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Robótica EV3 CORE

PROYECTO 3

Le deseamos éxito en este nuevo proyecto tecnológico.

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.

Bienvenido estimado alumno

IntroducciónETC 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:

ConozcoRevisar la introducción y el objetivo de la práctica y observar el video para poder realizar la misma.

SeleccionoElegir los bloques de programación, los sensores y los parámetros. Revisar las característicasprincipales del robot.

Preparo

Aplico

ContenidoIntroducción ..................................................3

Estructura del proyecto ............................................4Implementación ........................................................4Criterios de evaluación .............................................5Metodología ............................................................5

Lección 1: Descripción Motocicleta todo terreno ........................................... 9

Metas de aprendizaje ...............................................9Áreas integradas .......................................................9Componentes a utilizar ........................................... 10

Lección 1:Ensamblaje del modelo Motocicleta todo terreno ......................................... 11

Inventario De Piezas ............................................... 11Proceso 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: DescripciónRobot recolector de escombros ............................... 29

Metas de aprendizaje ............................................. 29Áreas integradas ..................................................... 29Componentes a utilizar ........................................... 30

Lección 2: Ensamblaje del modelo Robot recolector de escombros ............................... 31

Inventario De Piezas ............................................... 31Proceso De Ensamblaje .......................................... 34

Lección 2: Programación Robot recolector de escombros ............................... 39

Programación ......................................................... 39Calibración de la pinza. .......................................... 39Condición detección de escombros. ...................... 40Vista 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


Lección 3: Ensamblaje del modelo Robot contador de objetos ...................................... 49


Lección 3: Programación Robot contador de objetos ...................................... 57

Programación ......................................................... 57Seleccionar cantidad: ............................................. 57Variables: ................................................................ 57Variables a utilizar: .................................................. 58Bucle: ...................................................................... 58Interruptor: ............................................................. 59Sintaxis del botón aumentar cantidad. ................... 59Sintaxis del botón disminuir cantidad. ................... 60Condición Valor mínimo 0 ...................................... 61Vista en la pantalla del Bloque EV3. ....................... 62Detector de pelotas................................................ 62Encender la banda trasportadora. .......................... 63Bloque motor grande. ............................................ 63Condicionante Conteo. .......................................... 63Detener banda. ...................................................... 64

Lección 3: Indicadores de logro Robot contador de objetos ...................................... 65

Cuestionario 1 ........................................................ 67

Lección 4: Descripción Robot presentador ................................................... 69


Lección 4: Ensamblaje del modelo Robot presentador ................................................... 71


Lección 4: Programación Robot presentador ................................................... 77

Programación ......................................................... 77Ojos animados ........................................................ 78Línea de bloques animación .................................. 78Cancelación del bucle. ........................................... 80Bloque Variable ...................................................... 81Bienvenida. ............................................................. 81Editor de sonido. .................................................... 81Primera condicionante. ........................................... 82Avanzar y detectar estaciones. ............................... 82Detector de estaciones. ......................................... 83Interruptor número de parada. ............................... 84Caso 0. .................................................................... 84Caso 1 y siguientes ................................................. 85

Caso 3 (ultimo). ....................................................... 86Descarga al Brick y listo… ...................................... 86

Lección 4: Indicadores de logro Robot presentador ................................................... 87

Cuestionario 1 ........................................................ 89

Lección 5: DescripciónPrótesis robótica ...................................................... 91


Lección 5: Ensamblaje del modelo Prótesis robótica ...................................................... 93


Lección 5: ProgramaciónPrótesis robótica .................................................... 101

Programación .......................................................101Bloque motor mediano ........................................101Bloque Espera: .....................................................102Calibración de la pinza: ........................................102Bloque rotación del motor. ...................................102Bucle: ....................................................................103Equilibrio de la pinza en su posición inicial ..........103Pinza Automática ..................................................104Pinza automática por inclinación ..........................104

Lección 5: Indicadores de logroPrótesis robótica .................................................... 107

Cuestionario 1 ......................................................109

Lección 6: Descripción Brazo robótico clasificador de objetos ................... 111

Metas de aprendizaje ...........................................111Áreas integradas ...................................................111Componentes a utilizar .........................................112

Lección 6: Ensamblaje del modelo Brazo robótico clasificador de objetos ................... 113

Inventario De Piezas .............................................113Proceso De Ensamblaje ........................................117

Lección 6: Programación Brazo robótico clasificador de objetos ................... 123

Programación .......................................................123Pasos para calibrar la pinza. .................................123Conociendo las partes básicas de un bloque

iniciaremos la programación ................................125Sensor que activa el bloque espera .....................125Calibración del brazo en su posición inicial .........126Condicionantes .....................................................126Banda Trasportadora ............................................127

Condicionante color amarillo. ..............................128Condicionante color Azul. ....................................129Interruptor: ...........................................................129Condicionante color Rojo. ....................................130Interruptor: ..........................................................130

Lección 6: Indicadores de logro Brazo robótico clasificador de objetos ................... 131

Cuestionario 1 ......................................................133

Reto Final Proyecto 1 EV3 ....................................................... 135

Objetivos: .............................................................135

9

Lección 1: Motocicleta todo terrenoDESCRIPCIÓN

Metas de aprendizaje

Áreas integradas

Lección 1Descripción

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.

Cre

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S.A

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tro

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éric

a

10


Componentes a utilizarPlataforma

Software

Hardware

11

Lección 1: Motocicleta todo terreno Lección 1: Motocicleta todo terrenoDESCRIPCIÓN

Lección 1

Inventario de Piezas

Hardware

Ensamblaje del modeloC

read

o y

desa

rrol

lado

por

Edu

caci

ón p

ara

el F

utur

o, S

.A. G

uate

mal

a, C

entr

o A

mér

ica


Descripción Pieza Imagen Cantidad Descripción Pieza Imagen Cantidad

1

1

1

12

Lección 1: Motocicleta todo terrenoENSAMBLAJE

Descripción Pieza Imagen Cantidad Descripción Pieza Imagen Cantidad

1

6

13

Lección 1: Motocicleta todo terreno Lección 1: Motocicleta todo terrenoENSAMBLAJE

Descripción Pieza Imagen Cantidad

1

1

1

6

1

1


1

6

1

14



1

Proceso De Ensamblaje

Ilustración 1Ilustración 2 Ilustración 3

Ilustración 4Ilustración 5

Ilustración 6

15


Ilustración 7 Ilustración 8

Ilustración 9

Ilustración 10 Ilustración 11 Ilustración 12

Ilustración 13 Ilustración 14Ilustración 15



Ilustración 21

16




Ilustración 27




17




Ilustración 43



Ilustración 49


18







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20


Ilustración 82

Ilustración 83

21


21

PROGRAMACIÓNLección 1: Motocicleta todo terreno

Lección 1

Programación

Bucle:

ProgramaciónC

read

o y

desa

rrol

lado

por

Edu

caci

ón p

ara

el F

utur

o, S

.A. G

uate

mal

a, C

entr

o A

mér

ica


22


22

PROGRAMACIÓN

Ilimitado 01

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:

23

Lección 1: Motocicleta todo terreno Lección 1: Motocicleta todo terrenoDESCRIPCIÓN

23

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.

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24

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.

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25

EVALUACIÓNLección 1: Motocicleta todo terreno

# INDICADOR LO DOMINA FALTA PRÁCTICA OBSERVACIONES

1

6

7

Indicadores de logroC

read

o y

desa

rrol

lado

por

Edu

caci

ón p

ara

el F

utur

o, S

.A. G

uate

mal

a, C

entr

o A

mér

ica

Lección 1


27


27

EVALUACIÓN

Evaluación 1

Cuestionario 1

1.

2.

3. Bloque Mover Tanque

4.

5.

6.

7.

8.

9. Descargar

10. Ejecutar los seleccionados

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