PROYECTO 3 Robótica EV3 CORE
Bienvenido estimado alumno Le damos la más cordial bienvenida al curso Robótica EV3 CORE, el cual se apoyará en nuestra plataforma virtual. El objetivo principal de este curso es proporcionarle los contenidos y las herramientas básicas para adquirir las nociones y habilidades fundamentales en el área de Robótica EV3 de Lego. El curso tiene una duración de 16 horas; durante este tiempo, se desarrollarán 6 practicas más 3 proyectos colaborativos. Prácticas que forman parte de esta plataforma virtual, se utilizará el robot EV3 de Lego Education para el efecto, lo que permitirá al alumno desarrollar el trabajo en equipo, la solución de problemas, el pensamiento crítico, el pensamiento computacional, el trabajo colaborativo y la creatividad. Le deseamos éxito en este nuevo proyecto tecnológico.
Introducción ETC Iberoamérica ha diseñado este proyecto de Robótica EV3 CORE, que incluye materiales innovadores que permiten a los estudiantes planificar, diseñar, construir y programar robots para la resolución de problemas y específicos. En este curso de Introducción a la robótica móvil el alumno tendrá la posibilidad de aprender a trabajar con el robot EV3 de LEGO y con él podrá desarrollar las habilidades de comunicación, solución de problemas, pensamiento crítico, trabajo colaborativo, pensamiento computacional y creatividad, tan importantes en la actualidad. El robot EV3 es una herramienta tecnológica didáctica aplicable a los temas desarrollados en los conceptos de las ciencias físicas, la tecnología informática y la matemática. Los temas en los que se emplea EV3 son los de control y robótica, así como control por computadora. En el área de control y robótica aprenderás de manera práctica qué es un robot, qué partes lo componen, su funcionamiento y su forma de control. En la unidad de control por computadora se presentan sus fundamentos y se practica la programación de aplicaciones a través de diagramas de flujo. Las competencias que se desarrollan son: Autonomía e iniciativa personal: El alumno se enfrenta al reto de resolver problemas programando un robot. Trabajo en equipo: El alumno desarrollará y diseñará nuevos proyectos colaborando en un equipo. Tecnología y competencia digital: El alumno comprueba la importancia de la programación de sistemas digitales y observa el resultado de un programa computacional aplicado en un robot. Lógica y razonamiento: El alumno comprende cual es la aplicación de un diagrama de flujo, sus estructuras condicionales, estructuras repetitivas y el uso de variables, además de ser capaz de desarrollar sus propios proyectos, así como detectar sus aciertos y errores a través del software intuitivo y la herramienta práctica que constituye el robot. Preparación para el futuro: El alumno aprende a programar un robot, lo que representa una parte importante del pensamiento computacional y contribuye al desarrollo de las habilidades necesarias para enfrentar con éxito el futuro. El curso busca que el estudiante pueda ensamblar y utilizar modelos robóticos para realizar tareas específicas de precisión, programarlos para que puedan ejecutar movimientos y tareas de manipulación de objetos que se encuentran en su entorno físico y aplicar las técnicas de precisión requeridas, programar, usando un software de aplicación, movimientos para lograr varias tareas simultáneamente. Creado y desarrollado por Educación para el Futuro, S.A. Guatemala, Centro América
Estructura del proyecto Implementación Cada lección incluye una descripción que explica cuál es el objetivo y finalidad como sus alcances, habilidades que busca desarrollar, los recursos necesarios para elaborar la práctica, y la siguiente lista de componentes: Inventario de piezas y elementos necesarios para armar el modelo robótico. El proceso de ensamblaje detallando visualmente cada etapa del mismo, para que el alumno construya el modelo paso a paso. Esquemas del programa, para trasladarlos al software de aplicación Mindstorms de Lego, esta programación permitirá al robot ejecutar las tareas que se espera que realice. Una vez el programa funcione adecuadamente y que el docente haya evaluado su funcionamiento, el alumno puede realizar modificaciones al programa para experimentar y crear nuevas tareas. Demostración en video del modelo en funcionamiento, para ejemplificar las tareas solicitadas para la lección, esto permite al alumno tener una clara idea de cómo debe lucir el modelo y su ensamblaje final, así también como debe desempeñar y ejecutar cada una de las tareas solicitadas. Indicadores de logro, es un instrumento que permite establecer cuales son aquellas habilidades que se han adquirido por parte del alumno, éste es de mucha utilidad para el docente en su control de avances del curso y evaluación. Cuestionarios que evalúan los temas y habilidades más importantes de la lección. Todas las lecciones del proyecto han sido diseñadas utilizando el Set principal EV3 LEGO MINDSTORMS Education 45544 en conjunto con el software EV3 LEGO MINDSTORMS Education, utilizando la plataforma www.4trainyou.com
Criterios de evaluación El proyecto incluye prácticas diseñadas para evaluar y comprobar las habilidades obtenidas por los estudiantes en cada lección, estas prácticas son denominadas Retos y Proyectos. El estudiante es integrante de un equipo, la dinámica inicia con el grupo generando ideas para resolver un desafío de diseño, para luego poner a prueba su modelo para evaluar qué tan bien ha funcionado en base a los requerimientos del reto. Al mismo tiempo que aprenden y se divierten, los estudiantes aplican conocimientos de ciencia, tecnología y matemática y desarrollan un vocabulario técnico y otras destrezas comunicativas al trabajar con sus equipos. Metodología 1. Revisar la descripción de la práctica y observar el material de referencia 2. Seleccionar y preparar el material necesario para programar el robot 3. Realizar la práctica de acuerdo a las instrucciones que se indican 4. Registrar los datos importantes de la práctica 5. Comparar los resultados de la práctica observando nuevamente el material de referencia 6. Contestar el cuestionario, realizar la actividad extra 7. Entregar la práctica 8. Realizar las prácticas opcionales o anexas 9.Realizar y entregar el proyecto colaborativo Es importante considerar que en la realización de las prácticas se deben llevar a cabo algunas acciones que se relacionan con el esquema anterior: Conozco Revisar la introducción y el objetivo de la práctica y observar el video para poder realizar la misma. Selecciono Elegir los bloques de programación, los sensores y los parámetros. Revisar las características principales del robot. Preparo Aplico
Contenido Introducción...3 Estructura del proyecto...4 Implementación...4 Criterios de evaluación...5 Metodología...5 Lección 1: Descripción Motocicleta todo terreno... 9 Metas de aprendizaje...9 Áreas integradas...9 Componentes a utilizar... 10 Lección 1:Ensamblaje del modelo Motocicleta todo terreno... 11 Inventario De Piezas... 11 Proceso de ensamblaje... 14 Lección 1: Programación Motocicleta todo terreno... 21 Programación... 21 Lección 1: Indicadores de logro Motocicleta todo terreno... 25 Cuestionario 1... 27 Lección 2: Descripción Robot recolector de escombros... 29 Metas de aprendizaje... 29 Áreas integradas... 29 Componentes a utilizar... 30 Lección 2: Ensamblaje del modelo Robot recolector de escombros... 31 Inventario De Piezas... 31 Proceso De Ensamblaje... 34 Lección 2: Programación Robot recolector de escombros... 39 Programación... 39 Calibración de la pinza.... 39 Condición detección de escombros.... 40 Vista previa de la programación completa.... 41 Lección 2: Indicadores de logro Robot recolector de escombros... 43 Cuestionario 1... 45 Lección 3: Descripción Robot contador de objetos... 47 Metas de aprendizaje... 47 Áreas integradas... 47 Componentes a utilizar... 48 Lección 3: Ensamblaje del modelo Robot contador de objetos... 49 Inventario De Piezas... 49 Proceso De Ensamblaje... 52 Lección 3: Programación Robot contador de objetos... 57 Programación... 57 Seleccionar cantidad:... 57 Variables:... 57 Variables a utilizar:... 58 Bucle:... 58 Interruptor:... 59 Sintaxis del botón aumentar cantidad.... 59 Sintaxis del botón disminuir cantidad.... 60 Condición Valor mínimo 0... 61 Vista en la pantalla del Bloque EV3.... 62 Detector de pelotas... 62 Encender la banda trasportadora.... 63 Bloque motor grande.... 63 Condicionante Conteo.... 63 Detener banda.... 64 Lección 3: Indicadores de logro Robot contador de objetos... 65 Cuestionario 1... 67 Lección 4: Descripción Robot presentador... 69 Metas de aprendizaje... 69 Áreas integradas... 69 Componentes a utilizar... 70 Lección 4: Ensamblaje del modelo Robot presentador... 71 Inventario De Piezas... 71 Proceso De Ensamblaje... 73 Lección 4: Programación Robot presentador... 77 Programación... 77 Ojos animados... 78 Línea de bloques animación... 78 Cancelación del bucle.... 80 Bloque Variable... 81 Bienvenida.... 81 Editor de sonido.... 81 Primera condicionante.... 82 Avanzar y detectar estaciones.... 82 Detector de estaciones.... 83 Interruptor número de parada.... 84 Caso 0.... 84 Caso 1 y siguientes... 85
Caso 3 (ultimo).... 86 Descarga al Brick y listo... 86 Lección 4: Indicadores de logro Robot presentador... 87 Cuestionario 1... 89 Lección 5: Descripción Prótesis robótica... 91 Metas de aprendizaje... 91 Áreas integradas... 91 Componentes a utilizar... 92 Lección 5: Ensamblaje del modelo Prótesis robótica... 93 Inventario De Piezas... 93 Proceso De Ensamblaje... 96 Condicionante color amarillo....128 Condicionante color Azul....129 Interruptor:...129 Condicionante color Rojo....130 Interruptor:...130 Lección 6: Indicadores de logro Brazo robótico clasificador de objetos... 131 Cuestionario 1...133 Reto Final Proyecto 1 EV3... 135 Objetivos:...135 Lección 5: Programación Prótesis robótica... 101 Programación...101 Bloque motor mediano...101 Bloque Espera:...102 Calibración de la pinza:...102 Bloque rotación del motor....102 Bucle:...103 Equilibrio de la pinza en su posición inicial...103 Pinza Automática...104 Pinza automática por inclinación...104 Lección 5: Indicadores de logro Prótesis robótica... 107 Cuestionario 1...109 Lección 6: Descripción Brazo robótico clasificador de objetos... 111 Metas de aprendizaje...111 Áreas integradas...111 Componentes a utilizar...112 Lección 6: Ensamblaje del modelo Brazo robótico clasificador de objetos... 113 Inventario De Piezas...113 Proceso De Ensamblaje...117 Lección 6: Programación Brazo robótico clasificador de objetos... 123 Programación...123 Pasos para calibrar la pinza....123 Conociendo las partes básicas de un bloque iniciaremos la programación...125 Sensor que activa el bloque espera...125 Calibración del brazo en su posición inicial...126 Condicionantes...126 Banda Trasportadora...127
DESCRIPCIÓN Descripción Lección 1 Motocicleta todo terreno En esta práctica se realizará una motocicleta con tracción de oruga que incluye dirección mecánica, usando sensores para direccionarse y así evitar que el robot choque con objetos delante de el. Se hace uso de dos servomotores para realizar las movimientos de traslado del robot y uno para la dirección mecánica; también se auxilia de los sensores de toque para detectar controlar los limites de giro y por último el sensor ultrasónico para detectar los objetos u obstáculos y tomar un nuevo curso y así evitar golpear con ellos. Creado y desarrollado por Educación para el Futuro, S.A. Guatemala, Centro América Metas de aprendizaje Áreas integradas 9
DESCRIPCIÓN Componentes a utilizar Plataforma Software Hardware 10
DESCRIPCIÓN Ensamblaje del modelo Lección 1 Motocicleta todo terreno Inventario de Piezas Hardware Descripción Pieza Imagen Cantidad Descripción Pieza Imagen Cantidad 1 Creado y desarrollado por Educación para el Futuro, S.A. Guatemala, Centro América 1 1 11
ENSAMBLAJE Descripción Pieza Imagen Cantidad Descripción Pieza Imagen Cantidad 1 6 12
ENSAMBLAJE Descripción Pieza Imagen Cantidad Descripción Pieza Imagen Cantidad 1 1 1 1 6 6 1 1 1 13
ENSAMBLAJE Descripción Pieza Imagen Cantidad 1 Proceso De Ensamblaje Ilustración 1 Ilustración 2 Ilustración 3 Ilustración 4 Ilustración 5 Ilustración 6 14
ENSAMBLAJE Ilustración 7 Ilustración 8 Ilustración 9 Ilustración 10 Ilustración 11 Ilustración 12 Ilustración 13 Ilustración 14 Ilustración 15 Ilustración 16 Ilustración 17 Ilustración 18 Ilustración 19 Ilustración 20 Ilustración 21 15
ENSAMBLAJE Ilustración 22 Ilustración 23 Ilustración 24 Ilustración 27 Ilustración 25 Ilustración 26 Ilustración 28 Ilustración 29 Ilustración 30 Ilustración 31 Ilustración 32 Ilustración 33 Ilustración 35 Ilustración 36 Ilustración 34 16
ENSAMBLAJE Ilustración 37 Ilustración 40 Ilustración 38 Ilustración 41 Ilustración 43 Ilustración 46 Ilustración 39 Ilustración 42 Ilustración 44 Ilustración 45 Ilustración 47 Ilustración 48 Ilustración 50 Ilustración 51 Ilustración 49 17
ENSAMBLAJE Ilustración 54 Ilustración 52 Ilustración 53 Ilustración 55 Ilustración 56 Ilustración 58 Ilustración 59 Ilustración 60 Ilustración 61 Ilustración 62 Ilustración 63 Ilustración 64 Ilustración 65 Ilustración 66 Ilustración 57 18
ENSAMBLAJE Ilustración 67 Ilustración 70 Ilustración 68 Ilustración 71 Ilustración 69 Ilustración 72 Ilustración 73 Ilustración 74 Ilustración 76 Ilustración 77 Ilustración 78 Ilustración 79 Ilustración 80 Ilustración 81 Ilustración 75 19
ENSAMBLAJE Ilustración 82 Ilustración 83 20
DESCRIPCIÓN PROGRAMACIÓN Programación Lección 1 Motocicleta todo terreno Programación Creado y desarrollado por Educación para el Futuro, S.A. Guatemala, Centro América Bucle: 21
DESCRIPCIÓN PROGRAMACIÓN Ilimitado01 Bloque movimiento de tanque: 1. Modo:Encendido 2. Potencia de lado izquierdo (oruga trasera): 3. Potencia de lado derecho (orugas delanteras): 4. Puertos: Condicionante. Bloque interruptor: 1. Modo:Sensor Ultrasónico, Comparar, Distancia en centímetros 2. Comparador: 3. Valor límite: 22
DESCRIPCIÓN PROGRAMACIÓN 4. Falso: 5. Verdadero: 6. Puerto: Sintaxis evitar choque. 1. Bloque mover tanque:apagado 2. Bloque espera: 3. Bloque motor mediano:encendido 4. Bloque espera:sensor Táctil, comparar, estado 5. Bloque motor mediano:apagado 6. Bloque mover tanque: Encendido por segundos 7. Bloque motor mediano:encendido por grados Descargar al Brick. 23
DESCRIPCIÓN PROGRAMACIÓN 1. Descargar: 2. Descargar y ejecutar: 3. Ejecutar los seleccionados: Por ultimo descarga la programación al Brick y listo Vista previa de la programación completa. 24
DESCRIPCIÓN EVALUACIÓN Indicadores de logro Lección 1 Motocicleta todo terreno Creado y desarrollado por Educación para el Futuro, S.A. Guatemala, Centro América # INDICADOR LO DOMINA FALTA PRÁCTICA OBSERVACIONES 1 6 7 25
DESCRIPCIÓN EVALUACIÓN Evaluación 1 Cuestionario 1 1. 2. 3. Bloque Mover Tanque 4. 5. 6. 7. 8. 9. Descargar 10. Ejecutar los seleccionados 27