Robótica educativa

 

 DESCRIPCIÓN:

CURSO: 4ºESO C

OBJETIVO: Configurar y conectar dispositivos (IoT). Desarrollo de aplicaciones sencillas.

El principal objetivo de la robótica educativa es enseñar al alumnado a diseñar y crear un robot programable, capaz de realizar diferentes funciones: desplazarse, responder a estímulos o comunicarse mediante luces o sonidos, por ejemplo.

RELACIÓN CON EL PROYECTO:

• Contribuir al desarrollo del razonamiento lógico del alumnado, la psicomotricidad o la percepción espacial.

• Fomentar la participación activa de los y las estudiantes en el proceso del aprendizaje.

• Dotar al alumnado de las herramientas necesarias para llevar a cabo proyectos de forma casi autónoma.

• Potenciar la capacidad de resolución de problemas en edades tempranas.

• Hacer hincapié en la creatividad, la investigación y el entendimiento de los conceptos relacionados con la computación.

• Implantar las nuevas tecnologías de una forma amena e interesante, apoyándose en el juego y la gamificación.

• Crear nuevos mecanismos de aprendizaje que ofrezcan nuevas posibilidades respecto a los métodos tradicionales.

• Apostar por el aprendizaje por proyectos, es decir, una manera de aprender más enfocada a la práctica.

• Enseñar a trabajar en grupo para llevar estos proyectos a buen puerto, fomentando la colaboración.

• Trabajar en entornos reales en los que tengamos la posibilidad de experimentar.

• Distinguir entre sensores y actuadores en un robot.

• Conocer la tarjeta programable micro:bit, junto con los sensores y actuadores que incorpora.

• Distinguir entre las distintas plataformas que permiten codificar la micro:bit.

• Enumerar las características que incluye la micro:bit.

¿CÓMO SE HA LLEVADO A CABO? 

2 sesiones de repaso de programación por bloques.

3 sesiones de entrenamiento en la plataforma makecode para codifcar

1 sesión montaje y prueba del robot Maqueen.

2 sesiones para el diseño y construcción del laberinto.

5 sesiones para programar el robot con el objetivo de sortear un laberinto. 

ELEMENTOS TECNOLÓGICOS UTILIZADOS:

Para el desarrollo de la actividad han sido necesarios los siguientes elementos tecnológicos:

- Minicontrolador programable MICRO:BIT

- Kit de robótica Maqueen compatible con MICRO:BIT

- Ordenadores portátiles con conexión a internet.

- Plataforma de programación makecode (https://makecode.microbit.org/)

- Elementos auxiliares necesarios (cables, pilas, cargadores...)

TIEMPO DEDICADO:

PREPARACIÓN: 12 horas

NÚMERO DE SESIONES: 13 sesiones por grupo.

EVIDENCIAS:

INTRODUCCIÓN A LA DOMÓTICA CON ARDUINO

 

DESCRIPCIÓN:

CURSO: 3ºESO (5 grupos)

OBJETIVO: Utilizar los elementos de control para adaptarlos a las necesidades de nuestro día a día. Para ello se ha dividido la actividad en dos partes, una de diseño y simulación y otra de construcción y ensayo. El alumnado debe reconocer los elementos físicos de nuestro entorno y qué magnitudes quiere medir y controlar.

RELACIÓN CON EL PROYECTO: Se presenta la placa de control Arduino desde un nivel básico con la programación de la misma en la plataforma Tinkercad, programación por bloques, así como sensores y actuadores básicos. De esta forma el alumnado tendrá una visión suficiente para implementar sistemas domótico sencillos.

- Trabajo con plataformas automáticas.

- Conocer, seleccionar e implementar sensores y actuadores.

- Realizar programas mediante bloques o lenguaje textual.

- Realización de modelos 3D y su impresión.

¿CÓMO SE HA LLEVADO A CABO? La actividad se ha llevado a cabo de la siguiente manera:

- Introducción al diseño 3D mediante Tinkercad.

- Elaboración de prácticas guiadas de sistemas de control con Arduino en Tinkercad.

- Realización de un anteproyecto para concretar las necesidades y el sistema a prototipos.

- Diseño del modelo 3D y del sistema automático.

- Impresión de los modelos 3D.

- Implementación física de los sistemas automáticos.

- Pruebas y corrección de errores de los sistemas automáticos.

Se comienza con la explicación y trabajo en el diseño de elementos 3D, diseñando piezas simples y aumentando la complejidad (5 sesiones). Posteriormente se han explicado los elementos electrónicos y cómo son capaces de medir magnitudes físicas (3 sesiones). Se han propuesto una serie de prácticas guiadas en las que el alumnado ha realizado sistemas automáticos sencillos (control de luminosidad, temporizadores, control de temperatura, distancias etc) (5 sesiones). Una vez familiarizado con dichos elementos y su programación ha seleccionado un sistema para realizarlo físicamente, tanto el diseño 3D (soportes, barreras, semáforos, etc) como los elementos de control y actuación (servomotores, LDR,  LED, sensor de temperatura, motores DC, relé, pulsadores, final de carrera, etc) (1 sesión). Posteriormente se han impreso las figuras 3D y realizado los prototipos electrónicos de control, siendo la parte más ardua para el alumnado puesto que se enfrenta por primera vez a las dificultades e inconvenientes de un sistema de control real, no simulado (8 sesiones). Después de varias sesiones solucionando problemas de los sistemas de control se pueden ver los resultados a continuación.

ELEMENTOS TECNOLÓGICOS UTILIZADOS:

Para la realización de este proyecto se ha hecho uso de:

• Ordenadores portátiles.
• Plataforma de diseño 3D y programación de Arduino Tinkercad (https://www.tinkercad.com).
• Entorno de desarrollo de Arduino.
• Software de impresión CURA.
• Impresora 3D y filamento PLA.
• Conjunto de sensores y actuadores.
• Placas de control Arduino.

TIEMPO DEDICADO:

PREPARACIÓN: 18 horas

NÚMERO DE SESIONES: 22 sesiones por grupo, hacen un total de 110 sesiones.

EVIDENCIAS:

INTRODUCCIÓN A LA SEGURIDAD MEDIANTE IA

 

DESCRIPCIÓN:

CURSO: 4ºESO C

OBJETIVO: Conocer los elementos de seguridad biométricos y la importancia de la privacidad de los datos. Para ello se propone una práctica en la que el alumnado debe generar caras mediante IA para su posterior reconocimiento y evaluación a través de un sistema automático que integra una cámara con IA.

RELACIÓN CON EL PROYECTO: Dentro de la asignatura de digitalización se ha trabajado la ciberseguridad y cómo nuestros datos son almacenados, analizados y utilizados; se conciencia de la importancia de la privacidad y las comunicaciones seguras. A partir de aquí se propone realizar un control de acceso mediante reconocimiento facial para nuestras instalaciones. 

- Trabajo con plataformas de IA generativas.

- Realizar programas mediante bloques o lenguaje textual.

- Ciberseguridad, análisis y utilización de datos.

¿CÓMO SE HA LLEVADO A CABO? 

Sesión1: Se presentan las herramientas de generación de imágenes mediante IA para su posterior utilización en la generación de caras. Cada estudiante genera una cara desde distintos ángulos, siendo necesaria la diversidad de género, etnia y edad.

Sesiones 2 y 3: Se utiliza la tarjeta programable microBit y la cámara Husky Lens IA para realizar un programa que, una vez almacenada la cara objetivo (ID1), nos indique si la cara actual es la almacenada o no.

ELEMENTOS TECNOLÓGICOS UTILIZADOS:

Para la realización de este proyecto se ha hecho uso de:

• Ordenadores portátiles.
• Plataforma de programación makecode (https://makecode.microbit.org/#).
• Tarjeta microBit V2.
• Tarjeta de expansión I/O para microBit.
• Cámara Husky Lens IA.
• Plataforma generadora de imágenes. (leonardo.ai, canva.com)

TIEMPO DEDICADO:

PREPARACIÓN: 5 horas

NÚMERO DE SESIONES: 3 sesiones

EVIDENCIAS:

PROYECTO: ROBÓTICA CON MAQUEEN

 DESCRIPCIÓN:

CURSO: 3ºESO (2 grupos)

OBJETIVO: Conocer las plataformas de programación y aplicarlas para la realización de tareas cotidianas. Trasladar una acción cotidiana a una plataforma robótica para llevar a cabo una acción concreta, pasar del pensamiento abstracto al desarrollo funcional de un sistema.

RELACIÓN CON EL PROYECTO: Se presenta la plataforma MaQueen para realizar actividades de nuestras viviendas domóticas que exijan el movimiento autónomo (aspiradora, transporte de material, despejar entrada, etc). Para ello se enfrentan a diversos casos como es el de esquivar objetos, seguir una línea marcada o seguir un objeto preestablecido.

- Trabajo con plataformas automáticas.

- Utilizar elementos robóticos (Control del movimiento).

- Conocer, seleccionar e implementar sensores y actuadores.

- Realizar programas mediante bloques o lenguaje textual.

¿CÓMO SE HA LLEVADO A CABO? Para llevar a cabo esta actividad se ha planteado un aprendizaje progresivo de los elementos robóticos. Para ello se comienza con el aprendizaje de la programación por bloques en la que se dedican 6 sesiones con la plataforma CODE. A continuación se introduce la placa microBit aprendiendo a controlar sus entradas y salidas mediante la plataforma makecode.microbit, 12 sesiones. Se finaliza con la programación del robot MaQueen, 10 sesiones, haciendo uso de su extensión en la anterior plataforma.

ELEMENTOS TECNOLÓGICOS UTILIZADOS:

Para la realización de este proyecto se ha hecho uso de:

• Ordenadores del Infolab.
• Plataforma de programación CODE (https://code.org).
• Plataforma de programación makecode (https://makecode.microbit.org/#).
• Tarjeta microBit V2.
• Kit MaQueen.

TIEMPO DEDICADO:

PREPARACIÓN: 15 horas

NÚMERO DE SESIONES: 28 sesiones por grupo.

EVIDENCIAS:

 

PROYECTO: SENSOR DE HUMEDAD EN PLANTAS

 CURSO: 3ºESO. 

MATERIA: Róbotica y Programación, Tecnología y Digitalización

PROFESORADO: Gustavo Cabrera López

RECURSOS UTILIZADOS: microcontrolador Micro:Bit v2.0, ordenadores infolab, aplicación makecode, impresoras 3D, cables, pinzas cocodrilo, clavos, soldador de estaño.

HORAS DE DEDICACIÓN: 18 horas desglosadas en:

• 10 sesiones dedicadas a iniciarse en la programación del microcontrolador Micro:Bit v2.0.
• 4 sesiones para preparación de la impresión digital 3D (diseño, elaboración e impresión) 
• 4 sesiones destinadas al montaje, soldadura de cables y prueba del producto elaborado.

DESCRIPCIÓN DE LA ACTIVIDAD:

Este proyecto se basa en la metodología Aprendizaje Basado en Proyectos. El proyecto se enfoca en el trabajo colaborativo, el aprendizaje autónomo y la resolución de problemas prácticos. Los estudiantes deben investigar, analizar y reflexionar sobre el proceso de su trabajo. El producto del proyecto debe solucionar un problema o una situación del mundo real.

El producto de aprendizaje de este proyecto de clase debe ser relevante y significativo para los estudiantes y se debe ejemplicar cómo llevarlo a cabo.

Sesión 1: Introducción a los sensores de temperatura y humedad

Sesiones 2-11: Programación con bloques con la ayuda de micro:bit

Sesiones 12-15: Diseño de sensores de temperatura y humedad con micro:bit

Sesiones 16-18: Montaje, prueba y presentación final del proyecto (pendiente de finalizar)

OBJETIVOS DE LA ACTIVIDAD:

• Aprender los conceptos básicos de sensores de temperatura y humedad.
• Programar con bloques mediante makecode la placa micro:bit.
• Desarrollar habilidades de pensamiento crítico y resolución de problemas.

DISEÑO DE DISTINTOS SISTEMAS DOMÓTICOS

DISEÑO DE DISTINTOS SISTEMAS DOMÓTICOS 

CURSO: 4º ESO. 

MATERIA: Róbotica y Programación, Tecnología 

PROFESORA: Inmaculada Cortés Frutos

RECURSOS UTILIZADOS: portátiles del Departamento Tecnología, portátiles armarios uso compartido ESO, aplcaciones ARDUINO,  TINTKERCAD, componentes electrónicos compatibles con la placa Arduino Uno y elementos auxiliares necesarios.

HORAS DE DEDICACIÓN: 30 horas desglosadas en:

• 10 sesiones dedicadas al aprendizaje de programación con código (TINKERCAD)
• 8 sesiones para el diseño y la impresión 3D, conexionado e instalación del software necesario.
• 12 sesiones prácticas de programación y pruebas de funcionamiento del sistema. 

DESCRIPCIÓN DE LA ACTIVIDAD:

Poniendo en práctica los conceptos adquiridos tanto de instalaciones en viviendas, electricidad, electrónica, programación y diseño e impresión 3D, diseñamos distintos sistemas domóticos que podrían formar parte de una vivienda real, mediante el empleo de la metodología de Aprendizaje Basado en Proyectos. 

La actividad comienza con el diseño de los distintos sistemas  y pasa por todas las fases propias de un proyecto DISEÑO - FABRICACIÓN - PROGRAMACION - EVALUACIÓN

ESTADO  DE LA ACTIVIDAD: En proceso las sesiones prácticas y de pruebas.

OBJETIVOS DE LA ACTIVIDAD:

1. Conocer y utilizar de manera apropiada la lengua castellana e inglesa para comprender y seguir instrucciones así como para expresarse oralmente en la explicación y descripción de procesos.
2. Resolver problemas que requieran operaciones de cálculo, lógica y geometría aplicados a situaciones problema.
3. Desarrollar el gusto por la ciencia y la tecnología y participando con entusiasmo en actividades experimentales que favorezcan el aprendizaje mediante la aplicación del método científico.
4. Emplear con destreza y eficiencia los recursos tecnológicos a su alcance para conseguir llevar a cabo las tareas propuestas.
5. Mejorar la destreza manual, percepción y creatividad espacial mediante la construcción de modelos reales y simulados.
6. Participar en un proyecto de trabajo colectivo desarrollando hábitos de trabajo individual y de equipo.
7. Orientar el tiempo de ocio hacia el uso y disfrute de los materiales educativos constructivos.
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INICIACIÓN AL DISEÑO 3D

 CURSO: 1ºESO. 

MATERIA: Educación Plástica Visual y Audivisual

PROFESORADO: Gustavo Cabrera López, Inmaculada Cortés Frutos

RECURSOS UTILIZADOS: portátiles con conexión a Internet, Tinkercad (página web), impresora 3D.

HORAS DE DEDICACIÓN: 9 horas distribuidas de la siguiente forma:

• 2 sesiones iniciales para conocer y experimentar con la herramienta web Tinkercad
• 4 sesiones con prácticas guiadas
• 3 sesiones prácticas para diseñar e imprimir un objeto en 3D. 

OBJETIVOS DE LA ACTIVIDAD:

1. Incrementar la creatividad del alumnado mediante la aplicación de la herramienta web Tinkercad.
2. Fomentar la exploración y experimentación con la herramienta Tinkercad.
3. Estimular la resolución de problemas y desafíos cotidianos mediante soluciones creativas utilizando Tinkercad.
4. Fomentar el trabajo colaborativo y el intercambio de ideas, para incrementar la creatividad colectiva. 
5. Estimular la personalización y la creatividad creando diseños individuales.

DESCRIPCIÓN DE LA ACTIVIDAD:

• 1ª Sesión:

Toma de contacto con el diseño 3D en TinkerCad en la que se muestran a los alumnos algunos montajes de vídeos y diseños creados por compañeros y compañeras de otros cursos y dónde se les pregunta qué utilidad puede tener el diseño 3D en el día a día. A continuación, sin explicarle nada del programa se les deja que realicen/diseñen un objeto que les motive.

• 2ª Sesión:

En una segunda sesión se aprenden las nociones básicas para poder empezar a realizar diseños.

• Colocar piezas en el panel de trabajo.
• Mover piezas. 
• Cambiar el ángulo de visión de la pieza. 
• Cambiar el tamaño. 
• Rotar/Girar piezas. 
• Agrupar piezas. 
• Alinear piezas. 
• Duplicar piezas

El alumnado empieza a trabajar de manera autónoma y cualquier duda que surge se les orienta para que sean ellos mismos lo que la resuelvan. Muchas veces, los propios compañeros y compañeras son los que resuelven dichas dudas.

• 3ª-6ª Sesión:

En esta sesiones los alumnos realizarán una serie de fichas guiadas para:

• Diseñar objetos cotidianos a partir de las formas básicas que nos ofrece la aplicación (cubos, cilindros, esferas, conos, pirámides, etcétera).
• Aprender una técnica para hacer agujeros a los objetos.
• Aprender una técnica para dar profundidad de una forma en un objeto.

• 7ª-9ª Sesión:

En estas sesiones, el alumno deberá diseñar un llavero u objeto similar aplicando las herramientas vistas en las sesiones anteriores. Además se le mostrará como exportar sus diseños a un formato imprimible 3D para finalmente proceder a la impresión de su primer producto 3D creado.