos líneas señaladas en la siguiente imagen.

Por otro lado, debemos saber tambien que los orificios de la parte central de la placa están conectados eléctricamente de forma diferente a las líneas exteriores. En la imagen siguiente podemos ver los orificios a los que nos referimos iluminados en amarillo.

Y cuidado, para conectar una mitad de la placa con la otra mitad, tendremos que hacer un "puente" de forma que conectemos cada una de las partes mediante un cable tal y como vemos en la siguiente imagen.

Cable USB

Lo utilizaremos para pasar el programa desde el ordenador a la placa y para alimentar de corriente la placa.

Cables

Usaremos cables macho-macho o macho-hembra en función de lo que necesitemos durante las actividades planteadas.

Macho-Macho

Macho-Hembra

Resistencias

Las resistencias son unos dispositivos que se oponen al paso de la corriente eléctrica cuando pasa a través de ellas, por lo tanto, antes de una resistencia y después de ella habrá una diferencia de carga eléctrica, siempre menor en la salida que en la entrada.

De esta manera podemos proteger a otros dispositivos de ser atravesados por una corriente eléctrica mayor de la que pueden soportar y por lo tanto sufrir lo que se llama una sobrecarga.

Para saber qué resistencia será necesaria para proteger un determinado dispositivo necesitaremos conocer la intensidad máxima que puede soportar dicho dispositivo (I) y la tensión a la que va estar sometido (V). Conociendo dichos valores podemos calcular el valor de la resistencia (R) que debemos utilizar para proteger a nuestro dispositivo. Para calcularlo utilizamos la conocida LEY DE OHM (V=IxR):

R = V / I

Donde la resistencia (R) se mide en ohmios; la tensión (V) se mide en voltios; y la corriente o intensidad eléctrica (I) se mide en amperios.

Nota: Algo que debemos tener en cuenta es que NO existen resistencias comerciales para todos los valores óhmicos, por lo que tendremos que calcular y elegir la resistencia que más se aproxime al valor ideal de la actividad que estemos realizando.

Las resistencias trabajan con un código de colores para poder identificarlas de forma fácil. Según su combinación de colores ofrecerán más o menos resistencia al paso de la corriente. En la siguiente imagen vemos la tabla de colores de las resistencias:

Código de colores para resistencias de 4 bandas

Código de colores para resistencias de 5 bandas

5.2 Lista de Actividades

Actividad 2.5 Encendido de un Led

Materiales

Led Rojo
Resistencia de 330 Ohmios.
Kit Arduino

Descripción de Nuevos Materiales

LED

LED (Light Emitting Diode o diodo emisor de luz), se trata de un dispositivo que emite luz cuando se encuentra en polarización directa, es decir, necesita estar conectado de una forma determinada: La pata larga (ánodo) conectada a un polo positivo y la pata corta (cátodo) a un polo negativo.

Si se conecta al revés, la corriente NO pasará y por tanto no emitirá luz. Esto es algo muy importante que debemos tener en cuenta a la hora de realizar los montajes en nuestras actividades.

Los LED se utilizan mucho para realizar montaje eléctricos, ya que presentan dos ventajas importantes con respecto a otro tipo de dispositivo:

Consumen muy poco energía ya que casi toda la energía que consume un LED (más de un 80%) se utiliza en dar luz y no calor.
Tienen una vida útil muy larga: más de 100.000 horas de luz.

Un LED puede conectarse tanto a un pin digital como a un pin analógico.

Ejemplo Cálculo de Resistencia: LEY DE OHM

Antes de seguir con la actividad vamos a ver un ejemplo sobre cómo calcular el valor de una resistencia para proteger un LED.

Tenemos que tener en cuenta dos cuestiones:

La primera es que un LED estándar soporta una intensidad de hasta 20mA, y para asegurarnos dejaremos un margen para no correr riesgo de que el LED se funda (17 mA).
La segunda es que el voltaje con el que vamos a trabajar es de unos 5V. Con ello, vamos a calcular el valor de la resistencia que tendríamos que montar en serie para que el LED no sufra una sobrecarga.

Con los datos que tenemos, aplicamos entonces la LEY DE OHM:

V=IxR

5V=17mA x R

R=5 / 0,017

R=294 Ohmios.

Puesto que NO vamos a encontrar una resistencia con este valor exacto, tendremos que elegir otra con un valor aproximado siempre por encima, para asegurarnos la protección del dispositivo. En este caso necesitaremos entonces una resistencia de 330 Ohmios.

Simulación

Debemos montar nuestro circuito en el simulador de Tinkercad tal y como podemos ver en la siguiente imagen:

Código Fuente

En la siguiente imagen podemos ver el código de bloques que necesitaremos para esta actividad:

Montaje Físico

A continuación debemos montar el circuito fisicamente en nuestro Arduino Uno R3, tal y como podemos ver en la siguiente imagen.

Cuaderno de Clase

Por último tenemos que actualizar nuestro cuaderno de clase de la siguiente forma:

En una página en blanco ponemos el título de la nueva actividad "Actividad 2.5 Encendido de un Led"
Descripción de la Actividad. Una breve descripción del objetivo de la actividad con tus palabras.
Componentes Electrónicos necesarios.
Imagen de la Simulación con Tinkercad.
Imagen del Circuito Real con la Placa Arduino Uno R3.

Actividad 2.6 Encendido intermitente de un Led

Materiales

Led Rojo
Resistencia de 330 Ohmios.
Kit Arduino

Simulación

Debemos montar nuestro circuito en el simulador de Tinkercad tal y como podemos ver en la siguiente imagen:

Código Fuente

En la siguiente imagen podemos ver el código de bloques que necesitaremos para esta actividad:

Montaje Físico

A continuación debemos montar el circuito físicamente en nuestro Arduino Uno R3. El resultado deberá ser parecido al del siguiente vídeo. Haz click aquí.

Cuaderno de Clase

Por último tenemos que actualizar nuestro cuaderno de clase de la siguiente forma:

En una página en blanco ponemos el título de la nueva actividad "Actividad 2.6 Encendido Intermitente de un Led"
Descripción de la Actividad. Una breve descripción del objetivo de la actividad con tus palabras.
Componentes Electrónicos necesarios.
Imagen de la Simulación con Tinkercad.
Imagen del Circuito Real con la Placa Arduino Uno R3.

Actividad 2.7 Encendido y apagado intermitente de varios Led

Materiales

Led Rojo
Led Amarillo
Led Verde
3 Resistencia de 330 Ohmios.
Kit Arduino

Simulación

Debemos montar nuestro circuito en el simulador de Tinkercad tal y como podemos ver en la siguiente imagen:

Código Fuente

En la siguiente imagen podemos ver el código de bloques que necesitaremos para esta actividad:

Montaje Físico

A continuación debemos montar el circuito físicamente en nuestro Arduino Uno R3. El resultado debe ser similar al que podemos ver en el siguiente vídeo. Haz click aquí.

Cuaderno de Clase

Por último tenemos que actualizar nuestro cuaderno de clase de la siguiente forma:

En una página en blanco ponemos el título de la nueva actividad "Actividad 2.7 Encendido y apagado intermitente de varios Led"
Descripción de la Actividad. Una breve descripción del objetivo de la actividad con tus palabras.
Componentes Electrónicos necesarios.
Imagen de la Simulación con Tinkercad.
Imagen del Circuito Real con la Placa Arduino Uno R3.

Actividad 2.8 Interactuar con un Led RGB

Materiales

Led RGB
3 Resistencia de 330 Ohmios.
Kit Arduino

Descripción de Nuevos Materiales

LED RGB

Se trata de un LED especial, cuyas siglas RGB hacen referencia a los colores Red (Rojo), Green (Verde) y Blue (Azul), los colores primarios de la luz. Un RGB es en realidad la union de tres LED, cada uno de un color básico, en un encapsulado común. En función de la tensión que reciba cada uno de ellos, el RGB emitirá un color u otro.

Podemos encontrar dos tipos de RGB:

De cátodo común: comparten el pin que se conecta a GND. Los otros tres pines se conectan a pines digitales o analógicos.
De ánodo común: comparten el pin que se conecta a la alimentación ( 5V en nuestra placa de Arduino ). Los otros tres pines se conectan a pines digitales o analógicos.

Para identificar qué pin corresponde a cada color debemos tener en consideración:

La patilla más larga es la de alimentación o la tierra (GND), según sea cátodo común o ánodo común.
Normalmente, la patilla que está sola al lado de la más larga es el rojo R y las otras dos corresponden al verde G y al azul B.

Teniendo en cuenta que el rango de valores RGB va de 0 a 255, podemos jugar a combinar unos colores con otros.

La elección de dichos valores se traduce como la tensión que podemos poner en cada pin. Mediante la elección de los valores conseguiremos la mezcla de color que deseemos de forma sencilla.

Simulación

Debemos montar nuestro circuito en el simulador de Tinkercad tal y como podemos ver en la siguiente imagen:

Código Fuente

En la siguiente imagen podemos ver el código de bloques que necesitaremos para esta actividad:

Montaje Físico

A continuación debemos montar el circuito físicamente en nuestro Arduino Uno R3. El resultado debe ser similar al que podemos ver en el siguiente vídeo. Haz click aquí.

Cuaderno de Clase

Por último tenemos que actualizar nuestro cuaderno de clase de la siguiente forma:

En una página en blanco ponemos el título de la nueva actividad "Actividad 2.8 Interactuar con un Led RGB"
Descripción de la Actividad. Una breve descripción del objetivo de la actividad con tus palabras.
Componentes Electrónicos necesarios.
Imagen de la Simulación con Tinkercad.
Imagen del Circuito Real con la Placa Arduino Uno R3.

Actividad 2.9 Encender y Apagar dos Leds con un pulsador (Versión 1)

Materiales

Led Rojo
Led Verde
3 Resistencias de 330 Ohmios.
Un Pulsador.
Kit Arduino

Simulación

Debemos montar nuestro circuito en el simulador de Tinkercad tal y como podemos ver en la siguiente imagen:

Código Fuente

En la siguiente imagen podemos ver el código de bloques que necesitaremos para esta actividad:

Montaje Físico

A continuación debemos montar el circuito fisicamente en nuestro Arduino Uno R3, tal y como podemos ver en el siguiente vídeo:

Actividad 2.9.MOV

Cuaderno de Clase

Por último tenemos que actualizar nuestro cuaderno de clase de la siguiente forma:

En una página en blanco ponemos el título de la nueva actividad "Actividad 2.9 Encender y Apagar dos Leds con un pulsador (Versión 1)"
Descripción de la Actividad. Una breve descripción del objetivo de la actividad con tus palabras.
Componentes Electrónicos necesarios.
Imagen de la Simulación con Tinkercad.
Imagen del Circuito Real con la Placa Arduino Uno R3.

Actividad 2.10 Encender y Apagar dos Leds con un pulsador (Versión 2)

Materiales

Led Rojo
Led Verde
2 Resistencias de 330 Ohmios.
Un pulsador.
Kit Arduino

Simulación

Debemos montar nuestro circuito en el simulador de Tinkercad tal y como podemos ver en la siguiente imagen:

Código Fuente

En la siguiente imagen podemos ver el código de bloques que necesitaremos para esta actividad:

Montaje Físico

A continuación debemos montar el circuito fisicamente en nuestro Arduino Uno R3, tal y como podemos ver en la siguiente imagen.

Cuaderno de Clase

Por último tenemos que actualizar nuestro cuaderno de clase de la siguiente forma:

En una página en blanco ponemos el título de la nueva actividad "Actividad 2.10 Encender y Apagar dos Leds con un pulsador (Versión 2)"
Descripción de la Actividad. Una breve descripción del objetivo de la actividad con tus palabras.
Componentes Electrónicos necesarios.
Imagen de la Simulación con Tinkercad.
Imagen del Circuito Real con la Placa Arduino Uno R3.

Actividad 2.11 Control de encendido de varios Leds con un Potenciómetro

Materiales

Led Rojo
Led Verde
Led Amarillo
3 Resistencias de 330 Ohmios.
Un potenciómetro.
Kit Arduino

Potenciómetro

Un potenciómetro es un dispositivo que proporciona una resistencia variable según vayamos modificando su posición gracias a la rotación de un eje que se va desplazando interiormente sobre un material resistivo. Un ejemplo de potenciómetro es el que podemos ver en la siguiente imagen aunque en el mercado existen muchos más.

Los potenciómetros tienen 3 conectores para realizar las conexiones. La patilla de la izquierda se conecta a tierra (GND), la patilla de la derecha se conecta a los 5V y la patilla central se conecta a una de las entradas analógicas de la placa Arduino ya que los valores que vamos a introducir serán variables. La lectura del pin analógico del potenciómetro esta comprendida entre los valores 0 y 1023.

Simulación

Debemos montar nuestro circuito en el simulador de Tinkercad tal y como podemos ver en la siguiente imagen:

Código Fuente

En la siguiente imagen podemos ver el código de bloques que necesitaremos para esta actividad:

Montaje Físico

A continuación debemos montar el circuito físicamente en nuestro Arduino Uno R3. El resultado final debe ser el que podemos en el vídeo del siguiente enlace. Haz click aquí.

Cuaderno de Clase

Por último tenemos que actualizar nuestro cuaderno de clase de la siguiente forma:

En una página en blanco ponemos el título de la nueva actividad "Actividad 2.11 Control de encendido de varios Leds con un potenciómetro."
Descripción de la Actividad. Una breve descripción del objetivo de la actividad con tus palabras.
Componentes Electrónicos necesarios.
Imagen de la Simulación con Tinkercad.
Vídeo del Circuito Real con la Placa Arduino Uno R3.

Actividad 2.12 Control del Sonido de un Zumbador con un Potenciómetro

Materiales

Potenciómetro
Zumbador
Kit Arduino

Zumbador

Un zumbador es un elemento fabricado con un material piezoeléctrico, normalmente cuarzo, que al ser sometido a una tensión eléctrica variable vibra produciendo un sonido.

La conexión del zumbador es sencilla, una patilla conectará con tierra (GND) y la otra a una entrada analógica o digital por donde entrará la tensión que provocará la vibración del material.

En esta práctica veremos como en función de la corriente que deje pasar el potenciómetro (girándolo más o menos) el zumbador emitirá un sonido más o menos elevado.

Simulación

Debemos montar nuestro circuito en el simulador de Tinkercad tal y como podemos ver en la siguiente imagen:

Código Fuente

En la siguiente imagen podemos ver el código de bloques que necesitaremos para esta actividad:

Montaje Físico

A continuación debemos montar el circuito físicamente en nuestro Arduino Uno R3. El resultado debe ser parecido al que podemos ver en el siguiente vídeo. Haz click aquí.

Cuaderno de Clase

Por último tenemos que actualizar nuestro cuaderno de clase de la siguiente forma:

En una página en blanco ponemos el título de la nueva actividad "Actividad 2.12 Control del Sonido de un Zumbador con un Potenciómetro"
Descripción de la Actividad. Una breve descripción del objetivo de la actividad con tus palabras.
Componentes Electrónicos necesarios.
Imagen de la Simulación con Tinkercad.
Vídeo del Circuito Real con la Placa Arduino Uno R3.

Actividad 2.13 Controlamos un Led con un Sensor de Luz (LDR)

Materiales

Sensor de Luz (LDR)
Led Rojo
Resistencia 330 Ohmios.
Resistencia de 10 KiloOhmios.
Kit Arduino

Sensor de Luz (LDR)

Un sensor de luz LDR (Light Dependent Resistor) es una resistencia cuyo valor depende de la cantidad de luz que incida sobre ella.

Cuando una luz incide sobre el LDR, el material se vuelve más conductor por lo que su resistencia disminuye. Al contrario, cuanta menos luz incida sobre ella, mayor será su resistencia. Esto se traduce en que podrá dar paso a mayor o menor cantidad de corriente eléctrica en función de la luz que reciba.

Se trata de un dispositivo que no tiene polaridad, es decir, las patillas pueden conectarse sin tener en cuenta el polo positivo ni el negativo.

Simulación

Debemos montar nuestro circuito en el simulador de Tinkercad tal y como podemos ver en la siguiente imagen:

Código Fuente

En la siguiente imagen podemos ver el código de bloques que necesitaremos para esta actividad:

Montaje Físico

A continuación debemos montar el circuito físicamente en nuestro Arduino Uno R3. El resultado debe ser parecido al que podemos ver en el siguiente vídeo. Haz click aquí.

Cuaderno de Clase

Por último tenemos que actualizar nuestro cuaderno de clase de la siguiente forma:

En una página en blanco ponemos el título de la nueva actividad "Actividad 2.13 Controlamos un Led con un Sensor de Luz (LDR)".
Descripción de la Actividad. Una breve descripción del objetivo de la actividad con tus palabras.
Componentes Electrónicos necesarios.
Imagen de la Simulación con Tinkercad.
Vídeo del Circuito Real con la Placa Arduino Uno R3.

Actividad 2.14 Construimos nuestra propia Alarma

Materiales

Zumbador
Kit Arduino
Sensor de presencia

Sensor de Presencia

Un sensor de presencia o de movimiento es un dispositivo capaz de detectar movimiento basándose en la radiación electromagnética infrarroja que emiten los seres vivos debido a la temperatura a la que se encuentran.

El sensor es capaz de detectar presencia si el objeto se encuentra dentro de un cono de 110º desde su centro y una distancia máxima de hasta 7 metros. En la siguiente imagen vemos el sensor con el que trabajaremos en esta práctica:

Podemos ajustar el comportamiento del sensor modificando con un destornillador los dos potenciómetros que incorpora:

Ajuste del temporizador: Se utiliza para configurar el tiempo en el que se activará el sensor cuando haya detectado presencia, de 3 segundos a 5 minutos. Girando hacia la derecha tardará más en actuar y girando hacia la izquierda se activará en menos tiempo.

Ajuste de sensibilidad: Se utiliza para configurar la distancia y la cantidad de movimiento necesaria para activar el sensor, de 3 a 7 metros aproximadamente. Girando hacia la derecha decrece la sensibilidad, es decir, se activará cuando detecte el objeto a menos distancia. Girando hacia la izquierda aumenta la sensibilidad, es decir, se activará cuando detecte el objeto a mayor distancia.

Ajuste del Modo: Nuestro modelo (HW-416-B) no dispone de esta funcionalidad pero existen modelos que si la tienen. Esta funcionalidad se utiliza para configurar el modo de trabajo del sensor, distinguiendo dos posibilidades:
- Modo Continuo: Si queremos que el sensor esté continuamente detectando movimiento y por lo tanto, activado. Por defecto, nuestro modelo trabaja de esta forma.
- Modo Repetición: Si queremos que sólo se active cuando detecte movimiento.

Para conectarlo con la placa Arduino conectamos el pin VCC del sensor a los 5 voltios de la placa, el pin central del sensor a un pin de la placa para transmitir la información y el pin GND del sensor al GND de Arduino.

Simulación

Debemos montar nuestro circuito en el simulador de Tinkercad tal y como podemos ver en la siguiente imagen:

Código Fuente

En la siguiente imagen podemos ver el código de bloques que necesitaremos para esta actividad:

Montaje Físico

A continuación debemos montar el circuito físicamente en nuestro Arduino Uno R3.

Cuaderno de Clase

Por último tenemos que actualizar nuestro cuaderno de clase de la siguiente forma:

En una página en blanco ponemos el título de la nueva actividad "Actividad 2.14 Construimos nuestra propia Alarma".
Descripción de la Actividad. Una breve descripción del objetivo de la actividad con tus palabras.
Componentes Electrónicos necesarios.
Imagen de la Simulación con Tinkercad.
Vídeo del Circuito Real con la Placa Arduino Uno R3.

Actividad 2.15 Display 7 segmentos (Cátodo Común)

Materiales

Dos Pulsadores
Resistencias 330 Ohmios
Display 7 Segmentos

Display 7 Segmentos

Cuando trabajamos por primera vez con un nuevo componente debemos documentarnos, es decir, investigar un poco en internet para conocer sus caracteristicas. Para ello tenemos las hojas de características técnicas. En este caso dependerá del modelo de display LED 7 segmentos. Pero, ¿cómo puedes saber que modelo tienes? Todos los componentes suelen tener una numeración escrita en alguna sitio. En nuestro caso, vemos en la siguiente imagen la numeración YY5621BH-C.

De los resultados obtenidos nos vamos a uno de ellos (preferible buscar en algún PDF) y miramos que características tiene este componente. Pero ojo, no nos debemos fiar siempre de lo que nos diga Google. En algunos casos, encontramos cosas que están erróneas. Dos de las páginas más fiables son Datasheet Catalog y All Datasheet.

Un display 7 segmentos es un componente que tiene 7 segmentos LEDs, más un LED que hará de punto. Este punto nos indica cómo hay que colocar el display, y siempre irá hacia abajo. Por lo tanto, será similiar a tener 7 LEDs conectados a nuestro Arduino.

Existen dos tipos de displays de 7 segmentos, los de ánodo común donde todos los LEDs comparten un mismo ánodo y los de cátodo común donde todos los LEDs comparten un mismo cátado.

¿Cómo saber el display 7 segmentos que tengo?

La prueba es sencilla. Para saber si es de ánodo común lo único que tenemos que hacer es poner el pin 3 o pin 8 a la alimentación de 3,3 V o 5 V (poner una resistencia de 330 Ω en serie), y el pin número 5 (DP punto) a tierra (pin GND de nuestro Arduino).

Si tenemos un display de ánodo común, la corriente pasará y se iluminará el punto. Si tenemos un display del tipo cátodo común, no se encenderá el LED.

Display de 7 Segmentos

Relación Pines correspondientes al display de 7 segmentos. Tal y como vemos en esta imagen, cada segmento (Led) lo reconocemos al tener asociada una determinada letra.

Este componente tiene 10 pines. Antes de hacer ninguna conexión debemos identificar cada uno de estos pines. Además debemos tener en cuenta que el PUNTO siempre lo debemos colocar HACIA ABAJO.

Pero.....¿Cómo sabemos que segmento se corresponde con cada uno de los pines de nuestro componente? Pues para ello, en la siguientes imágenes podemos ver la relación de cada uno de ellos:

Imagen de Equivalencia Segmentos/Pines

Tabla de Equivalencia Segmentos/Pines

Bueno, pues ya tenemos relacionados los pines con los segmentos (circuito eléctrico interno), ahora vamos a realizar nuestra práctica.....

Simulación

Debemos montar nuestro circuito en el simulador de Tinkercad tal y como podemos ver en la siguiente imagen:

Código Fuente

En la siguiente imagen podemos solo parte del código de bloques que necesitamos ya que este código es bastante largo pero muy fácil y lo iremos viendo en clase:

Montaje Físico

A continuación debemos montar el circuito físicamente en nuestro Arduino Uno R3.

Cuaderno de Clase

Por último tenemos que actualizar nuestro cuaderno de clase de la siguiente forma:

En una página en blanco ponemos el título de la nueva actividad "Actividad 2.15 Display 7 segmentos (Cátodo Común)".
Descripción de la Actividad. Una breve descripción del objetivo de la actividad con tus palabras.
Componentes Electrónicos necesarios.
Imagen de la Simulación con Tinkercad.
Vídeo del Circuito Real con la Placa Arduino Uno R3.

Actividad 2.16 Nuestro Dado

Materiales

Un Pulsador
Resistencias 330 Ohmios
Display 7 Segmentos

En esta actividad debes hacerte una copia del proyecto correspondiente a la Actividad 2.15 y realizar los siguientes cambios:

Cambia el circuito para que únicamente utilice un pulsador, de forma que cuando el usuario lo pulse, en el display mostraremos un número aleatorio entre 1 y 6 como si de un DADO se tratase.
Realizar los cambios en tu código fuente para que el dado funcione correctamente.
Monta el circuito real para que podamos ver como funciona tu dado.
Actualiza correctamente tu Cuaderno Digital de Clase.

6. Nuestro ROBOT OTTO

6.1 Introducción

Otto es un robot de código abierto ( Ver https://es.ottodiy.com/ ) con una increíble personalidad que nos permitirá darle sentido a todo lo que llevamos visto hasta el momento en nuestra asignatura de Computación y Robótica. Existen distintas versiones pero este año trabajaremos con Otto Blocky

En el siguiente vídeo podemos ver una presentación de algunos de los distintos modelos de este magnifico Robot:

Y en el siguiente tenemos una presentación del entorno de trabajo de Otto y alguna demostración de uso de este magnifico compañero¡¡¡

6.2 Componentes

Nuestro Robot esta compuesto por los componentes que podemos ver en la siguiente imagen:

En el siguiente enlace tenemos una guía detallada donde nos explican como empezar con este robot.

Empezando con los robots Otto DIY.pdf

6.3 Entorno de Trabajo

Disponemos de la posibilidad tanto de instalar el entorno de trabajo en nuestro ordenador o trabajar de la misma forma que lo hemos hecho con Scratch primero y luego con la placa Arduino Uno, es decir, tambien disponemos de un entorno Web con el que podemos programar mediante un lenguaje de programación por Bloques. Podemos acceder al entorno desde el siguiente enlace: https://ottoschool.com/blockly/

Actividad 2.17 ¡Otto, A Bailar!

Para realizar esta actividad debes seguir los siguientes pasos:

Descarga el siguiente archivo en tu ordenador ( Clic aquí ).
Accede al entorno de trabajo de Otto ( https://ottoschool.com/blockly/ ) y abre el fichero que acabas de descargar en tu ordenador en el paso anterior.
Lee el código y entiende cada una de las operaciones que queremos realizar. Pregunta tus dudas al profesor.
Genera y descarga en tu ordenador el código necesario para Arduino.
Accede al programa Arduino de tu ordenador y abre el archivo que acabas de descargar en el paso anterior.
Por último, conecta Otto a tu ordenador y ¡A Bailar!

Actividad 2.18 Diseña tu propio Baile para Otto.

En esta actividad debes abrir tu imaginación para diseñar un buen baile para Otto. Debes programarlo en el entorno de trabajo de Otto y cuando lo tengas preparado lo puedes cargar en Otto. Elige una canción para acompañar a Otto durante su baile y tambien puedes diseñar tu propia máscara para que que acompañe a Otto durante el Baile.

Page updated

Google Sites

Report abuse