• Author / Uploaded
• Camila

• Categories
• Infrarrojo
• Sensor
• Programa de computadora
• Robot
• Tecnología

Citation preview

Coordinación general y desarrollo pedagógico: Mónica Paves. Coordinación editorial: Ricardo Cravero. Desarrollo de unidades: Equipo pedagógico de Robotgroup Argentina. Lucía Bertola y Ornella Chimenti. Producción editorial: Ignacio Travella, Carolina Musa, Virginia Álvarez y Carlos J. Cánaves. Diseño editorial: María de los Ángeles Papurello e Ignacio Costantini. Ilustración: Leonardo García y Patricio Cassanello. Imágenes: Banco de imágenes de Robotgroup, www.thinkstock.com Guías de armados: Soporte gráfico de Robotgroup Argentina. Federico Vitaliani.

Paves, Mónica TecnoBOT 6 : robótica para la acción . ­2a ed. ­Rosario : Ediciones Logos Ar, 2016. 96 p. : il. ; 28x21 cm. ISBN 978­-987-­732-­018-­3 1. Robótica. 2. Enseñanza Primaria. 3. Manual. I. Título CDD 372.358

ISBN 978­-987-­732-­018-­3 Hecho el depósito que indica la Ley 11.723 Impreso en Argentina Printed in Argentina DERECHOS RESERVADOS © 2016 por Tecnobot. Esta es una obra protegida por las leyes internacionales de derecho de autor. Prohibida la reproducción total o parcial de esta obra y/o los recursos que la acompañan, por cualquier medio, sin autorización escrita de RobotGroup Argentina y Ediciones Logos SA. Los contenidos didácticos y los diseños de armados son propiedad de RobotGroup Argentina. El logotipo de Tecnobot, el diseño editorial, la diagramación y los contenidos gráficos son propiedad de Ediciones Logos SA. Las citas e imágenes incluidas en esta obra se utilizan únicamente con fines didácticos y para la crítica e investigación científica o artística, por lo que RobotGroup Argentina y Ediciones Logos SA no asumen ninguna responsabilidad por el uso que se dé a esta información, ni infringen derecho de marca alguno. Tecnobot © es una marca registrada por Ediciones Logos SA y Mónica J. Paves Palacios. Las mascotas Duino y Libélula son propiedad de Robotgroup Argentina. Otros productos, nombres de firmas o empresas son marcas registradas de sus respectivos propietarios. Cualquier omisión es no intencional.

www.edicioneslogos.com

PRESENTACIÓN PROYECTO INTEGRAL Y TRANSVERSAL Tecnobot es un proyecto que integra y atraviesa el espacio curricular. En el mundo real, los dispositivos tecnológicos participan cada vez más de nuestras actividades cotidianas. Con Tecnobot sucederá lo mismo en el aula. Las capacitaciones, los recursos on line, las guías de armado, el software elegido, las piezas de la caja tecnológica y esta obra escrita son una herramienta que apuntan a este escenario. El objetivo es que el acercamiento a la robótica no se dé por la robótica en sí misma, sino como un recurso al servicio de las ciencias, los medios de producción, los servicios, entre otros. ROBÓTICA EN EL AULA La complejidad en el uso de los materiales del kit aumenta en cada grado. En los primeros años, las actividades no exigen madurez en la motricidad fina; emplean componentes pre armados y aprenden las nociones básicas de motorización y programación. Progresivamente, los estudiantes comienzan a utilizar herramientas de mayor precisión para realizar operaciones más complejas: incorporan distintas clases de sensores y exploran nuevos códigos de programación. Por último, los cursos más avanzados trabajan con un software de reconocimiento internacional, que permite la adquisición de datos para ser graficados en tiempo real. Se suman nuevos sensores y un control remoto. Las guías teóricas ayudan a profundizar en conceptos que abordan distintas disciplinas como la física, la robótica y las ciencias de la computación. ¿POR QUÉ IMPLEMENTAR ROBÓTICA EDUCATIVA? La propuesta está inspirada en el construccionismo y basada en cuatro pilares: 1- Un enfoque constructivista de la educación. Implica la creación de un ambiente donde los estudiantes aprendan participando —en forma activa y lúdica— del desarrollo de proyectos significativos. 2- La necesidad de usar material concreto que apoye el desarrollo de formas tangibles de pensamiento sobre fenómenos de carácter abstracto. 3- El desafío de nuevas formas de pensar, de usar los conocimientos y de relacionarlos desde diferentes dominios. 4- La posibilidad de la auto reflexión. Las mejores experiencias de aprendizaje surgen cuando el estudiante explora su propio proceso de pensamiento y su relación emocional e intelectual con sus conocimientos. 4

ORGANIZACIÓN DE LA ACTIVIDAD EN EL AULA 1- Disparador de la clase: presenta un cuadro informátivo –acompañado por imágenes– que sirve de marco para las próximas actividades de la unidad. Está reforzado por preguntas pensadas para ser leídas por el docente. 2- Introducción a la programación: plantea una actividad individual que introduce nociones de programación y ejercicios relacionados con Minibloq, el software libre que utilizarán para programar. 3- Construcción, programación y análisis: explica cómo construir y programar –en forma grupal– un dispositivo que permita solucionar en forma parcial o total un problema planteado. Al finalizar, ofrece algunas preguntas para analizar el resultado. 4- Noticias: informa sobre dispositivos y soluciones tecnológicas para situaciones concretas y actuales. Al principio del libro se ofrece una unidad especial para introducir al alumno en el mundo de la programación, la cinemática del robot y el uso de sensores. HACIA UN VERDADERO TRABAJO EN EQUIPO El proyecto contempla dividir la clase en grupos de tres alumnos*. Cada uno de los miembros del equipo tendrá un rol: 1. Constructor (C): es el responsable de que el armado del dispositivo llegue a buen puerto. Solicita colaboración a sus compañeros para el pre armado de ciertas estructuras, analiza e interpreta el plano para la construcción y ejercita su motricidad fina. Además, es el encargado de desarmar. 2. Responsable de Materiales (RM): organiza y prepara las piezas del kit que requiere el constructor y colabora con el pre armado de estructuras. Una vez finalizada y desarmada la construcción, organiza las piezas en la caja para su devolución. 3. Responsable de Grupo (RG): es el representante del equipo ante el docente y sus compañeros. Completa el informe de la actividad y lo presenta en el momento del análisis. Ante alguna necesidad, es quien convoca al docente y comunica las dificultades. En caso de que el armado requiera de programación, es el responsable de desarrollarla en la computadora y descargarla a la placa controladora del dispositivo. * En el caso de que el equipo esté conformado sólo por dos alumnos, el constructor también será el responsable de los materiales y contará con la ayuda del responsable de grupo. Cada alumno cumplirá un rol distinto en cada actividad.

5

CONOCE TU LIBRO ACTIVIDADES

INFORMACIÓN

DOCENTE LEE

ACTIVIDAD INDIVIDUAL

ACTIVIDAD GRUPAL

PÁG.

95

TECNOMUNDO

PRIMERA PÁGINA

RECORTAR

+

DIBUJAR

Armado complejo

Título y número de unidad

Situación preliminar

Cuadro informativo

Preguntas disparadoras

SEGUNDA PÁGINA Actividad individual Ejercicios de programación

TERCERA PÁGINA Actividad grupal Armado con piezas Programación RG

Trabajo en equipo liderado por el Responsable de Grupo.

WEB

Instructivos de armados

CUARTA PÁGINA Tecnomundo

Noticias vinculadas con el mundo de la tecnología.

ADEMÁS Páginas recortables “Piezas del kit”

ÍNDICE

11

2 3 4 2

Iniciación Introducción a la Programación

Cinemática del Robot

Introducción a Sensores

A toda velocidad

11

23

4

29

5

39

6 6

¡Hola! ¡Yo soy Duino!

53

Música electrónica

43

Ver con los oídos

+

77 8 8 9

+

47

Estatuas vivientes

51

Laberintos extraordinarios

55

Damos la vuelta al mundo

59

Torres de metal

63

14 10 9

Tiempos modernos

67

Tecnologías en ascenso

71

12 11

Trabajo en bloque

75

13 12

Levantamos las barreras

79

Las líneas de Nazca

83

10 11

13

+

+

15 16 14

Reciclaje

87

¡Y yo Lula!

17 15 18

Automóvil conceptual

Recortables

91

95

WEB TECNOBOT www.logosdigital.com.ar

WEB

Descarga los archivos PDF con los pasos y piezas necesarias para cada armado. Los colores de estas imágenes pueden no corresponderse con las piezas; aparecen aquí de modo meramente ilustrativo.

1

2

3

4

10

Introducción a la programación

1

¡Bienvenidos al mundo de la programación! ¡A partir de ahora, el RG también será programador!

Aprender a programar puede ser algo muy parecido a aprender un idioma nuevo. Para que una persona domine bien el español, tiene que aprender no sólo a leer, sino también a escribir. De la misma manera, para dominar la tecnología, hay que aprender a “escribir” en su lenguaje y crear con ella. En esta unidad aprenderán a programar, es decir, a dar instrucciones y órdenes precisas al robot o armado que construyan para que realice una función de manera automática. Para lograr esto, necesitan “escribir” dichas instrucciones y órdenes en un lenguaje común al robot: un lenguaje de programación. Un programa es, entonces, una secuencia de instrucciones escritas en un lenguaje común al programador y al robot. Es así como podrán generar movimientos en el robot.

Para programar se debe utilizar un software de programación: Un asistente que ayuda a escribir un código de programación en el lenguaje que el robot entiende. El software de programación que utilizarán se llama:

Minibloq

miniBloq.v0.82

MINIBLOQ es un software libre: esto significa que puede ser usado, copiado, estudiado, modificado y redistribuido libremente por los usuarios. 11

1

Introducción a la Programación

Inicien Minibloq para conocerlo y ver cómo funciona. Una vez abierto, aparece la interfaz con distintas secciones. Observen: Menú y barra de herramientas: Allí encontrarán íconos que les permitirán, entre otras cosas: - Seleccionar la placa controladora con que van a trabajar: esto se conoce como hardware. - Hacer zoom para ver el código en distintos tamaños. - Transferir el código a la placa controladora, quien luego ejecuta el programa.

Paleta de acciones En ella encontrarán los íconos que usarán para programar.

Selección de hardware

Área de programación Es el sector de la pantalla donde pueden escribir el código.

12

Es importante seleccionar el hardware correspondiente. Para ello, lean el nombre de la placa controladora que están utilizando y selecciónenla en el Menú A.

Menú A

La placa controladora actúa como el cerebro del robot. Recibe las instrucciones dadas por el programador y envía las señales correspondientes para que los motores (o actuadores) ejecuten el movimiento. Esta placa también recibe información del medio a través de los sensores, la interpreta y, según esos datos, da órdenes a los motores. La placa, como una computadora, tiene puertos de entrada por donde recibe la información (en este caso a través de los sensores) y puertos de salida desde donde envía instrucciones al motor para generar movimiento. Cable usb

Portapilas Encender

Reiniciar

Motores

Sensores

13

1

Introducción a la Programación

Para comenzar a programar, deben conseguir las piezas necesarias y seguir los pasos preliminares para utilizar Minibloq: Piezas necesarias

Placa controladora

2 motores 2 cables de conexión de los motores Portapilas (con pilas cargadas) Cable USB

Pasos preliminares

-

Conecten los motores en los puertos de salida M0 y M1 de la placa. Conecten el portapilas a la placa. Conecten el cable USB a la placa y a la computadora. Inicien el programa Minibloq en sus computadoras .

Ahora que está todo listo, ¡a programar!

14

miniBloq.v0.82

¿Qué es un MOTOR? Un motor es una máquina que transforma energía eléctrica en energía mecánica. Este trabajo –la transformación de energía en función del tiempo– constituye la POTENCIA del motor.

Energía Eléctrica

MOTOR

Energía Mecánica

A lo largo de las actividades de programación que seguirán a continuación –y en los futuros armados– deberán asignar a los motores un valor numérico que representa la velocidad del motor, directamente relacionada con su potencia. Aunque se trate de potencia, para facilitar las tareas de programación (Minibloq), la llamaremos velocidad. Esta aclaración es muy importante porque, en rigor, no es lo mismo la potencia de los motores que su velocidad. La velocidad es una magnitud física que expresa el desplazamiento de un objeto por unidad de tiempo. Tiene módulo (valor), dirección (por donde transita el movimiento) y sentido (positivo o negativo). El valor de velocidad que se puede programar en Minibloq se estipula de la siguiente manera: • entre 0 y 100 para que el eje del motor gire en un sentido • entre -100 y 0 para que el eje del motor gire en sentido opuesto al anterior 15

1

Introducción a la Programación

A continuación programarán los motores para que realicen tres acciones distintas.

Activación de motores En esta actividad, los motores se activarán por tiempo ilimitado.

1 Seleccionen la acción MOTORES

en la paleta de acciones.

2 Hagan clic sobre la flecha roja para seleccionar el ícono que les permitirá ingresar un VALOR NUMÉRICO

.

3 El valor ingresado deberá estar comprendido entre -100 y 100. A mayor valor, tanto

en un sentido como en otro, los motores se accionarán con mayor velocidad. Luego, seleccionen qué motor será el que realice dicha acción. Esto dependerá del puerto de conexión que hayan elegido en la placa controladora.

16

Este paso ya constituye una sentencia: una línea de código escrita en un lenguaje de programación.

4 Repitan la misma acción con el otro motor.

Antes de descargar el programa a la placa, verifiquen si existe algún error de sintaxis en el programa. Podrán visualizar el error si observan algún ícono en rojo. Sintaxis: Orden y modo de relacionar las sentencias dentro del código. Por ejemplo, si olvidan seleccionar el motor que realizará una acción, aparecerá el ícono en rojo. Esto indica un error de sintaxis, ya que la sentencia no está completa:

5 Descarguen el programa presionando el botón EJECUTAR

barra de herramientas.

desde la

Para detener esta acción sin apagar la placa, presionen el botón RESET de la placa controladora. 17

1

Introducción a la Programación

Activación y detención de motores En esta actividad los motores se activarán durante 1 segundo, y luego se detendrán.

1 Seleccionen la acción MOTORES

.

2 Hagan clic sobre la flecha roja para seleccionar el ícono que les permitirá ingresar

un VALOR NUMÉRICO . Luego, seleccionen qué motor será el que realice la acción. Repitan esto con el otro motor.

3 Seleccionen la acción TIEMPO

. Esto permite ejecutar una acción durante un tiempo determinado. Reconoce valores en milisegundos.

1 ms = 0,001 segundo = 1 milisegundo 1 s = 1000 ms = 1 segundo

18

4 Ingresen, por ejemplo, el valor 1000 que representará 1 segundo.

5 Ahora, agreguen nuevamente los motores, pero con valor 0 para que se detengan.

6 Descarguen el programa presionando el botón EJECUTAR

barra de herramientas.

desde la

19

1

Introducción a la Programación

Activación en reversa y detención de motores En esta actividad los motores se activarán en reversa durante 1 segundo y luego se detendrán.

1 Seleccionen la acción MOTORES

.

2 Hagan clic sobre la flecha roja para seleccionar el ícono

que les permitirá ingresar un valor numérico negativo, lo que indica que el motor se activa en reversa. Utilicen el ícono que les permitirá ingresar un VALOR NUMÉRICO . Luego, seleccionen qué motor será el que realice la acción. Repitan esto con el otro motor.

20

3 Seleccionen la acción TIEMPO

. Agreguen un valor 1000 (1 segundo).

4 Ahora, agreguen nuevamente los motores pero con valor 0 para que se detengan.

5 Descarguen el programa presionando el botón EJECUTAR

barra de herramientas.

desde la

¡Bien hecho! Ya saben cómo activar motores, detenerlos y activarlos en reversa. ¡Es hora de construir armados con motores! 21

Glosario de Programación Los siguientes conceptos son herramientas de uso corriente en programación, que deberán aprender a utilizar y a escribir en el lenguaje de programación requerido.

1 Estructuras de Control: a. MIENTRAS CON CONDICIÓN (WHILE): Ciclo que permite realizar una acción mientras la condición se cumpla. b. MIENTRAS VERDADERO (WHILE TRUE): Ciclo infinito que ejecuta un proceso mientras se cumpla una condición verdadera. c. REPETIR (FOR): Ciclo que repite las acciones dentro de él por un número determinado de veces.

2 Variable: Se utiliza para guardar un valor numérico en un espacio de memoria. Se puede decir que está definida cuando se le asigna un nombre y se establece de qué tipo es: si su valor representa un número entero o un número decimal, una letra o una palabra. Se define al inicio del programa. 3 Umbral:

Es el valor que arroja el testeo del sensor, y que se utiliza luego en la programación. 4 Contador:

Es una variable cuyo valor se incrementa o disminuye en una cantidad constante, cada vez que se produce una determinada acción. 5 Estructuras Condicionales:

Las estructuras condicionales comparan una variable contra otro valor (o valores) para que, en base al resultado de esta comparación, se siga un curso de acción dentro del programa. Cabe mencionar que la comparación se puede hacer contra otra variable o contra una constante, según se necesite. Existen tres tipos básicos: las simples, las dobles y las múltiples. a. DECISIÓN (IF): Las estructuras condicionales simples son conocidas como “Toma de decisión”. Se sigue un curso de acción en el programa si se cumple una determinada condición. b. SI-NO (IF/ELSE): Las estructuras condicionales dobles permiten elegir entre dos opciones o alternativas posibles en función del cumplimiento o no de una determinada condición. c. Múltiples: Las estructuras condicionales múltiples son tomas de decisión especializadas que permiten comparar una variable contra distintos posibles resultados, ejecutando para cada caso una serie de instrucciones específicas. 22

Cinemática del Robot

¡Seguimos aprendiendo a programar! ¡Armemos nuestro primer robot!

TPR (Tu Primer Robot)

PIEZAS NECESARIAS 20 Tuercas hexagonales 12 Tornillos 8 mm 2 Tornillos 12 mm 4 Tornillos 20 mm 2 Tornillos 24 mm 4 Arandelas 2 Separadores amarillos 2 Separadores de acrílico 4L

2 Soportes de motor 4 Soportes de rueda loca 2 Ruedas 2 Cables de motor 1 Rueda loca 2 Motores 1 Chasis Placa controladora Portapilas (con pilas cargadas) 23

1

24

Cinemática del Robot

Antes de adentrarnos en las nuevas ejercitaciones, repasaremos algunas cuestiones clave de algunos conceptos que hemos aprendido. En primer lugar, deben saber que la ciencia natural que engloba las propiedades y el comportamiento de la energía y la materia es la física. Esta ciencia, que se encarga de estudiar el comportamiento de los cuerpos en la naturaleza, es una de las más antiguas que existen y comprende muchísimas disciplinas. La parte de la física que es pertinente a las actividades que aprenderemos en esta unidad es la cinemática. Ella estudia el movimiento de un cuerpo sin importar las causas que lo producen. Los elementos básicos de la cinemática son el espacio, el tiempo y un móvil (objeto en movimiento). Los movimientos del cuerpo humano, por ejemplo, están condicionados por la estructura y el crecimiento de los huesos, articulaciones y músculos.

Un robot también tiene su propia cinemática. Además de avanzar, frenar y retroceder, puede girar de distintas maneras. Hasta aquí han aprendido a programar los motores para: Activarlos Detenerlos Activarlos en reversa Ahora aprenderán movimientos nuevos. Pasos preliminares

-

Conecten los motores en los puertos de salida M0 y M1 de la placa. Conecten el portapilas a la placa. Conecten el cable USB a la placa y a la computadora. Inicien el programa Minibloq en sus computadoras . 25

1

Cinemática del Robot A continuación programarán los motores para que el robot realice tres distintas clases de giros:

Giro centrado en una rueda La actividad tiene como objetivo que el robot gire teniendo como eje una de las ruedas.

1 Seleccionen la acción MOTORES

en la paleta de acciones.

2 Hagan clic sobre la flecha roja para seleccionar el ícono que les permitirá ingresar un VALOR NUMÉRICO

. Luego seleccionen qué motor será el que realice la acción.

3 Para el segundo motor, ingresen el valor 0.

4 Descarguen el programa presionando el botón EJECUTAR

barra de herramientas.

26

desde la

¿Qué agregarían al código para que el robot se detenga después de 2 segundos? Comprueben su funcionamiento.

Giro centrado en el robot La actividad tiene como objetivo que el robot gire teniendo como eje de giro su propio centro.

1 Seleccionen la acción MOTORES

.

2 Hagan clic sobre la flecha roja para seleccionar el ícono que les permitirá ingresar un VALOR NUMÉRICO

. Luego seleccionen qué motor será el que realice la acción.

3 Para el segundo motor, ingresen el valor inverso utilizando el ícono

4 Descarguen el programa presionando el botón EJECUTAR

barra de herramientas.

.

desde la

¿Cómo harían para que el robot gire en sentido opuesto? Pruébenlo. 27

1

Cinemática del Robot

Giro en círculo La actividad tiene como objetivo que el robot gire dibujando un círculo.

1 Seleccionen la acción MOTORES

.

2 Hagan clic sobre la flecha roja para seleccionar el ícono que les permitirá ingresar un VALOR NUMÉRICO

. Luego seleccionen qué motor será el que realice la acción.

3 Para el segundo motor, ingresen un valor inferior al primero.

4 Descarguen el programa presionando el botón EJECUTAR

barra de herramientas.

desde la

¿Cómo programarían para que el círculo sea mayor? Pruébenlo. 28

Introducción a Sensores Hasta aquí han aprendido cómo programar todos los movimientos del robot. Pero si el robot no puede percibir lo que sucede a su alrededor, está “ciego”. Para solucionar este problema necesita SENSORES.

¿Qué son los SENSORES? Así como los seres humanos tenemos cinco sentidos, los robots tienen SENSORES para interactuar con el mundo que los rodea. Los robots pueden así detectar luminosidad, proximidad, temperatura, gases, humedad, presión... y muchas cosas más. Un sensor es un dispositivo capaz de detectar magnitudes físicas o químicas, llamadas variables de instrumentación, y transformarlas en variables eléctricas. Las variables de instrumentación pueden ser, como mencionamos antes, de luminosidad, proximidad, temperatura, gases, humedad, presión, etc.

Los sensores cumplen la función de captar la realidad del entorno donde se encuentra el robot. A partir de los valores que reconoce puede realizar acciones como, por ejemplo, activar los motores. Para realizar la programación de sensores es necesario saber qué valores del ambiente está captando el sensor. A partir de esa información, el robot puede:

-

Llegar a lugares donde el hombre no podría llegar por impedimentos físicos o peligros de vida. Por ejemplo, explorar otros planetas, rescatar víctimas en escenarios riesgo, sin exponerse a condiciones ambientales adversas, desarmar bombas...

- Realizar acciones que requieren de mucha precisión y velocidad. Por ejemplo, operaciones riesgosas en medicina, ensamble de piezas en industrias...

29

1

Introducción a Sensores

Para iniciar las actividades con sensores, deben conseguir las siguientes piezas y seguir los pasos preliminares: Piezas necesarias

Placa controladora

2 motores 2 cables de conexión de los motores Portapilas (con pilas cargadas) Cable USB 2 cables de conexión de los sensores Sensor IR (infrarrojo) Sensor LDR (fotosensible)

Pasos preliminares

30

-

Conecten los motores en los puertos de salida M0 y M1 de la placa. Conecten el portapilas a la placa. Conecten el cable USB a la placa y a la computadora. Conecten el sensor IR en S0 y el LDR en S1. Inicien el programa Minibloq en sus computadoras.

Siempre que se trabaja con sensores, es necesario saber qué está captando dicho sensor. Para esto se utiliza el test de sensores.

Test de sensores 1 Seleccionen la acción MIENTRAS (WHILE)

.

2 Hagan clic en la flecha roja para desplegar el menú de valores y seleccionen VERDADERO (TRUE)

.

3 Seleccionen la acción TERMINAL

. Luego, se deberá indicar cuál sensor es el que testeará de acuerdo a la entrada que se haya utilizado en nuestro robot. En este caso, como el cable está conectado al S0, elegiremos sensor 0.

31

1

Introducción a Sensores

4 Seleccionen la acción TIEMPO

. Ingresen el valor 100.

5 Descarguen el programa presionando el botón EJECUTAR

barra de herramientas.

desde la

6 Una vez descargado el programa, seleccionen la opción TERMINAL

de la barra de herramientas y luego presionen el botón ABRIR. Se podrán ver diferentes números que corresponden a los valores que capta el sensor.

7 Observen que los valores que recibe el sensor varían del 0 al 100. Para detener el

proceso, presionen CERRAR.

Para ejecutar nuevamente la lectura del sensor, presionen el botón RESET y luego RUN en la placa controladora. 32

Programación de sensor de luz (LDR)

¿Qué es un sensor de luz o fotosensible? Es un dispositivo que responde al cambio en la intensidad de la luz. El sensor de luz más común es el LDR (Light Dependant Resistor, en inglés: Resistor dependiente de la luz). Un LDR es, básicamente, un resistor que cambia su resistencia cuando cambia la intensidad de la luz. Sensor LDR

Sensor LDR del kit

En esta actividad, los motores se accionarán cuando sean alumbrados por una linterna.

1 Conecten el sensor de luz LDR a Sensor 1 (S1) y el motor a Motor 0 (M0). 2 Seleccionen la acción MIENTRAS (WHILE)

.

3 Desplieguen el menú de valores y seleccionen VERDADERO (TRUE)

.

33

1

Introducción a Sensores

4 Seleccionen la acción MOTORES

ENTRADA DE SENSOR

.

. Desplieguen el menú de valores y seleccionen

5 De acuerdo a la conexión de los cables para motor y sensor, seleccionen motor 0 y

sensor 1.

6 Descarguen el programa presionando el botón EJECUTAR

barra de herramientas.

desde la

Acerquen la luz de una linterna al sensor. Así, se activará el motor al recibir mayor luminosidad. 34

Programación de sensor infrarrojo (IR)

¿Qué es y cómo funciona un sensor infrarrojo? Un sensor infrarrojo es un dispositivo capaz de “ver” objetos cercanos, es decir, su función es informar si “ve” o no un objeto a corto alcance. El sensor IR entra en la familia de sensores digitales: sólo puede devolver dos valores. El sensor infrarrojo mide la radiación electromagnética infrarroja de los cuerpos en su campo de visión. Vale aclarar que no toda clase de radiación es visible a los ojos. Podemos ver ondas de luz, por ejemplo, pero no podemos ver rayos gamma, rayos X, rayos ultravioleta, microondas... ni rayos infrarrojos. Esta clase de sensor IR (InfraRed Sensor, en inglés) es de proximidad: emite un rayo infrarrojo que rebota en la superficie del objeto al que está próximo. Este rebote es tomado por un receptor. La luminosidad captada por el receptor varía según el color de la superficie, la luminosidad del ambiente y el tipo de superficie (opaca o brillante). Sensor IR del kit

Conecten el sensor IR a Sensor 0 (S0) y el motor a Motor 0 (M0). Utilizando el TEST DE SENSORES, verifiquen los valores que capta el sensor cuando se lo acerca a una hoja de papel blanco y a una hoja de papel negro. Al acercar el sensor a la hoja de color blanco, los valores devueltos se acercan a 100. Al acercar el sensor a la hoja de color negro, los valores devueltos se acercan a 0. Los sensores IR detectan mejor los niveles de grises. En esta actividad, el motor mantiene el movimiento hasta que el sensor detecta el color negro, momento en el que se detiene. El robot deberá tomar una decisión para detenerse cuando detecta el color negro. Para esto aprenderemos a utilizar el bloque DECISIÓN (IF)

:

Este bloque despliega dos condiciones: Verdadero y Falso . Coloquen, debajo de cada una de estas, las acciones que desean programar. De esta manera, si las condiciones son verdaderas, se ejecutarán las acciones debajo de “verdadero”. Si no, se ejecutarán las acciones debajo de “falso”.

35

1

Introducción a Sensores

1 Seleccionen la acción MIENTRAS (WHILE)

.

2 Desplieguen el menú de valores y seleccionen VERDADERO (TRUE)

3 Seleccionen el bloque DECISIÓN (IF)

.

4 Desplieguen el menú de valores y seleccionen MENOR

rojas desplegables.

36

.

. Aparecerán dos flechas

5 En el primer menú desplegable, seleccionen la ENTRADA DE SENSOR

sensor 0.

, y allí, el

6 En el segundo menú desplegable, ingresen un VALOR NUMÉRICO

. Este deberá ajustarse de acuerdo al TEST DE SENSORES. En este caso, deberán tener en cuenta el umbral cuando se coloca al sensor sobre la superficie de color negro. Por ejemplo, el valor 50.

7 Seleccionen luego la acción MOTORES

. Agreguen a continuación el valor que debe tomar el motor al detectar el color negro (0).

37

1

Introducción a Sensores

8 Debajo de la condición FALSO

color negro, siga funcionando.

, indiquen al motor que, si NO detecta el

9 Por último, con la acción TIEMPO

, agreguen un tiempo de espera de 100 ms (milisegundos) para darle tiempo a la placa a procesar la información entregada por el sensor.

10 Descarguen el programa presionando el botón EJECUTAR

barra de herramientas.

38

desde la

A toda velocidad

2

Los automóviles de Fórmula 1 son los más rápidos del mundo. En condiciones ideales, pueden llegar a alcanzar una velocidad de 360 km/h, aunque la velocidad lograda depende también del circuito que transiten. Todas las competencias de Fórmula 1 se realizan en circuitos cerrados de asfalto, donde la velocidad promedio en vuelta rápida asciende a 210 km/h. De todos los circuitos, el más lento es el de Monte Carlo (Mónaco). Allí la velocidad promedio baja a 163,5 km/h. Los automóviles recorren 50 km menos que en el resto de los circuitos y el tiempo final de competencia es el más extenso: llega a 1:45 hs.

Observen la foto: ¿Qué variables piensan que son decisivas para que Monte Carlo sea el circuito de F1 más lento del mundo?

39

2

A toda velocidad

En programación, la función variable permite modificar un programa sin necesidad de rehacerlo. Una variable se define al inicio del programa y sirve para guardar un valor numérico en un espacio de memoria. Una variable queda definida cuando se le asigna nombre y tipo. Puede representar un número entero o un número decimal, una letra o una palabra.

Observa la siguiente programación donde se utiliza la función variable.

Inicio del programa Variable: se define su nombre y se le asigna un valor. While (con condición): la condición es que el valor de la variable sea menor o igual a 100. Dada la condición de arriba, se ejecuta este código: los motores avanzarán a la velocidad que indica la variable.

Contador: cada 2 segundos, los 2 motores aumentarán su velocidad en 10. Cuando la velocidad de los motores llegue a 100, no se cumplirá la condición del While. Es por ello que se ejecutará este código (que está fuera de la estructura de control): los 2 motores se detendrán.

La siguiente programación permite a un robot desplazarse una velocidad de 100, disminuyendo su velocidad paulatinamente hasta detenerse. Enumera los pasos del código para que sigan un orden lógico.

40

C: Constructor RM: Responsable de Materiales RG: Responsable del Grupo

Construyan este vehículo

WEB Utilizando la función variable, programen los motores para que el robot se desplace aumentando su velocidad en 10 por cada segundo. Iniciará su movimiento con velocidad de 0, hasta llegar a 100.

Completen el siguiente cuadro con los datos utilizados en la programación. Medición

Tiempo

Velocidad

(segundos)

Velocidad / Tiempo

1

10

1

10/1

2

40

3

60

4

80

5

100

RG Responde en forma oral: ¿Cuál es la relación entre la velocidad y el tiempo? ¿Qué valor se mantuvo constante?

41

TECNOMUNDO Una carrera sustentable

L

a Carrera Solar Atacama es la competencia de vehículos solares más importante de Latinoamérica. Se corre sobre una superficie de asfalto, durante 4 días, y convoca a equipos de todo el mundo con el objetivo de cruzar 1400 km del desierto de Atacama (Chile). Además, la competencia busca formar emprendedores conscientes sobre la importancia de las energías renovables como impulsoras de una sociedad sustentable. Los vehículos que pertenecen a la categoría “Ruta solar” son híbridos: utilizan tanto energía solar como tracción humana. Son de bajo costo y poseen extraños artilugios con siluetas de botes o triciclos, razón

42

“El automóvil es sumamente liviano; una ráfaga de viento puede sacarlo de la carretera” por la cual recorren el tramo más pequeño. En cambio, los vehículos avanzados son impulsados exclusivamente por energía solar, tienen un diseño completamente aerodinámico y emplean componentes de última tecnología. Poseen tres o cuatro ruedas y algunos pueden alcanzar los 140 km/h. Según explicó el piloto ganador, conducir un vehículo solar no es tarea fácil porque “no tiene dirección asistida y el automóvil es sumamente liviano; una ráfaga de viento puede sacarlo de la carretera”.

Música electrónica

3

Rohmus es el robot pianista más evolucionado a escala mundial. Tiene la capacidad de bajar y subir los dedos, y también de abrirlos y cerrarlos. Ello le permite interpretar melodías con un gran nivel de complejidad. Para su creador, el ingeniero Miguel Adad, el reto consistía en que Rhomus funcionara sin depender de una computadora y fuera antropomórfico (con forma humana), sin pistones ni dedos de más. Un desafío que logró resolver gracias a minimotores, engranajes y poleas ubicados en la palma de la mano, que permiten al robot responder a los movimientos específicos que realiza un pianista.

¿Qué es capaz de hacer este robot? ¿Qué características posee? Si puede funcionar sin depender de una computadora, ¿qué tipo de robot es?

43

3

Música electrónica

La placa controladora emite tonos a través de su buzzer . Para que esto suceda, es necesario programar con Minibloq los tonos y los tiempos de duración de cada uno. Los tonos se indican con letras, y cada letra se corresponde con una nota musical en la nomenclatura anglosajona. Do

C

Re

D

Mi

E

Fa

F

Sol

G

La

A

Si

B

Do

C

Aquí tienes un ejemplo de cómo crear una melodía de dos notas con Minibloq:

Como observarás, dentro de una estructura de control FOR se ejecutan dos tonos: el primero dura 0,3 segundos y el segundo dura 0,2 segundos.

¿Cómo crearías una melodía de 5 notas que comience en un tono grave, finalice en un tono agudo y dure 1 segundo? Completa la tabla con cada tono y el tiempo que asignarías a cada uno.

44

Tono

Tiempo

C

200

.....................

.....................

.....................

.....................

.....................

.....................

.....................

.....................

C: Constructor RM: Responsable de Materiales RG: Responsable del Grupo

Programen el buzzer para que realice las siguientes acciones:

1

Generar tonos en escala ascendente y descendente por 10 segundos, utilizando la estructura de control FOR.

2 Generar las notas musicales de la melodía

NOTAS DEL FELIZ CUMPLEAÑOS

del “Feliz Cumpleaños”, utilizando la estructura de control WHILE (TRUE).

GGAGCB GGAGDC GGGECCBA FFECDC

RG Respondan: ¿Cuál de los dos programas se detuvo solo? ¿Cuál no? ¿Por qué?

............................................................................................................................ ............................................................................................................................ ¿Cómo detuvieron el proceso en el caso que sonó infinitamente?

............................................................................................................................ ............................................................................................................................ Completen las conclusiones con las siguientes palabras:

acción manual

WHILE

FOR

a) La programación con la función ……........................ permite realizar una

acción un número determinado de veces. Al cumplirse esa condición, el proceso finaliza.

b) La programación con la función …........................... permite realizar una acción un número infinito de veces. Mientras se cumpla la condición

verdadera, el proceso continúa. Sólo puede ser detenido por …................. ..................................................

45

TECNOMUNDO La orquesta robótica

BreakBot, uno de los robots músicos de la Karmetik Machine Orchestra.

D

espués de cuatro años de trabajo, el Instituto de Artes de California (Estados Unidos) presentó, en un concierto inaugural, a la esperada “Karmetik Machine Orchestra”, una orquesta que reúne robots interactivos y estudiantes. El proyecto comenzó en el 2010 con la misión de crear una orquesta compuesta de seres humanos y robots en partes iguales, donde músicos profesionales y estudiantes de tecnología de la música fueran capaces de manipular y entrenar a las máquinas desde sus computadoras portátiles. En un primer momento, los directores del proyecto, Ajay Kapur y Michael Darling, reclutaron a los músicos estudiantes y fabricaron

46

“En una época en la que tanta música es creada por computadoras, los músicos deben aprender a programar” los robots-músicos. Después programaron las máquinas con programas especiales de código abierto que permiten leer composiciones programadas y ejecutar partituras. Según Ajay Kapur, la orquesta propicia una relación simbiótica entre seres humanos y máquinas, donde la interacción entre ellos “supera en mucho la de una persona que programa al robot y pulsa el botón de play”. Además sostiene que “en una época en la que tanta música es creada por computadoras, los músicos deben aprender a programar”.

Ver con los oídos

4

La tecnología puede mejorar la calidad de vida de las personas con discapacidades físicas. Una prueba de ello es el nuevo “bastón electrónico” para no videntes, programable de acuerdo a las necesidades de cada persona. El bastón posee controles en el mango que permiten detectar la posición exacta de la persona y procesar la dirección hacia el destino elegido. Incluye un sensor en el que se cargan los datos de la ciudad y con un simple golpe en el piso, el GPS indica a la persona –mediante señales sonoras emitidas por un auricular conectado al mango del bastón– en qué lugar se encuentra.

¿Cómo funciona el bastón que describe el cuadro informativo? ¿Qué beneficios sumará al tradicional bastón para ciegos? ¿Qué otros dispositivos tecnológicos colaboran en la vida de los no videntes?

47

4

¿Qué se siente?

Completa las siguientes oraciones: a) En programación, se llama variable al …….................................................................................................. ...................................................................................................................................................................... b) Utilizar variables optimiza la programación porque ……........................................................................ ...................................................................................................................................................................... c) La estructura de control que permite que el robot tome decisiones es ……..................................... d) Siempre que se trabaja con sensores, es necesario saber qué está captando dicho sensor. Para esto se utiliza el ……........................................................................................................................................

Escribe un algoritmo para que el buzzer emita un sonido cuando el sensor detecta un objeto. Utiliza las estructuras WHILE (TRUE) e IF. ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ¿En qué situaciones cotidianas aplicarías este *algoritmo?

1

.............................................................................................................

2 ............................................................................................................. 3 ............................................................................................................. 48

*Algoritmo: Conjunto de instrucciones o reglas bien definidas, ordenadas y finitas que permite realizar una actividad mediante pasos sucesivos.

C: Constructor

Construyan un bastón para ciegos.

RM: Responsable de Materiales RG: Responsable del Grupo

WEB

Programen el bastón con sensor para que realice las siguientes acciones:

1 Emitir varios beeps continuos de tono agudo cuando detecta un objeto cercano. 2 Emitir beeps pausados de tono grave cuando no detecta objetos. RG Respondan: ¿Cómo diferenciaron los beeps continuos de los beeps pausados?

............................................................................................................................ ¿Qué estructura de control utilizaron para que el bastón funcione siempre?

............................................................................................................................ ¿Podrían haber utilizado un sensor LDR? ¿Por qué?

............................................................................................................................ ............................................................................................................................ 49

TECNOMUNDO Una técnica que permite ver con los oídos

La ecolocación mejora la movilidad de las personas no videntes.

A

partir de un sistema de sonar muy similar al de los delfines, la técnica de ecolocación humana permite detectar objetos a partir de ecos. Al desarrollarla, las personas no videntes podrían mejorar su movilidad. Su funcionamiento es bastante simple: para ubicarse en un espacio, las personas no videntes emiten un sonido especial –llamado “clic palatal”– pasando su lengua suavemente sobre el paladar. El sonido producido choca con los objetos que están alrededor y emite un eco que luego es interpretado por el cerebro, lo que determina la ubicación de los diferentes obstáculos que las personas encuentran en su camino. Se trata

50

“El sonido choca con los objetos que están alrededor y emite un eco que luego es interpretado por el cerebro” de sonidos de alta frecuencia: a mayor frecuencia, se obtiene más cantidad de información en el eco que regresa. La ecolocación humana surgió a partir de investigaciones de la Universidad de Western (Ontario, Canadá), donde se descubrió la plasticidad del cerebro para adaptarse a las discapacidades de las personas. En otras palabras, el cerebro reforma sus funciones según los requerimientos sensoriales de cada individuo.

Estatuas vivientes

5

Las estatuas vivientes son personas caracterizadas de tal forma que parecen verdaderas esculturas rígidas. Para personificarlas, se utilizan todo tipo de maquillajes, vestuario y elementos escenográficos combinados con recursos del “teatro clown”, expresión corporal e incluso yoga. Algunas son estáticas en una sola pose; otras combinan la quietud con baile, música o algún movimiento.

¿Vieron alguna estatua viviente? ¿Qué características tenía? ¿En qué podrían las estatuas vivientes parecerse a un robot? 51

5

Estatuas vivientes

La programación con sensores siempre depende del ambiente donde se desenvolverá el robot. En el caso de utilizar un sensor de luz, el cambio de la luminosidad hará que el comportamiento del robot se modifique. Es por eso que los ajustes en la programación se realizan *in situ. ¿Cómo programar en estas condiciones? La utilización de variables es la solución. Los valores que se otorguen a las variables serán los únicos que se ajustarán, sin necesidad de modificar el resto del código de programación.

*In situ: Expresión latina que significa “en el lugar”; hace referencia al análisis de un fenómeno exactamente en el lugar y condiciones donde se desarrolla.

Observa este ejemplo que utiliza una variable para la velocidad de motores:

Se define la variable “velocidad” con un valor 100. Cada vez que en el código aparezca la variable con dicho nombre, el programa entenderá que debe reemplazarse por el valor 100. Se compara el valor de la variable a través de la estructura de control WHILE. Si es verdadero, ejecutará las acciones siguientes.

Si se cumple la condición “velocidad” mayor a 0, los motores 0 y 1 se moverán a velocidad 100 durante 1 segundo, en sentidos opuestos. A la velocidad de la variable se la reduce en 10. El ciclo vuelve a comenzar.

¿En qué momento se detendrá el procedimiento de este ejemplo? ¿Por qué? ...................................................................................................................................................................... ¿Qué modificarías del programa anterior para que gire en sentido inverso? ...................................................................................................................................................................... 52

......................................................................................................................................................................

C: Constructor

Construyan un robot “estatua”.

RM: Responsable de Materiales RG: Responsable del Grupo

WEB Recuerden testear el sensor antes de programar. Programen al robot para que realice las siguientes acciones:

1 Definir como variable el umbral del sensor. 2 Activar ambos motores cuando el sensor de luz sea alumbrado por una linterna. 3 Realizar un movimiento a elección, por ejemplo girar, ir en reversa u otra combinación de movimientos.

4 Detener los motores cuando se apague la luz de la linterna. RG Escriban el algoritmo de programación para que el robot se detenga paulatinamente al alejarse la luz.

............................................................................................................................ ............................................................................................................................ ............................................................................................................................ ............................................................................................................................ ............................................................................................................................ ............................................................................................................................ 53

TECNOMUNDO Los Transformers a un paso de hacerse realidad

C

omo resultado de un ambicioso proyecto que reúne a varias empresas japonesas, acaba de ser presentado el primer robot transformer, inspirado en los populares personajes de la serie animada. J-deite Quarter es el nombre de este autómata que puede transformarse de humanoide a automóvil deportivo en cuestión de segundos. El prototipo mide 1,3 metros de alto, pesa 35 kilogramos y puede moverse a velocidades de 1 km/h en modo humanoide o a 10 km/h cuando se transforma en automóvil deportivo de dos plazas. Es capaz de mover sus manos e incluso sostener objetos con un peso no mayor a 100 gramos. Cuenta con una batería de 3 KW que funciona hasta una hora y utiliza un software creado especialmente para él.

54

“Es capaz de mover sus manos e incluso sostener objetos con un peso no mayor a 100 g” Por ahora, el robot tiene una escala ¼ del tamaño real, pero los ingenieros Kenji Ishida y Wataru Yoshizaki han trazado un plan ambicioso. Para el año 2016, planean construir un robot intermedio –de 2,5 metros– y para el 2020 pretenden tener el primer prototipo completamente funcional: un robot de 5 metros que pueda transformarse en un automóvil real. El robot fue desarrollado por ingenieros de las compañías Brave Robotics y Asratec Corp. y se basa en los diseños de la serie animada original, cuyos creadores –de la empresa Tomy Co.– también forman parte del proyecto.

Laberintos extraordinarios

6

+

Los laberintos son lugares formados por complejos entramados de calles y encrucijadas que están especialmente diseñados para confundir a quien se adentre en ellos, de modo que no pueda acertar con la salida. A diferencia de un jardín, creado para relajarse y contemplar la naturaleza, un laberinto está pensado como un desafío estratégico. Los laberintos vegetales aparecieron en los jardines de Inglaterra alrededor del siglo XII, aunque es posible encontrar representaciones en el arte y la literatura de casi todas las culturas antiguas.

¿Qué estrategia emplearían para salir de un laberinto vegetal? Señalen sobre la imagen el recorrido para entrar y salir del laberinto de Chartres (Francia).

55

6+

Laberintos extraordinarios

En el siguiente código se utilizan 2 motores y 1 sensor. Primero se declaran dos variables: “umbral” (es el valor de testeo del sensor) y “velocidad”. Luego, se agrega la estructura de control WHILE (TRUE). Y dentro de ella, la estructura condicional IF para comparar los valores de lectura del sensor con la variable “umbral”.

Explica cada uno de los tramos señalados.

1

....................................................................................................................... .......................................................................................................................

2

3 4 5

.......................................................................................................................

.......................................................................................................................

.......................................................................................................................

.......................................................................................................................

a) ¿Cuántas veces se repetirá el código completo? ...................................................................................................................................................................... b) ¿Cuál es la condición para que el robot tome una decisión? 56

......................................................................................................................................................................

C RM RG Construyan un robot esquivador de obstáculos.

WEB Material Extra

Cajas de cartón

Programen al robot para que siempre que vea un objeto pueda detenerse y esquivarlo. Utilicen variables en la programación. Construyan un “laberinto” con objetos. Pueden usar libros, cajas de cartón, canoplas, entre otros. Ubiquen al robot en un punto de inicio y verifiquen la programación. Tomen el tiempo que tarda el robot en esquivar 3 obstáculos.

RG Respondan: ¿Cuánto tardó en esquivar los obstáculos?

............................................................................................................................ ¿Cómo pueden optimizar el código para que el robot resuelva el desafío en menor tiempo?

............................................................................................................................ ............................................................................................................................

57 57

TECNOMUNDO

Un robot que recorre laberintos subterráneos

L

a empresa Roboteam presentó un novedoso robot diseñado para terrenos escabrosos. “Micro Tactical Ground Robot” (MTGR) pesa menos de 9 kilogramos y está construido con el objetivo de despejar obstáculos, subir escaleras y realizar maniobras complejas en túneles subterráneos. El robot mide 60 centímetros de largo, viaja a más de 3 km/h y tiene un rango de funcionamiento de 530 metros. Cuenta con cinco cámaras a bordo, micrófono interno y láser infrarrojo que en forma conjunta generan datos de inteligencia a 360º alrededor del vehículo. Además, utiliza una voz de radio cifrada

58

“El MTGR puede despejar obstáculos, subir escaleras y realizar maniobras complejas en túneles subterráneos” segura y secuencias de video para comunicarse con un equipo de operadores y comandos tácticos. Fue desarrollado especialmente como un soporte de defensa para el ejército, por lo cual puede detectar explosivos en redes de túneles. No obstante, los ejecutivos de Roboteam esperan que la tecnología novedosa del MTGR pueda ser utilizada en otro tipo de empresas, como por ejemplo la inspección de conductos pluviales y cloacales de las ciudades.

Damos la vuelta al mundo

7

Llamada “Rueda de la Fortuna”, “Vuelta al Mundo”, “Viaje a la Luna” o simplemente “Noria”, esta clásica atracción de parques de diversiones consiste en una rueda en posición vertical con góndolas, cabinas o simples asientos unidos al borde. Para hacer posible el movimiento giratorio, se utilizan bombas hidráulicas alrededor de un eje horizontal perpendicular al plano de la rueda. La primera “Vuelta al Mundo” fue construida en 1893 y tenía una altura de 75 metros. En la actualidad, la mayor noria se encuentra en Singapur y mide 165 metros.

Observen las imágenes. ¿Qué diferencias o similitudes existen entre ambas ruedas?¿Qué aportes puede haber realizado la tecnología para mejorar aspectos como la seguridad o el funcionamiento en este tipo de atracciones?

59

7

Damos la vuelta al mundo

En programación, un contador permite modificar un valor numérico durante la ejecución del programa. Para ello se utilizan operadores matemáticos como los signos más (+) y menos (-) . Analiza el siguiente ejemplo donde se utiliza la estructura WHILE (TRUE).

Si la velocidad es menor al valor 100, el motor 0 agregará 1 a su valor anterior. Cuando la condición no se cumpla (cuando la velocidad del motor 0 llegue a 100), se detendrá.

¿Qué acción realiza este programa sobre el motor 0? ...................................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................................... Modifica el programa para que realice la misma acción utilizando la función variable. Escribe el algoritmo. ...................................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................................... 60

..................................................................................................................................................................

C RM RG Construyan la “Vuelta al Mundo”. Utilicen un cronómetro o reloj para registrar el tiempo de armado.

Programen el dispositivo para que realice las siguientes acciones:

1 Girar la rueda. 2 Aumentar progresivamente la velocidad. 3 Disminuir la velocidad. 4 Detener el motor.

WEB

RG Reflexionen sobre la forma en que organizaron el armado de la “Vuelta al Mundo”. Tiempo de construcción: ...................... minutos. Respondan: ¿Cómo creen que podrían optimizar el tiempo en una próxima construcción?

............................................................................................................................ ............................................................................................................................ ¿Es útil dividir las tareas para mejorar la producción? ¿Por qué?

............................................................................................................................ ............................................................................................................................

61 61

TECNOMUNDO Una carrera por la altura

Cabina y extraordinaria vista desde el Ojo de Londres.

D

esde que George Washington Ferris construyó la primer Vuelta al Mundo en 1893 –de 80,4 metros de altura–, los parques de atracciones de todo el mundo emprendieron una carrera para quedarse con la noria más grande. En el año 2000, el “Ojo de Londres” (Inglaterra) se inauguró como la mayor noria del mundo, de 135 metros de altura, hasta que fue desbancada en 2006 por la “Estrella de Nachang” (China), que sumó 25 metros más. Dos años más tarde, los 165 metros de la “Singapore Flyer” (Singapur) establecieron un nuevo récord. Tras el enorme éxito de estas atracciones, varias ciudades anunciaron construcciones que prometen establecer nuevas marcas.

62

“Con 190 metros, La rueda de New York será la noria más alta del mundo” Recientemente, la ciudad de New York (Estados Unidos) presentó un proyecto para construir una noria gigante, con capacidad total para 1440 personas dispuestas en grupos de 40 personas en cada una de sus 36 cabinas. Además tendrá una cabina comedor para 20 comensales. Se estima que la vuelta durará unos 38 minutos. Con 190 metros, “La rueda de New York” será la noria más alta del mundo y estará ubicada en Staten Island, muy cerca del Staten Island Ferry. Un dato curioso: será construida por la misma empresa que construyó “El ojo de Londres”.

Torres de metal

8

+

Estas enormes estructuras metálicas se denominan grúas pluma. Se trata de un tipo de grúa desmontable alimentada por corriente eléctrica, especialmente diseñada para trabajar como herramienta en la construcción. La grúa pluma realiza dos movimientos que pueden ser simultáneos o no. Uno de ellos es la rotación del brazo de la grúa sobre su eje, que logra girar 360º. El otro es el que corresponde al gancho, que sube y baja pesadas cargas de manera perpendicular al suelo.

¿Cómo piensan que es operada una grúa pluma? Si en un extremo está la carga, ¿cómo debe ser el contrapeso del otro extremo? ¿Qué pasaría si no tuviese contrapeso?¿Para qué sirve que el brazo pueda dar una vuelta completa?

63

8+

Torres de metal

Recuerda: Antes de programar, debes verificar los valores que toma el sensor LDR en el ambiente donde trabajarás.

Observa el siguiente ejemplo de programación y responde:

¿Qué acción realiza el dispositivo con este programa? ..................................................................................... ..................................................................................... ..................................................................................... ..................................................................................... ..................................................................................... .....................................................................................

¿En qué parte del programa agregarías la acción “motor 0 a velocidad 50” si la condición no se cumple? ...................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................

64

C RM RG Construyan una grúa fija.

WEB Material Extra

Hilo

Programen la grúa para que inicie su movimiento cuando el sensor LDR detecte un nivel de luz menor al del ambiente (pueden taparlo con una mano) y realice un beep intermitente cuando el hilo desciende.

RG Respondan: Compara los tipos de movimientos que realiza el motor y el hilo.

El motor ............................................................................................................... El hilo

...............................................................................................................

¿Qué pieza permite la transformación de un movimiento a otro?

................................................................................................................................... ................................................................................................................................... 65

TECNOMUNDO Una grúa aérea para el futuro

Nave de transferencia con vehículo de exploración en Marte.

L

a Agencia Espacial Europea (ESA) ha desarrollado y ensayado con éxito el prototipo de una “nave de transferencia” capaz de posar un vehículo de exploración en una zona segura de la rocosa superficie de Marte. Dropter es el nombre de este prototipo basado en un cuadricóptero, que tiene la capacidad para realizar aterrizajes de precisión y maniobrar al mismo tiempo, de forma autónoma, a través de una grúa aérea. Dropter es capaz de volar a 17 metros de altura. Cuando identifica un lugar seguro para el aterrizaje, desciende suavemente hasta detenerse a 10 metros sobre el terreno. Allí mantiene la altitud para descolgar al vehículo de exploración de un cable de 5 metros y lo posa sobre

66

“Dropter tiene la capacidad para realizar aterrizajes de precisión y maniobrar al mismo tiempo, de forma autónoma, a través de una grúa aérea” el lugar elegido. Una vez finalizada la maniobra, la grúa aérea vuelve a ascender hasta alcanzar un nivel seguro. La nave utiliza un receptor GPS y un sistema de navegación que estima la posición, orientación y velocidad sin necesidad de referencias externas, a través de sensores de movimiento y rotación. Según sus desarrolladores, el diseño de Dropter tomó el concepto de la grúa aérea que llevó al vehículo de exploración Curiosity, de la NASA, hasta la superficie de Marte.

Tiempos modernos

9

Se denomina “proceso de fabricación”, “proceso industrial”, “manufactura” o “producción”, al conjunto de operaciones necesarias para modificar las características de las materias primas. Dichas características pueden ser de diferente naturaleza: la forma, la densidad, la resistencia, el tamaño o la estética. En el ámbito de la industria, puede denominarse “proceso” tanto al conjunto de operaciones que van desde la extracción de los recursos naturales necesarios hasta la venta del producto, como a las realizadas en un puesto de trabajo con una determinada máquina o herramienta.

Observen las imágenes de la película “Tiempos Modernos”, de Charles Chaplin, estrenada en 1936. ¿Qué tipo de trabajo realizan los operarios? ¿Qué herramientas o piezas reconocen? ¿Se asemeja a la producción actual? ¿Por qué?

67

9

Tiempos modernos

La siguiente programación permite activar una cinta transportadora. Enumera los pasos del código para que sigan un orden lógico.

...... ...... ......

...... ...... ......

......

Una vez ordenado el código, describe las acciones que realiza el dispositivo. ...................................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................................... 68

C RM RG Construyan una cinta transportadora.

WEB Material Extra Elástico de 2 cm de ancho máximo

Programen la cinta para que emita un sonido cuando el sensor IR detecte un objeto de color negro.

RG Respondan: ¿Cómo resolvieron la programación de la cinta? ¿Hubo dificultades? ¿Cuáles? La cinta es parte de un proceso de producción. Nombren cuáles serían los procesos anterior y posterior que completan el circuito productivo.

............................................................................................................................ ............................................................................................................................ ............................................................................................................................

69 69

TECNOMUNDO

Los nuevos robots de la industria automotriz

B

MW revolucionó el rol de las máquinas en la fabricación automotriz al tener robots trabajando junto a personas en forma colaborativa, en su planta de Spartanburg en Carolina del Sur (Estados Unidos). Los robots son parte de la fabricación automotriz desde 1961, cuando General Motors comenzó a utilizar un brazo de más de 1800 kilogramos en la línea de producción, que debía fundir a presión las puertas de los automóviles. Pero, hasta ahora, no cumplían los estándares de seguridad para que las personas trabajaran cerca de ellos. No obstante, los robots creados por la compañía danesa Universal

70

“Los robots extenderán la carrera de las personas al aliviar los trabajos menos placenteros y más pesados” Robots rompieron esta barrera al incorporar controles de seguridad y un software especial. En Spartanburg, trabajan en el ensamblado final de la puertas aplicando un sellado antes del revestimiento que mantiene el agua fuera del vehículo. Los ejecutivos de BMW sostienen que los robots de ensamblado final no reemplazarán a los trabajadores humanos, sino que extenderán la carrera de las personas al aliviar los trabajos menos placenteros y más pesados.

Tecnologías en ascenso

10

+

Un ascensor o elevador es un sistema de transporte vertical diseñado para mover personas u objetos entre diferentes niveles. Se cree que en el monasterio de Sinaí (Egipto), en tiempos antiguos, se instalaron elevadores como cabinas sostenidas con cuerda de cáñamo y accionadas por animales. Los elevadores antiguos utilizaban como sistema de tracción el mecanismo de la grúa. Más tarde, el sistema de transmisión a tornillo condujo a la creación de los elevadores modernos.

Observen el elevador de la imagen pequeña. ¿Qué similitudes o diferencias presenta con respecto a los actuales? ¿Cómo piensan que se genera el movimiento de la cabina?

71

10 +

Tecnologías en ascenso

En los actuales elevadores, la tecnología se encuentra al servicio de la eficiencia y la seguridad. El uso de sensores permite, por ejemplo, detener el cierre de las puertas en caso de que una persona se interponga, determinar cuándo la cabina ha llegado al tope en altura o ha descendido al nivel del terreno.

Observa la siguiente programación. Completa los valores en blanco y verifica tu elección. Luego explica en los recuadros cuál es la acción que realiza cada procedimiento.

................................................................................................................ ........ ........

................................................................................................................

................................................................................................................ ................................................................................................................

........ ........

................................................................................................................ ................................................................................................................

........ ................................................................................................................ ................................................................................................................

72

C RM RG Construyan un elevador.

WEB Material Extra

Hilo

Programen el elevador con un sensor IR para que realice las siguientes acciones:

1 Emitir un sonido para indicar que llegó al tope de la altura, al ascender la cabina. 2 Detener el motor dos segundos una vez que completó el descenso. RG Responde en forma oral: ¿Qué estructuras de control utilizaron en la programación del elevador? ¿Cómo modificarían el código para que el elevador emita beeps continuos mientras sube? ¿Y para que aumente la velocidad del ascenso? ¿Cómo modificarían el código para que el elevador se detenga dos segundos en un piso intermedio y luego continúe?

73 73

TECNOMUNDO El ascensor espacial

U

n gran avance en tecnología molecular podría hacer realidad la idea de viajar al espacio en un elevador, presente durante más de cien años en la ciencia ficción. Mientras examinaban las propiedades de las moléculas de benceno, científicos de la Universidad Estatal de Pensilvania (Estados Unidos) descubrieron un material ultradelgado que posee una resistencia y rigidez mucho mayor a los elementos conocidos hasta hoy. Se trata de “nanohilos de diamantes”, el material más rígido y fuerte que la ciencia conoce, y al mismo tiempo bastante liviano. A partir de este descubrimiento, la constructora japonesa Obayashi está investigando la viabilidad de un ascensor espacial, anclado desde el

74

“Estará anclado desde el Ecuador hasta una estación espacial por un cable de nanohilos” Ecuador hasta una estación espacial por un cable de nanohilos de 96.000 kilometros de largo y 6,3 centímetros de grosor. La estación espacial orbitaría la Tierra y el cable se mantendría tenso por medio de la fuerza centrífuga de la rotación. Los vehículos robóticos podrían transportar cargas y personas hasta a la estación espacial en pocos días. “Ahora mismo, no podemos lograr que el cable sea lo suficientemente largo. Sólo podemos hacer nanotubos de 3 centímetros de largo, pero para el año 2050 vamos a lograrlo”, afirmó un ejecutivo de Obayashi.

Trabajo en bloque

11

Un bloque económico es una articulación de sistemas económicos y estrategias de desarrollo de un conjunto de naciones, con el propósito de obtener beneficios mutuos en el comercio internacional y afrontar en forma mancomunada los desafíos de la economía globalizada. El “Mercado Común del Sur” (MERCOSUR) es el bloque integrado por Argentina, Brasil, Paraguay, Uruguay, Venezuela y Bolivia; mientras que la “Unión Europea” articula a doce países de ese continente en búsqueda de un desarrollo común. Este tipo de acuerdos multilaterales facilita, autoriza y promueve un mayor intercambio de mercancías entre las naciones, ya sea por vía marítima, aérea, por ruta o ferrocarril.

Observen las imágenes. ¿Cómo se realiza el intercambio de los distintos productos? ¿Qué vehículos intervienen en el acopio de material en los puertos? ¿Qué características tienen?

75

11

Trabajo en bloque

Observa la siguiente programación.

¿Qué acciones realiza el dispositivo? ...................................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................................... Utilizando un sensor IR. ¿Cómo modificarías la programación considerando que el robot debe avanzar hasta encontrar una línea negra, detenerse y regresar a su punto inicial? Escribe el algoritmo. ...................................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................................... 76

......................................................................................................................................................................

C RM RG Construyan un montacargas.

WEB Material Extra

Cinta y cajas pequeñas

Marquen en el piso del aula dos líneas paralelas negras. Pueden utilizar una cinta adhesiva. Luego coloquen pequeñas cajas (por ejemplo, de remedios) sobre una de las líneas. Programen el montacargas para que realice las siguientes acciones:

1 Desplazarse entre los puestos. 2 Emitir un sonido cada vez que encuentre una línea negra. 3 Cargar manualmente las cajas en uno de los puestos y descargarlas en el otro. RG Responde en forma oral: ¿Cómo lograron que el montacargas detecte la línea negra? ¿Qué le agregarían para que detecte la carga? ¿Y para que pueda elevarla?

77 77

TECNOMUNDO El transporte marítimo y los puertos del futuro

E

n el contexto de la globalización, el transporte marítimo desarrolla un papel crucial en el intercambio de mercancías. La innovación tecnológica en este rubro se inició con el manejo de la carga con contenedores, que redujo en dos tercios el tiempo de manipulación de las mercaderías en los puertos. Como el movimiento de contenedores no ha cesado de aumentar en las últimas décadas, obligó al empleo de grandes buques portacontenedores que pueden transportar un 40% o un 50% más que un buque Panamax (diseñado para ajustarse a las dimensiones del canal de Panamá). Pero además, los buques portacontenedores necesitan grúas más

78

“Los buques portacontenedores necesitan grúas más grandes, rápidas y confiables, lo que ha obligado a las terminales portuarias a modernizar su equipamiento” grandes, rápidas y confiables, lo que ha obligado a las terminales marítimas a modernizar su equipamiento. Las grúas pórtico sobre rieles (RMG) y las grúas pórtico sobre neumáticos (RTG) son parte de esta innovación. Para suministrar energía eléctrica a las grúas –de barco a muelle y de muelle a barco– los puertos han desarrollado nuevas estrategias, reemplazando los equipos de manipulación de contenedores con motores de combustión por unidades eléctricas.

Levantamos las barreras

12

Los robots forman parte de la vida cotidiana del siglo XXI. Aunque muy diferentes a los humanoides que imaginó la ciencia ficción, e incluso a los robots que fabrican partes de automóviles en la línea de ensamblaje, vivimos rodeados de piezas de software y hardware capaces de llevar a cabo tareas específicas que antes sólo las personas podían desarrollar con eficacia. Las barreras que regulan el paso por un espacio físico son un buen ejemplo de ello.

Observen las imágenes. ¿Cómo es el funcionamiento de cada una de las barreras? ¿Cuáles piensan que son automatizadas?¿Qué ventajas y desventajas posee cada una?

79

12

Levantamos las barreras

De los sensores que has utilizado hasta ahora, ¿cuál puede ayudar a un robot a detectar objetos? ......................................................................................................................................................................

Analiza el siguiente código y responde:

a) ¿Qué acción ejecuta este código? ...................................................................................................................................................................... b) ¿Cuándo debes realizar esta programación? ...................................................................................................................................................................... c) ¿Qué representan los valores indicados a la izquierda de la pantalla? .................................................................................................................................................................... d) ¿Cómo se llama la opción que permite observar dichos valores? .................................................................................................................................................................... 80

C RM RG Organicen este trabajo junto a otro equipo. Cada grupo debe realizar una de las siguientes construcciones:

WEB

VEHÍCULO

BARRERA CON MOTOR

Programen el vehículo y la barrera para que interactúen de la siguiente manera:

1 El vehículo debe avanzar en dirección a la barrera y detenerse frente a ella. 2 Al aproximarse, la barrera debe detectarlo, realizar un beep y levantar el brazo. 3 Luego el vehículo debe pasar la barrera. 4 ................................................................................................................................................................ RG Responde en forma oral: ¿Cuál es la acción que le falta al algoritmo anterior? ¿Qué agregarían a este sistema para mejorar su eficiencia y optimizarlo?

81 81

TECNOMUNDO Los automóviles inteligentes

V

arios vehículos inteligentes de marcas líderes pusieron a prueba la credibilidad de las personas en el último Salón del Automóvil de Las Vegas (Estados Unidos). Algunos se limitan a implementar tecnologías de asistencia en funciones específicas como el estacionamiento, mientras que otros presentan prototipos inteligentes que pueden circular sin un conductor. Es el caso del fabricante alemán Daimler, que puso a circular un Mercedes-Benz F 015 eléctrico en las calles de Las Vegas totalmente autónomo: los cuatro ocupantes podían conversar cara a cara y dejar el manejo en manos de una computadora a bordo. Por otro lado, la empresa surcoreana Hyundai introdujo un reloj

82

“Los cuatro ocupantes pueden conversar cara a cara y dejar el manejo en manos de una computadora a bordo” basado en el software Android que se conecta al sistema del automóvil para encender o apagar el motor, abrir o cerrar las puertas y ayudar al conductor a localizar su vehículo en un estacionamiento. Además, la firma francesa Valeo equipó un Volkswagen Passat con una tecnología que permite al conductor usar el piloto automático para el manejo del volante, el acelerador y el freno. Por su parte, Ford ya se encuentra fabricando vehículos que emplean software y sensores para estacionar en espacios tanto paralelos como perpendiculares al automóvil.

Las líneas de Nazca

13

+

Las líneas de Nazca son antiguos geoglifos que se encuentran en las Pampas de Jumana, en el desierto de Nazca (Perú). Fueron trazadas por la cultura Nazca entre los años 100 y 600 d.C. y están compuestas por varios cientos de figuras que abarcan desde líneas hasta complejas figuras zoomorfas (formas de animales), fitomorfas (de vegetales) y geométricas. En 1994, el Comité de la Unesco las declaró Patrimonio de la Humanidad.

¿Cómo piensan que la cultura Nazca creó esos geoglifos? ¿Qué intentan representar? ¿Conocen algún otro geoglifo?

83

13 +

Las líneas de Nazca

Observa el siguiente código de programación:

Describe las acciones que realiza el robot que ejecuta este programa. ............................................................................ ............................................................................ ............................................................................ ............................................................................ ............................................................................ Para que un robot sea capaz de desplazarse siguiendo una línea negra por un recorrido establecido, debes tener en cuenta la programación del sensor IR. Escribe el algoritmo de un programa en el que se utilicen dos sensores IR. Con la incorporación de un sensor más, el robot seguidor de línea optimizará su movimiento. Al principio, define dos variables: una que se refiera a la velocidad de los motores y la otra, al umbral arrojado por cada sensor. ............................................................................ Tomen un valor que incluya ambos umbrales. Por ejemplo, si un sensor detecta negro con valores superiores a 50 y el otro con valores superiores a 60, se tomará como umbral aquellos valores mayores a 50.

............................................................................ ............................................................................ ............................................................................ ............................................................................

84

............................................................................

C RM RG Construyan un robot seguidor de línea.

WEB Material Extra

Cinta

Realiza un boceto de una imagen similar a las realizadas por la cultura Nazca. Utiliza cinta aisladora negra sobre una superficie blanca. Programen el robot para que siga las líneas del boceto que realizaron. Una vez finalizada la prueba, intercambien el boceto con otro equipo de trabajo y ajusten la programación para que el robot pueda seguir el nuevo recorrido.

RG Respondan: ¿Fue capaz el robot de seguir la línea negra de tu boceto?

............................................................................................................................ ............................................................................................................................ ¿Qué ajustes de programación realizaron para que el robot siga el recorrido propuesto por el otro equipo?

............................................................................................................................ ¿Con qué dificultades se encontraron en ambas prácticas?

............................................................................................................................ ............................................................................................................................

85 85

TECNOMUNDO Una ciudad imaginaria en el desierto peruano

T

ras varios años de producción, el artista peruano Roberto Derteano llevó a cabo en 2010 el proyecto “Ciudad Nazca”, trazando una ciudad imaginaria en el desierto peruano con la ayuda de un robot. El robot “Nazca” es un cuatriciclo modificado y automatizado, que puede realizar surcos similares a los ancestrales a través de la incorporación de un arado de forma triangular. Posee un GPS de alta precisión y una brújula para ubicarse, además de una serie de actuadores que controlan el acelerador, el freno, el timón y el arado. Si bien es necesario recargarle las baterías, proveerle gasolina y calibrar los

“El robot trazó durante seis días los planos de los centros históricos de las ciudades más pobladas de América Latina, en un predio de 4,5 km2” desajustes durante la marcha, el robot está programado para recorrer el terreno solo y dibujar donde corresponde, ingresando a la zona de trazado con un control remoto. Como parte del proyecto artístico, el robot trazó durante seis días los planos de los centros históricos de las ciudades más pobladas de América Latina, en un predio de 4,5 km2, en la localidad peruana de Huarmey.

86

Reciclaje

14

Las tecnologías para el reciclaje se han convertido en alternativas decisivas para la sostenibilidad de nuestro planeta. Una de las más innovadoras es la identificación por radio frecuencia (RFID): un sistema que permite el rastreo de etiquetas, colocadas en los cubos de basura, a través de un lector de RFID que posee el camión de residuos. De este modo, permite saber cuánta basura produce cada sector de la ciudad, cuándo y dónde se está recolectando, así como trazar una ruta con el recorrido de la recolección.

¿Qué actividad se realiza en la zona donde viven para reducir el nivel de basura? ¿Cómo podríamos colaborar desde nuestros hogares? ¿Consideran que el sistema de identificación de residuos por radiofrecuencia es eficiente?

87

14

Reciclaje

Determina qué sensor podrías utilizar en un robot para que detecte una línea negra.

Escribe el algoritmo para que el sensor detecte un objeto y emita un sonido al encontrarlo. ...................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................

Escribe un algoritmo para que un robot avance en línea recta y se detenga cuando el sensor detecte una línea de color. ...................................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................................... ¿Qué dato inicial es fundamental para trabajar con la programación de sensores? ...................................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................................... ¿Qué código deben utilizar para que las acciones descritas en los algoritmos anteriores se repitan en forma indefinida? ...................................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................................... 88

C RM RG Construyan un robot recolector.

WEB Material Extra

Cronómetro y tapas

Dibujen en el piso del aula una línea negra que determine un área, por ejemplo, en forma de círculo. Coloquen objetos dentro del círculo (por ejemplo, tapas de gaseosa). Programen el robot recolector para que realice las siguientes acciones sin salir del área determinada por la línea negra.

1 Encontrar un objeto y colocarlo fuera del área delimitada. 2 Emitir una alarma cuando detecta el límite del área. 3 Limpiar todo el sector.

Midan el tiempo que demora el robot en limpiar todo el sector.

RG Respondan: ¿Pudo el robot quitar del área todos los objetos? ¿Cuánto tiempo demoró?

............................................................................................................................ Analicen la programación del equipo que logró el objetivo en menos tiempo. ¿Qué modificarían en el código que programaron para optimizar el trabajo de limpieza?

............................................................................................................................ ............................................................................................................................ ............................................................................................................................

89 89

TECNOMUNDO El primer recolector espacial

E

n 2012 comenzó a funcionar el primer satétile barrendero espacial, diseñado especialmente para eliminar la gran cantidad de basura espacial que orbita alrededor de la Tierra. Su nombre es Cleanspace One y fue desarrollado por el Centro Espacial del Instituto Federal Suizo de Alta Tecnología. Funciona como un robot que abraza la pieza de basura con una especie de gancho, precipitándose luego hacia la atmósfera terrestre. Según afirman los investigadores, alrededor de la Tierra orbitan 4500 toneladas de desechos. Los cuerpos que se encuentran más cerca de la atmósfera, se precipitan hacia la Tierra y se destruyen

90

“Funciona como un robot que abraza la pieza de basura con una especie de gancho, precipitándose luego hacia la atmósfera terrestre” al entrar en ella. Pero los que se encuentran en órbitas más lejanas, permanecen girando alrededor del planeta. Estos escombros galácticos –en su mayoría restos de cohetes, satélites inactivos o componentes de artefactos espaciales– representan una amenaza para los demás satélites en órbita y las naves espaciales, ya que pueden interponerse en las trayectorias de navegación y colisionar.

Automóvil conceptual

15

Un prototipo de automóvil, también llamado concept car o automóvil conceptual, es un automóvil diseñado por un fabricante para presentar al público tendencias en tecnología y diseños futuros. Anualmente, las empresas fabricantes muestran sus modelos nuevos y prototipos en los llamados “Salones del Automóvil”, exhibiciones que se realizan en todo el mundo con la coordinación de la Organización Internacional de Constructores de Automóviles (OICA).

¿Qué características debería presentar el boceto de un prototipo? ¿Qué deberías desarrollar primero: la funcionalidad o el diseño del vehículo?

91

15

Automóvil conceptual

Diseña un vehículo que pueda armarse con piezas de la caja tecnológica y que incluya dos sensores. Prográmalo utilizando WHILE (TRUE), FOR, variables, contadores y toma de decisiones de sensores. Dibuja el boceto de tu prototipo, señalando las funciones que cumplirá cada sensor y cada parte del vehículo.

Escribe las acciones que será capaz de realizar el robot. ...................................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................

92

C RM RG Construyan el prototipo elegido por el grupo. Programen el vehículo para que realice las acciones documentadas en la página anterior.

RG Respondan: ¿Cumplió el robot con las funciones planificadas?

............................................................................................................................ ¿Fue el armado lo suficientemente robusto para no desarmarse?

............................................................................................................................ ............................................................................................................................ ¿Hubo que realizar ajustes mecánicos en medio de la actividad? ¿Cuáles?

............................................................................................................................ ............................................................................................................................ ¿Qué le agregarían para mejorar su rendimiento?

............................................................................................................................ ............................................................................................................................ ¿Fue eficaz la programación para las acciones planificadas?

............................................................................................................................ ............................................................................................................................ ¿Hubo que ajustar la programación durante la actividad? ¿Cómo?

............................................................................................................................ ............................................................................................................................

93 93

TECNOMUNDO El primer automóvil con dron incorporado

KWID Concept, de la idea a la realidad.

E

l nuevo modelo de la empresa francesa Renault, llamado KWID Concept, fue elegido como “destacado del año” en el Salón de Nueva Delhi (India). Se trata de una variante de un automóvil tipo Buggy, que además de llamar la atención por un diseño innovador, sorprendió al incorporar un dron que puede ser manipulado por el usuario mediante GPS o a través de una tablet integrada a bordo del vehículo. El dispositivo volador ha sido denominado Flying Companion, y surge de la parte trasera giratoria del techo de KWID. Un vez en el aire, puede realizar múltiples tareas, como obtener información sobre el tráfico, sacar fotos del paisaje o detectar obstáculos en la carretera.

94

“Incorpora un dron que puede ser manipulado por el usuario mediante GPS o a través de una tablet integrada a bordo del vehículo” El KWID posee unas grandes ruedas que sobresalen de la carrocería, está preparado para incorporar baterías para uso eléctrico y utiliza un motor de gasolina con caja de cambios automática. Asimismo, tiene la posición del asiento del conductor en posición central, apertura eléctrica de puertas, iluminación LED y pantalla táctil instalada verticalmente, que hace las veces de cuadro de instrumentos. En su interior, presenta un aspecto de nido de pájaro y los diseñadores han trabajado este concepto también en los asientos.

2

2 2 10

60

2

2

1

O-ring 230

Soporte de motor

Separador amarillo 4mm

Separadores de aluminio

Separadores de acrílico

Sensor LDR (fotosensible)

Sensor IR - CNY70 (infrarrojo)

Resorte

Llave de tuerca

1

O-ring 154

Llave allen

CANT.

NOMBRE

Los colores de estas imágenes pueden no corresponderse con las piezas; aparecen aquí de modo meramente ilustrativo.

Destornillador

INCLUYE:

IMAGEN IMAGEN

4

8 29 20 50 6

Tornillo 42 Arandela Tuerca cuadrada Tuerca hexagonal Tope

8

7

16

Tornillo 35

Tornillo 30

Tornillo 24

Tornillo 20

18

22

Tornillo 12

Tornillo 16

38

CANT.

Tornillo 8

NOMBRE

Tornillería IMAGEN

20

L

Círculo negro 5 orificios

Círculo acrílico 5 orificios

Polígono

Triángulo

Cuadrado hueco

Soporte cuadrado

Soporte de rueda loca

1

1

4

8

8

2

4

6

13

Ajuste de eje

Anclaje a 90 grados

CANT.

NOMBRE

Las piezas del kit

IMAGEN

Manivela

Manivela con manija

Polea grande azul

Polea ancha gris

Polea amarilla

Polea negra

Polea azul

NOMBRE

1

1

1

2

2

1

2

1

CANT.

Larguero 3

Larguero 2

Eje 9

Eje 7,2

Eje 5,4

Eje 2,7

Plancha 35x23 (base)

Plancha 30x11

Plancha 30x4

NOMBRE

2

2

4

3

3

5

1

2

3

CANT.

Motores

Chasis

Placa

Portapilas

Aspa triangular

Aspa rectangular

Larguero 14

Larguero 13

Larguero 11

NOMBRE

2

1

1

1

1

2

2

2

3

CANT.

IMAGEN

Rueda loca 2

IMAGEN

Ruedas

2

4

Cable de sensor

Larguero 4

2

2

Cable de motor

1

Plancha 5x5

8

Cable USB

6 Larguero 6

3

Larguero 5 4

Larguero 9

4 Plancha 12x2

3

Plancha 11x5

Plancha 9x15