1 00:00:21,489 --> 00:00:26,910 En este proyecto vamos a construir un medidor de velocidad para una bola que desciende por una rampa. 2 00:00:27,989 --> 00:00:33,850 A través de varios experimentos, el alumnado investigará cómo varía la velocidad en función del ángulo de inclinación 3 00:00:33,850 --> 00:00:41,929 y cómo podemos capturar y representar esa información utilizando componentes electrónicos como pulsadores, una pantalla LCD y un servomotor. 4 00:00:42,810 --> 00:00:47,750 Durante las distintas sesiones del proyecto, se introducen los elementos de manera progresiva. 5 00:00:47,750 --> 00:00:52,710 primero se muestra cómo usar un pulsador para iniciar una cuenta atrás, después cómo medir 6 00:00:52,710 --> 00:00:56,890 un tiempo de reacción y, por último, cómo controlar una barrera que actúa como punto 7 00:00:56,890 --> 00:01:02,890 de salida o llegada de la bola. Al final, todo se integra en un montaje físico que simula un 8 00:01:02,890 --> 00:01:09,310 entorno experimental real. Este proyecto conecta tecnología y física, permitiendo a los alumnos 9 00:01:09,310 --> 00:01:13,689 desarrollar competencias en programación, medición de datos y análisis experimental. 10 00:01:13,689 --> 00:01:15,750 Objetivos 11 00:01:15,750 --> 00:01:20,090 Comprender el funcionamiento de sensores y actuadores básicos 12 00:01:20,090 --> 00:01:23,790 Diseñar un sistema automático que mida tiempos 13 00:01:23,790 --> 00:01:27,569 Representar los resultados en una pantalla LCD 14 00:01:27,569 --> 00:01:31,930 Fomentar el trabajo experimental y el análisis de resultados 15 00:01:31,930 --> 00:01:36,590 Integrar conocimientos de tecnología, matemáticas y física 16 00:01:36,590 --> 00:01:38,569 Competencias 17 00:01:38,569 --> 00:01:44,629 Competencia Matemática y Competencia en Ciencia, Tecnología e Ingeniería, STEM 18 00:01:44,629 --> 00:01:51,390 Se trabaja al aplicar el pensamiento lógico en la programación y al experimentar con la velocidad de diferentes pelotas, 19 00:01:51,810 --> 00:01:55,109 estableciendo relaciones entre distancia, tiempo e inclinación. 20 00:01:56,269 --> 00:01:57,310 Competencia Digital 21 00:01:58,049 --> 00:02:05,989 Se desarrolla mediante el uso de la placa Arduino, la pantalla LCD y 2C, el sensor de ultrasonidos, el servo y el pulsador, 22 00:02:05,989 --> 00:02:09,150 así como la edición del código en el entorno de programación. 23 00:02:10,349 --> 00:02:13,349 Competencia personal, social y de aprender a aprender. 24 00:02:14,169 --> 00:02:18,689 Se potencia a través del trabajo en equipo durante la construcción y prueba del sistema 25 00:02:18,689 --> 00:02:23,530 y en la mejora de los tiempos mediante la reflexión y el análisis de los resultados obtenidos. 26 00:02:24,689 --> 00:02:27,270 Competencia en conciencia y expresión culturales. 27 00:02:28,430 --> 00:02:31,770 Se fomenta al diseñar y personalizar la estructura del experimento, 28 00:02:32,090 --> 00:02:35,530 combinando la técnica con la estética y creatividad en el montaje final. 29 00:02:36,750 --> 00:02:38,810 Competencia en comunicación lingüística. 30 00:02:39,509 --> 00:02:46,569 Se trabaja al explicar el funcionamiento del sistema, registrar los resultados y compartir las conclusiones obtenidas con el grupo. 31 00:02:51,879 --> 00:02:59,139 Comenzamos familiarizándonos con dos de los elementos que vamos a utilizar a lo largo del proyecto, la pantalla LCD y el final de carrera. 32 00:03:00,400 --> 00:03:07,659 Se muestra cómo conectar correctamente la pantalla LCD al Arduino mediante la interfaz I2C y cómo detectar la pulsación del botón. 33 00:03:08,319 --> 00:03:14,819 El objetivo es que cuando se pulse el botón, aparezca un mensaje en la pantalla que simule el inicio del experimento. 34 00:03:15,919 --> 00:03:20,219 Este paso es fundamental para poder construir después un sistema que mida tiempos. 35 00:03:21,379 --> 00:03:28,120 Además, se explica el funcionamiento de la librería Liquid Crystal I2C y la lógica de detección de entradas digitales. 36 00:03:28,439 --> 00:03:49,629 En el programa se configura la pantalla LCD y se inicia con el mensaje Hola Mundo. 37 00:03:49,629 --> 00:03:54,870 Cuando el botón se pulsa, se borra el mensaje y aparece, pulsado. 38 00:03:55,990 --> 00:04:02,050 El programa utiliza una entrada digital para leer el estado del pulsador y la pantalla LCD para mostrar el resultado. 39 00:04:03,310 --> 00:04:08,050 Es un excelente punto de partida para el trabajo con interfaz física entre usuario y sistema. 40 00:04:27,720 --> 00:04:31,800 Esta sesión propone una actividad divertida y útil, medir el tiempo de reacción. 41 00:04:33,139 --> 00:04:36,060 Se utiliza el pulsador para iniciar una prueba de reflejos. 42 00:04:36,680 --> 00:04:45,220 El sistema espera un tiempo aleatorio, luego enciende un LED como señal de inicio y cuando el alumno pulsa el botón, se mide el tiempo que ha tardado. 43 00:04:46,379 --> 00:04:48,399 El valor se muestra en la pantalla LCD. 44 00:04:49,680 --> 00:04:57,860 Esta práctica permite comprender el uso de variables de tiempo y estructuras condicionales, además de desarrollar habilidades para depurar programas interactivos. 45 00:04:58,660 --> 00:05:02,639 El código emplea una espera aleatoria generada con la función Random. 46 00:05:02,639 --> 00:05:06,720 Cuando el LED se enciende, comienza la medición de tiempo. 47 00:05:07,420 --> 00:05:12,360 Al detectar la pulsación, se calcula la diferencia de tiempo y se imprime en pantalla. 48 00:05:13,680 --> 00:05:19,480 Se usan variables para almacenar los tiempos de inicio y fin y una estructura condicional para mostrar el resultado. 49 00:05:20,740 --> 00:05:23,779 Una experiencia excelente para aplicar lógica y eventos. 50 00:05:55,300 --> 00:05:58,600 En esta sesión se introduce un componente nuevo, el servomotor. 51 00:05:59,759 --> 00:06:02,220 Este actuador permite simular una barrera física. 52 00:06:03,259 --> 00:06:08,040 Cuando se pulsa un botón, el servo gira 90 grados simulando la apertura de la barrera. 53 00:06:08,399 --> 00:06:11,060 Al pulsarlo de nuevo, vuelve a su posición inicial. 54 00:06:12,279 --> 00:06:17,240 Este mecanismo será muy útil para marcar el inicio o fin del trayecto de la bola en el proyecto final. 55 00:06:18,459 --> 00:06:22,879 Además, se sigue utilizando la pantalla LCD para indicar el estado de la barrera. 56 00:06:23,680 --> 00:06:30,220 El programa hace uso de la librería Servo y de una variable de estado que alterna la posición del servomotor en cada pulsación. 57 00:06:30,920 --> 00:06:35,800 El botón actúa como un interruptor que cambia la posición entre 0 y 90 grados. 58 00:06:36,939 --> 00:06:40,019 La pantalla muestra el mensaje correspondiente según el estado. 59 00:06:41,259 --> 00:06:47,060 Este tipo de control es ideal para comprender cómo se combinan sensores, actuadores y visualización de datos. 60 00:07:15,930 --> 00:07:22,610 En esta sesión, el alumnado construye la estructura física del medidor de velocidad que utilizarán en la sesión final del proyecto. 61 00:07:23,449 --> 00:07:28,250 Se parte de un modelo base diseñado por el docente, que se proporciona tanto en formato 62 00:07:28,250 --> 00:07:31,870 de XF para corte láser como en STL para impresión 3D. 63 00:07:32,990 --> 00:07:37,430 Este modelo incluye un tobogán por el que se deslizará una pelota, una barrera de inicio 64 00:07:37,430 --> 00:07:42,149 accionada por un servo, una zona para fijar el sensor de ultrasonidos al final del recorrido 65 00:07:42,149 --> 00:07:46,310 y el espacio para colocar el pulsador, final de carrera, que inicia el sistema. 66 00:07:47,569 --> 00:07:51,870 Antes de comenzar el montaje, se muestra en clase el diseño propuesto y se anima a los 67 00:07:51,870 --> 00:07:56,970 alumnos a modificarlo o mejorarlo, bien con piezas recicladas o diseñando versiones alternativas 68 00:07:56,970 --> 00:08:02,569 en papel, cartón o madera. Se habla también de la importancia de la inclinación del plano 69 00:08:02,569 --> 00:09:57,919 inclinado, ya que influirá en la velocidad final de la pelota. Durante la sesión, los 70 00:09:57,919 --> 00:10:02,600 alumnos ajustan la inclinación de la rampa mediante un tornillo o sistema manual de bloqueo. 71 00:10:03,740 --> 00:10:08,200 Además, se aseguran de fijar correctamente los componentes electrónicos con bridas o 72 00:10:08,200 --> 00:10:43,889 adhesivo dejando los cables recogidos y accesibles para la sesión siguiente. En esta sesión los 73 00:10:43,889 --> 00:10:48,830 alumnos conectan todos los componentes del proyecto, el servo que abre la barrera, el final 74 00:10:48,830 --> 00:10:53,710 de carrera que actúa como botón de inicio, el sensor de luz o barrera digital que detecta el 75 00:10:53,710 --> 00:11:00,230 paso de la pelota, el zumbador y la pantalla LCD. Se repasa el funcionamiento del programa principal 76 00:11:00,230 --> 00:11:06,370 que ya ha sido probado parcialmente en sesiones anteriores y se carga en la placa Arduino. Una 77 00:11:06,370 --> 00:11:12,389 Una vez montado y conectado todo el sistema, se realizan varias pruebas de funcionamiento. 78 00:11:12,389 --> 00:11:17,250 El objetivo es comprobar que el sistema responde correctamente a la pulsación del botón, 79 00:11:17,250 --> 00:11:21,409 realiza la cuenta atrás en pantalla, libera la pelota y detecta con precisión su llegada 80 00:11:21,409 --> 00:11:23,190 al final del recorrido. 81 00:11:23,190 --> 00:11:28,190 Ahora que ya tenemos el montaje físico completo, vamos a revisar el funcionamiento del programa 82 00:11:28,190 --> 00:11:30,850 que controla todo el sistema. 83 00:11:30,850 --> 00:11:35,830 Al inicio del código, se importan las librerías necesarias para manejar la pantalla LCD con 84 00:11:35,830 --> 00:11:42,730 interfaz I2C y el servomotor. Luego, se definen los pines a los que están conectados los componentes, 85 00:11:43,009 --> 00:11:49,309 el botón o final de carrera, el zumbador, el sensor de luz y el servo. También se inicializa 86 00:11:49,309 --> 00:11:55,789 el objeto LiquidCrystal-I2C para la pantalla y se crea una instancia del servo. En la función 87 00:11:55,789 --> 00:12:01,269 Setup, se configuran los pines como entradas o salidas, se inicia la pantalla LCD y se posiciona 88 00:12:01,269 --> 00:12:06,990 el servo en la posición de cierre. A partir de aquí, todo el funcionamiento se controla en la 89 00:12:06,990 --> 00:12:12,629 función LOOP. Cuando el sistema detecta que se ha pulsado el botón, se muestra una cuenta atrás 90 00:12:12,629 --> 00:12:18,850 de tres segundos en pantalla. Luego, el servo se activa para abrir la barrera y permitir que la 91 00:12:18,850 --> 00:12:25,659 pelota empiece a deslizarse por la rampa. A partir de ese momento, comienza a medirse el tiempo 92 00:12:25,659 --> 00:12:31,580 utilizando la función MIGIS. El sensor de luz detecta el paso de la pelota al final del recorrido 93 00:12:31,580 --> 00:12:36,960 y en ese momento se detiene el cronómetro. El tiempo total transcurrido se muestra en 94 00:12:36,960 --> 00:12:42,639 la pantalla, acompañado de un sonido breve emitido por el zumbador. Este sistema nos 95 00:12:42,639 --> 00:12:47,980 permite comprobar cuánto tiempo tarda la pelota en recorrer el plano inclinado. Los 96 00:12:47,980 --> 00:12:52,580 alumnos podrán realizar varias mediciones, cambiando la inclinación de la rampa, el 97 00:12:52,580 --> 00:12:57,179 tipo de pelota o incluso modificando ligeramente la estructura para analizar cómo afecta cada 98 00:12:57,179 --> 00:13:03,620 variable a la velocidad. Durante las pruebas, el alumnado toma medidas del tiempo que tarda 99 00:13:03,620 --> 00:13:08,700 la pelota en bajar, experimentando con diferentes inclinaciones y distintos tipos de pelotas para 100 00:13:08,700 --> 00:13:14,220 analizar cómo varía la velocidad. Se fomenta la observación y el pensamiento crítico para 101 00:13:14,220 --> 00:14:16,580 que puedan formular conclusiones sobre el comportamiento del sistema. Criterios de 102 00:14:16,580 --> 00:14:21,679 evaluación. Comprender el funcionamiento básico de un sistema de medida mediante 103 00:14:21,679 --> 00:14:27,360 sensores y su representación en pantalla. Conectar correctamente los distintos elementos 104 00:14:27,360 --> 00:14:35,220 electrónicos, servo, pantalla, pulsador, sensor, en un montaje funcional. Programar una secuencia 105 00:14:35,220 --> 00:14:40,860 completa que integre entradas digitales, salidas analógicas, uso de librerías externas y gestión 106 00:14:40,860 --> 00:14:47,879 de tiempos. Utilizar herramientas de medida, tiempo, distancia, para analizar variables físicas y 107 00:14:47,879 --> 00:14:54,500 relacionarlas con fenómenos observables, velocidad, inclinación. Valorar la importancia del diseño 108 00:14:54,500 --> 00:15:00,200 físico en un proyecto tecnológico y su impacto en la precisión de las medidas. Colaborar con 109 00:15:00,200 --> 00:15:05,179 el grupo en el montaje, la programación, el análisis de resultados y la mejora del sistema.