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Metro Digital con Arduino R4

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Subido el 24 de julio de 2025 por Ce40 madrid

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Vídeo explicativo del proyecto Metro Digital con Arduino R4

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En este proyecto vamos a construir un metro digital, un sistema de medición de distancia 00:00:28
que funciona de forma similar a un metro láser. Utilizaremos un sensor de ultrasonidos para 00:00:33
calcular con precisión la distancia hasta un objeto y mostraremos ese valor en una pantalla 00:00:39
LCD con interfaz I2C. El alumnado aprenderá a trabajar con sensores analógicos y digitales, 00:00:43
a visualizar datos en tiempo real y a desarrollar un sistema funcional y útil. Además de la parte 00:00:51
técnica se propone un enfoque práctico y visual, ya que los estudiantes construirán una estructura 00:00:56
con materiales reciclados que represente la carcasa del metro digital. Durante el desarrollo 00:01:02
del proyecto abordaremos conceptos fundamentales de programación y electrónica, como la lectura 00:01:07
de datos, su interpretación y la toma de decisiones a través de condicionales. También veremos cómo 00:01:13
estructurar el código para que pueda actualizarse continuamente y mostrar la información de manera 00:01:19
clara. Este proyecto permite trabajar de forma integrada varias competencias del currículo de 00:01:24
tecnología de Terceo de ESO, fomentando el aprendizaje basado en retos y la conexión 00:01:30
entre teoría y práctica. Este proyecto tiene como finalidad ayudar al alumnado a comprender 00:01:34
de forma práctica cómo medir distancias mediante sensores y cómo mostrar esa información de manera 00:01:40
visual. Para ello, nos marcamos los siguientes objetivos. Conocer el funcionamiento de un sensor 00:01:45
de ultrasonidos y cómo se utiliza para calcular distancias mediante la emisión y recepción 00:01:52
de ondas. 00:01:57
Aprender a representar datos en tiempo real utilizando una pantalla LCD y 2C, visualizando 00:01:58
así las medidas recogidas por el sensor. 00:02:04
Desarrollar habilidades básicas de programación en el entorno de Arduino, aprendiendo a estructurar 00:02:07
un programa y gestionar entradas y salidas. 00:02:12
Diseñar y construir una carcasa física que albergue los componentes electrónicos, empleando 00:02:15
materiales reciclados y fomentando la creatividad y el diseño funcional. Fomentar el trabajo 00:02:20
cooperativo y la resolución de problemas mediante el desarrollo de un producto tecnológico útil con 00:02:26
un enfoque experimental. Estos objetivos permiten que el proyecto se convierta en una experiencia 00:02:31
completa en la que se integran conocimientos técnicos con habilidades prácticas. Con el 00:02:37
desarrollo de este proyecto trabajamos varias competencias clave del currículo de tecnología 00:02:43
en tercero de la ESO. A lo largo de las distintas sesiones, el alumnado desarrollará las siguientes 00:02:47
competencias específicas. Competencia matemática y competencia en ciencia, tecnología e ingeniería, 00:02:53
STEM, interpretar y aplicar conceptos físicos y matemáticos con la medición de distancias, 00:03:00
el tiempo y el funcionamiento de sensores electrónicos. Competencia digital, usar 00:03:06
dispositivos electrónicos programables y herramientas digitales para desarrollar un 00:03:11
sistema de medición automático. Competencia personal, social y aprender a aprender, desarrollar 00:03:15
estrategias de aprendizaje autónomo mediante la experimentación, de ensayo-error y la resolución 00:03:22
de problemas. Competencia en conciencia y expresión culturales, fomentar la creatividad en el diseño y 00:03:27
construcción de una carcasa personalizada para el dispositivo. Competencia en sentido de iniciativa 00:03:33
y espíritu emprendedor, plantear soluciones originales a retos reales mediante el diseño, 00:03:40
montaje y programación de dispositivos tecnológicos. 00:03:44
En esta primera sesión, el alumnado realiza un primer acercamiento a los componentes electrónicos que se utilizarán en el proyecto. 00:03:48
Se presentan el sensor de ultrasonidos y la pantalla LCD con interfaz I2C. 00:04:01
El objetivo es entender cómo se puede capturar una medida de distancia con el sensor y representarla directamente en la pantalla. 00:04:06
Se trabaja la estructura básica de un programa en Arduino que conecta ambos elementos. 00:04:13
primero se obtienen los datos del sensor y luego se visualizan en la pantalla, 00:04:18
permitiendo ver en tiempo real la distancia hasta un objeto situado frente al sensor. 00:04:22
Durante esta sesión también se presta atención a aspectos físicos como la estabilidad de las lecturas, 00:04:27
el rango de medición y el uso de unidades comprensibles para el alumnado, como los centímetros. 00:04:32
A nivel didáctico, se pretende que los estudiantes comprendan cómo leer información del mundo real 00:04:38
y convertirla en datos útiles, visibles y medibles. 00:04:44
Esta es la base del funcionamiento de todo el proyecto. 00:04:48
En pantalla mostramos el programa que permite visualizar las lecturas del sensor en la pantalla LCD. 00:04:51
Vamos a comentar cómo funciona, paso a paso. 00:04:58
Al inicio del código, se importan las librerías necesarias, 00:05:02
Wire para la comunicación I2C y Liquid Crystal guión bajo I2C para controlar la pantalla LCD. 00:05:05
También se definen los pines del sensor de ultrasonidos, 00:05:12
uno para el TRI, que envía el pulso, y otro para el ECHO, que lo recibe. 00:05:14
En la función SETUP, inicializamos tanto la pantalla LCD como los pines del sensor. 00:05:20
El LCD se configura para mostrar dos líneas y se activa la retroiluminación. 00:05:26
En el LOOP, se envía un pulso ultrasonico y se mide el tiempo que tarda en rebotar. 00:05:31
A partir de ese tiempo, se calcula la distancia utilizando una fórmula sencilla, y ese valor se muestra en la pantalla. 00:05:36
El resultado es un metro digital muy básico pero completamente funcional, que servirá como base para el resto del proyecto. 00:05:43
En esta sesión, vamos a trabajar con un componente muy útil en sistemas automatizados, el final de carrera. 00:06:15
Este dispositivo funciona como un pulsador que se activa al ser presionado, permitiendo detectar el paso de un objeto o una acción mecánica. 00:06:22
Comenzamos con la explicación básica del montaje. 00:06:29
Conectamos el final de carrera a un pin digital de la placa Arduino y a masa, con una resistencia pull-down para garantizar la lectura correcta. 00:06:33
En nuestro caso, lo conectamos al pin digital 8. 00:06:41
Este montaje nos permitirá detectar cuando un objeto, por ejemplo una puerta o una caja, llega a una posición determinada. 00:06:45
Pasamos ahora a comentar el programa. 00:06:53
En primer lugar, definimos la constante botón en el pin 8, que será el encargado de leer el estado del final de carrera. 00:06:56
En Setup, iniciamos la comunicación serial a 9600 baudios y configuramos el pin como entrada mediante Pin Mode, Botón, Input. 00:07:03
En el Loop, utilizamos Digital Read, Botón, para comprobar si el final de carrera está activado. 00:07:13
Si detectamos que el pin está en nivel alto, es decir, se ha presionado el final de carrera, enviamos por el puerto serie el mensaje final de carrera activado 00:07:18
Si no está presionado, el mensaje será final de carrera no activado 00:07:28
Añadimos un pequeño delay, 500, para que la lectura no se repita demasiado rápido y podamos visualizar claramente los mensajes 00:07:34
En esta sesión, el alumnado se centra en automatizar el proceso de medición, haciendo que el metro digital funcione de forma continua, sin necesidad de pulsadores o botones. 00:07:41
Esta mejora permite una experiencia más fluida y realista en el uso del medidor. 00:08:13
Además, los estudiantes integran lo aprendido en sesiones anteriores para crear un sistema robusto y autónomo, capaz de mostrar la distancia medida de forma precisa y continua en la pantalla LCD. 00:08:18
Esta funcionalidad será esencial para las últimas fases del proyecto, donde se requiere medir sin intervención manual. 00:08:29
Durante esta sesión, también se promueve que los equipos empiecen a trabajar en el diseño de la carcasa definitiva, 00:08:37
mejorando aspectos como la ergonomía, la protección de los componentes electrónicos y la visibilidad del display. 00:08:44
Esta fase de reflexión sobre el diseño funcional les ayuda a entender cómo adaptar un sistema técnico a las necesidades del usuario final. 00:08:50
Ahora, veamos el programa en pantalla y comentamos cómo funciona paso a paso. 00:08:58
Este programa permite realizar lecturas constantes del sensor ultrasonico y mostrarlas en pantalla de forma automática, sin necesidad de eventos como pulsaciones. 00:09:04
En primer lugar, se incluyen las librerías necesarias para el uso de la pantalla LCD con interfaz I2C y se crean los objetos correspondientes. 00:09:14
También se declaran los pines del sensor y las variables necesarias para capturar y procesar la señal ultrasonica. 00:09:22
Dentro del setup, se inicializa la pantalla LCD y se configuran correctamente los pines del sensor ultrasonico, 00:09:29
Trick Pin como salida y Eco Pin como entrada. 00:09:36
En el bucle Loop, se envía un pulso ultrasonico desde el pin de disparo y se mide el tiempo que tarda en volver. 00:09:39
Esta duración se convierte en centímetros usando una fórmula sencilla. 00:09:46
Luego, el valor obtenido se muestra en la pantalla junto con el texto distancia. 00:09:50
Esta actualización se repite continuamente cada segundo, gracias a un delay, 1000, que evita lecturas excesivamente rápidas y mejora la legibilidad de los datos en pantalla. 00:09:56
Este programa marca un paso importante hacia la versión final del Metro Digital, mejorando la usabilidad del sistema. 00:10:07
En esta sesión, el alumnado se enfrenta al reto principal del proyecto, integrar todos los elementos necesarios para construir su metro digital funcional. 00:10:13
Se trata de aplicar todo lo aprendido en sesiones anteriores para lograr un dispositivo que mida y muestre distancias con precisión, facilidad de uso y buena presentación. 00:10:47
El objetivo no es solo técnico. 00:10:57
También se trata de reflexionar sobre cómo se puede hacer que el dispositivo sea útil, manejable y atractivo. 00:11:00
Por eso, durante esta sesión, los grupos trabajan en el ensamblado físico del metro digital, diseñando una estructura estable donde el sensor de ultrasonidos y la pantalla estén colocados de forma que el usuario pueda apuntar fácilmente y leer los resultados con claridad. 00:11:05
A nivel de programación, los estudiantes optimizan el funcionamiento continuo del sistema, mejorando la visualización y preparando el código para que el metro funcione de manera autónoma, clara y precisa. 00:12:16
Es un momento en el que se fomenta el trabajo colaborativo, la revisión crítica del diseño y la propuesta de mejoras creativas. 00:12:26
A continuación, mostramos el código final del metro digital y explicamos su funcionamiento paso a paso. 00:12:35
Este programa permite crear un metro digital autónomo que mide distancias en tiempo real y las muestra en la pantalla LCD. 00:12:42
Empezamos incluyendo la librería Liquid Crystal-Bajo I2C, necesaria para manejar la pantalla mediante el protocolo I2C. 00:12:48
Después, se crea un objeto LCD indicando la dirección del dispositivo y el tamaño de la pantalla, 16x2. 00:12:58
A continuación, se definen los pines para el sensor ultrasonico, Trick Pin, pin de salida, y Eco Pin, pin de entrada, así como la variable distancia que almacenará el resultado de la medición. 00:13:05
En la función Setup, se inicializa la pantalla con LCD Behing y se enciende la retroiluminación con LCD Backlit. 00:13:16
También se configuran los pines del sensor ultrasonico y se muestra un mensaje de bienvenida en pantalla para indicar que el dispositivo está encendido y listo. 00:13:25
En el Loop, el programa envía un pulso desde el pin de disparo, mide cuánto tarda en recibirse el eco y calcula la distancia en centímetros dividiendo la duración entre 58. 00:13:34
Esta fórmula es común cuando se trabaja con sensores ultrasonicos como el HC-SR04. 00:13:44
Después, se limpia la pantalla con LCD, CLEAR, se muestra el texto Distancia, en la primera línea y en la segunda línea se escribe el valor numérico seguido de la unidad CM. 00:13:51
Finalmente, se introduce una pausa de un segundo con DELAY, 1000, para que la lectura sea estable y fácil de observar. 00:14:02
Este programa representa la versión funcional del Metro Digital, cumpliendo con el objetivo principal del proyecto. 00:14:09
En esta última sesión, nuestros alumnos se convierten en presentadores y evaluadores de su propio trabajo. 00:14:21
Tras haber completado el montaje y la programación del Metro Digital, es el momento de demostrar su funcionamiento. 00:14:27
El grupo debe preparar una breve exposición donde expliquen cómo funciona su sistema, qué componentes han utilizado, cómo lo han montado y qué problemas han tenido que resolver. 00:14:34
Esta presentación puede hacerse en pequeños grupos o de forma individual y debe tener un enfoque técnico, pero también comunicativo. 00:14:44
Se valorará tanto el funcionamiento del sistema como la claridad en la exposición. 00:14:52
Es importante que los estudiantes argumenten por qué han tomado determinadas decisiones, como la colocación de sensores, el uso del LCD o la lógica detrás del código implementado. 00:14:57
Además, se propone una dinámica de evaluación entre iguales, en la que cada grupo pueda 00:15:07
ver los proyectos de sus compañeros y hacer comentarios constructivos. 00:15:12
Esta práctica fomenta el pensamiento crítico y la capacidad de analizar y valorar soluciones 00:15:17
distintas a las propias. 00:15:22
Para finalizar, el docente guiará una reflexión colectiva donde se analicen los logros del 00:15:24
proyecto, las dificultades encontradas y los aprendizajes adquiridos. 00:15:28
es una buena ocasión para hablar de cómo se podrían mejorar o ampliar los sistemas 00:15:34
creados. Para cerrar este proyecto, compartimos los criterios de evaluación que hemos utilizado 00:15:38
para valorar el trabajo del alumnado. Estos criterios están alineados con los objetivos 00:15:44
de la etapa y permiten hacer un seguimiento riguroso del proceso de aprendizaje. Identifica 00:15:49
y comprende el funcionamiento de dispositivos y sistemas tecnológicos analógicos y digitales, 00:15:55
aplicando los principios científicos y técnicos necesarios. 00:16:00
Analiza el funcionamiento de sistemas automáticos empleando sensores, actuadores y controladores, 00:16:04
valorando su utilidad para resolver problemas técnicos concretos. 00:16:10
Aplica estrategias de pensamiento computacional en la resolución de problemas tecnológicos, 00:16:15
descomponiéndolos en partes más simples y diseñando soluciones paso a paso. 00:16:19
Desarrolla soluciones tecnológicas con lenguajes de programación adecuados, 00:16:25
aplicando estructuras de control básicas y gestionando entradas y salidas digitales. 00:16:28
Participa en el diseño y mejora de prototipos técnicos utilizando procesos de trabajo colaborativo, 00:16:34
valorando los ensayos y la puesta a punto como parte del proceso de aprendizaje. 00:16:39
Estos criterios permiten una evaluación objetiva del trabajo tanto individual como grupal 00:16:44
y ayudan a valorar no solo el producto final, sino también el proceso, la colaboración y la capacidad de comunicar lo aprendido. 00:16:49
Etiquetas:
Código Escuela 4.0_M
Autor/es:
Código Escuela 4.0_Madrid
Subido por:
Ce40 madrid
Licencia:
Reconocimiento - No comercial - Compartir igual
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Fecha:
24 de julio de 2025 - 13:48
Visibilidad:
Público
Centro:
C RECURSOS Código Escuela 4.0
Duración:
17′ 13″
Relación de aspecto:
1.78:1
Resolución:
1920x1080 píxeles
Tamaño:
219.81 MBytes

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