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Detectando obstáculos con Arduino R4
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Vídeo del proyecto denominado Detectando obstáculos con Arduino R4
Este proyecto es la continuación perfecta para todo lo aprendido con el robot de Arduino.
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El alumnado aplicará los conocimientos adquiridos sobre control de motores, trayectorias, giros y aceleración,
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integrando además un sensor ultrasonico para dotar al robot de percepción.
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Durante cinco sesiones, se desarrollarán habilidades para detectar obstáculos,
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tomar decisiones de navegación y mantener distancias seguras.
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Se trata de una experiencia de programación avanzada que simula el comportamiento de un robot autónomo real.
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Objetivos
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Comprender el funcionamiento del sensor ultrasonico y su aplicación en robótica móvil.
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Integrar sensores con actuadores para tomar decisiones en tiempo real.
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Programar comportamientos reactivos del robot frente a obstáculos.
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Diseñar rutinas que permitan al robot navegar, rodear obstáculos y mantener distancia.
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Utilizar estructuras condicionales, bucles y funciones para optimizar el código.
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Consolidar conocimientos previos sobre movimiento y lógica de control.
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Competencias.
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Competencia digital, aplicación de sensores, interpretación de datos y toma de decisiones mediante programación.
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Competencia matemática y científica, cálculo de distancias, análisis de comportamiento, ajustes de temporización.
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Competencia personal y social, trabajo en equipo, superación de retos, exposición del funcionamiento del sistema
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Conciencia y sostenibilidad, aplicación de la robótica a situaciones de la vida real como los vehículos autónomos
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Durante esta primera sesión del proyecto, el alumnado realiza el montaje completo del sistema robótico
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incorporando el sensor ultrasonico en la parte frontal del robot
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Se revisan los materiales necesarios y se hace un repaso detallado de las conexiones eléctricas entre el sensor y la placa Arduino Uno R4.
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Los estudiantes utilizan soportes físicos para asegurar el sensor, conectando el pin Trigger y el pin Echo a los pines digitales adecuados.
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Además, se revisan las conexiones de los motores y la alimentación de la placa a través del controlador L298.
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Se hace hincapié en la importancia de seguir un orden en el cableado, de comprobar los contactos y de documentar cómo se ha realizado el montaje en un esquema.
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Esta sesión sirve para reforzar conocimientos de montaje, lectura de esquemas y adquisición de hábitos organizativos.
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En esta sesión el foco está en comprender cómo funciona un sensor ultrasonico y cómo medir distancias reales.
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El alumnado aprende que el sensor envía una señal sonora que rebota en un objeto y vuelve al sensor, lo que permite medir el tiempo transcurrido.
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A partir de este tiempo, y sabiendo la velocidad del sonido, se puede calcular la distancia al objeto.
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El alumnado programa la lectura de esta distancia y utiliza el monitor serie para visualizar los resultados.
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Se realizan pruebas con distintos objetos a diferentes distancias y se analiza la precisión del sensor, su ángulo de apertura y su fiabilidad.
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Además, se discuten posibles fuentes de error y cómo calibrar correctamente las lecturas.
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Esta sesión introduce también buenas prácticas de depuración.
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El programa envía un pulso con el pin trigger y espera la respuesta en el pin eco.
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Se mide el tiempo que tarda en volver y se convierte a centímetros usando una fórmula matemática.
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Este valor se imprime por el monitor serie y se prueba con objetos cercanos y lejanos para evaluar el rango del sensor.
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Una vez que el sensor ultrasonico funciona correctamente, en esta sesión se introduce la lógica básica de navegación reactiva.
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El robot debe desplazarse hacia adelante mientras no haya obstáculos a una distancia crítica determinada.
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Si el sensor detecta un objeto demasiado cerca, el robot debe detenerse de inmediato para evitar colisiones.
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El alumnado combina estructuras condicionales con lectura de sensores y control de motores,
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creando su primer sistema autónomo basado en percepción.
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Se realizan diferentes pruebas modificando el umbral de distancia
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y se plantean retos como detenerse justo delante de un obstáculo colocado en el recorrido.
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La sesión también sirve para comentar la necesidad de respuesta rápida en sistemas automáticos.
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El robot avanza mientras el sensor detecta una distancia segura.
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Al detectar un objeto cercano, el programa corta la alimentación a los motores y detiene el robot
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Este tipo de control usa estructuras condicionales que interpretan el dato leído para tomar decisiones
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En esta sesión se da un paso más en la navegación autónoma
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Ya no basta con detectar un obstáculo, ahora el robot debe ser capaz de esquivarlo
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El alumnado programa una maniobra que, al detectar un obstáculo, ejecuta un giro
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un desplazamiento lateral y un giro de vuelta a su trayectoria original.
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Este tipo de comportamiento requiere coordinar varios movimientos de forma secuencial,
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por lo que se hace especial hincapié en la organización del código y en la reutilización de funciones.
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Se prueban varios recorridos con diferentes posiciones de obstáculos
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y se analiza si el robot completa correctamente la maniobra.
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También se discuten las limitaciones del sistema actual
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y cómo podrían mejorarse con más sensores o algoritmos más complejos.
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Cuando el sensor detecta un obstáculo, el robot gira, avanza lateralmente y vuelve a girar para
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recuperar la dirección original. Este algoritmo básico de evasión de obstáculos combina decisiones
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con tiempos de actuación programados. El alumnado puede ajustar los valores para mejorar la maniobra
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en función del tamaño del objeto. En esta última sesión, se trabaja una lógica más refinada en la
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que el robot debe mantener una distancia constante respecto a un objeto móvil o fijo. Este tipo de
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comportamiento es muy útil en robótica de seguimiento, por ejemplo en robots que acompañan
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a personas. El programa ajusta la velocidad de los motores en función de la lectura del sensor. Si el
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objeto se aleja, el robot avanza. Si se acerca, el robot reduce su velocidad o se detiene. Se
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introducen condiciones múltiples y operaciones matemáticas para decidir cómo actuar en cada caso.
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Se realizan pruebas con un objeto que se mueve manualmente para observar la capacidad del sistema para seguirlo con precisión.
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Al finalizar, se reflexiona sobre la utilidad de este tipo de aplicaciones y se comparte la experiencia de haber completado un proyecto completo de navegación autónoma.
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El programa utiliza comparaciones entre el valor leído y una distancia objetivo.
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Si el objeto está demasiado cerca, el robot se detiene o retrocede, si está muy lejos, avanza.
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Este comportamiento simula funciones reales en robots de seguimiento o vehículos inteligentes.
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Los criterios de evaluación de este proyecto son
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Conecta correctamente el sensor ultrasonico y verifica su funcionamiento mediante pruebas básicas.
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Programa el robot para reaccionar ante la detección de obstáculos de forma autónoma.
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Diseña soluciones para rodear obstáculos y mantener una distancia constante.
00:12:02
Optimiza su código utilizando estructuras lógicas y funciones eficientes
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Trabaja en equipo para depurar errores, ajustar comportamientos y documentar el proyecto final
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- Etiquetas:
- Código Escuela 4.0_M
- Autor/es:
- Código Escuela 4.0_Madrid
- Subido por:
- Ce40 madrid
- Licencia:
- Reconocimiento - No comercial - Compartir igual
- Visualizaciones:
- 55
- Fecha:
- 16 de julio de 2025 - 10:25
- Visibilidad:
- Público
- Centro:
- C RECURSOS Código Escuela 4.0
- Duración:
- 12′ 35″
- Relación de aspecto:
- 1.78:1
- Resolución:
- 1920x1080 píxeles
- Tamaño:
- 262.28 MBytes