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Caja fuerte inteligente con Arduino R4
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Vídeo explicativo del proyecto denominado Caja fuerte inteligente con Arduino R4
Este proyecto está orientado a que el alumnado diseñe y construya un sistema de alarma inspirado
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en el funcionamiento de una caja fuerte protegida. El sistema se basa en la detección de proximidad
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mediante un sensor de ultrasonidos y genera una respuesta visual con un anillo de LEDs RGB y una
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respuesta sonora con un fumador. Durante las sesiones, los alumnos aprenderán a interpretar
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los datos del sensor, aplicar condiciones lógicas y coordinar diferentes salidas para lograr un
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comportamiento inteligente. El montaje final combina programación y diseño físico, permitiendo
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una experiencia de aprendizaje práctica, creativa y muy cercana a situaciones reales de seguridad
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electrónica. Objetivos. Comprender el funcionamiento del sensor de ultrasonidos y cómo programarlo en
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Arduino. Aprender a activar actuadores visuales, anillo RGB y sonoros, zumbador, mediante condiciones
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programadas. Desarrollar un sistema que reaccione únicamente ante una detección mantenida de
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presencia. Integrar sensores y actuadores en un proyecto físico con un montaje funcional y
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atractivo. Presentar y explicar el proyecto con vocabulario técnico básico y claridad.
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Competencias específicas. Competencia digital, desarrollo de habilidades en programación y
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control de dispositivos electrónicos mediante herramientas digitales. Competencia matemática
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y científica, aplicación del cálculo de distancias y principios físicos del sonido. Competencia
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tecnológica, diseño, montaje y programación de sistemas automatizados con sensores y actuadores.
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Competencia emprendedora, creación de una solución funcional a un problema práctico con criterios de
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eficiencia y utilidad. Competencia personal y social, trabajo colaborativo, reparto de tareas
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y toma de decisiones técnicas en grupo. La sesión 1 comienza con una introducción al sensor HC-SR04
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que permite medir distancias midiendo el tiempo que tarda una onda ultrasonica en rebotar en un
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objeto. El alumnado aprende a conectar correctamente el sensor a la placa Arduino, identificando los
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pin Strig y Echo. Luego, se trabaja con el anillo de LEDs RGB, configurando su control a través de
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la librería NeoPixel. El objetivo es que, al detectar un objeto a menos de 15 centímetros,
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el anillo se ilumine completamente en rojo como señal de advertencia. El profesor guía al grupo
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en la interpretación del valor de distancia calculado y en cómo traducirlo en una condición
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de encendido de los LEDs. El programa comienza con la importación de la librería DaFruit NeoPixel
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y la declaración de constantes para los pines del sensor y el número de LEDs.
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En Setup se inicializa el anillo RGB.
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En Loop se genera un pulso desde el pin Trig y se mide la duración del eco recibido.
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Esta duración se convierte en distancia.
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Si la distancia es menor a 15 cm, se recorre el anillo con un bucle Ford que enciende cada LED en color rojo.
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Si no, todos los LEDs se apagan.
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El comportamiento resulta muy visual y sencillo de comprobar con la mano.
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En esta sesión se incorpora un segundo elemento de aviso, el zumbador activo.
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Este tipo de zumbador funciona simplemente activándolo mediante una salida digital en nivel alto.
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El alumnado aprende a encenderlo y apagarlo con instrucciones básicas utilizando Digital Brite.
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El objetivo es que, cuando el sensor detecte una presencia cercana, el zumbador se active durante un segundo,
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a la vez que se ilumina el anillo de LEDs RGB. Esto permite trabajar con múltiples actuadores
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simultáneamente y comprender el control digital de dispositivos sonoros simples.
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En este programa, además del sensor de ultrasonidos y el anillo de LEDs,
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se ha incorporado un zumbador activo conectado a un pin digital. La lógica se mantiene,
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si la distancia detectada es menor a 15 centímetros, se encienden todos los LEDs en rojo
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y se activa el zumbador con digital brite, zumbador, I. Después de una pausa con Delay,
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1000, el zumbador se apaga con digital brite, zumbador, Low. Si no se detecta presencia cercana,
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los LEDs se apagan y el zumbador permanece inactivo. Este control digital básico permite
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simular una alarma sonora sencilla sin necesidad de generar frecuencias específicas. Hasta ahora
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el sistema reaccionaba inmediatamente a cualquier objeto que entrara en su rango. En esta sesión
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se mejora el sistema para que sólo active la alarma si detecta algo de forma sostenida,
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evitando así falsas alarmas. Se introduce el uso de una variable contador que se incrementa
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cada vez que se detecta una presencia dentro del rango. Si se alcanza un umbral determinado,
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por ejemplo, 10 lecturas seguidas, se activa la alarma. Este control mejora la precisión
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y fiabilidad del sistema. El alumnado empieza a trabajar con lógica más avanzada y estructuras
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de control que permiten condiciones acumuladas. El código mantiene la estructura anterior,
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pero se añade una variable llamada contador. Cada vez que la distancia es menor a 15 centímetros,
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el contador aumenta. Si la distancia no cumple la condición, el contador se resetea a cero.
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Cuando el contador llega a 10, se considera que hay una detección mantenida y se activa
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el zumbador y los leds. Este enfoque ayuda a filtrar movimientos breves o errores en la
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medición y enseña al alumnado cómo usar variables como memoria de condición. En la última sesión se
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plantea el reto completo, integrar todos los componentes y lógica en un sistema funcional
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y montar una estructura física que simule una caja fuerte. El alumnado diseña una carcasa con
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cartón, madera o impresión 3D y coloca el sensor en el frontal. Cuando alguien se aproxima durante
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varios segundos, se activa una alarma sonora repetida y un anillo rojo. El montaje debe ser
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probado, ajustado y presentado al resto de la clase. Esta sesión permite consolidar todo lo
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aprendido. El programa final integra todos los elementos del sistema, el sensor de ultrasonidos,
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el anillo del XRGB y el zumbador activo. Cuando un objeto permanece cerca durante varias lecturas
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consecutivas, se considera que hay una intrusión mantenida. Para ello, el programa utiliza una
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variable que actúa como contador. Si la distancia medida se mantiene por debajo del umbral establecido,
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el contador aumenta. Una vez alcanzado un número determinado de repeticiones, se activa la alarma,
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el anillo cambia de color y el zumbador suena intermitentemente. Si el objeto desaparece,
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el sistema vuelve a estado de reposo. Esta lógica es sencilla y efectiva, permitiendo
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simular una caja fuerte con detección sostenida sin necesidad de usar temporizadores avanzados.
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Criterios de evaluación. Comprende y explica el funcionamiento del sensor de ultrasonidos.
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Integra correctamente el zumbador y el anillo RGB en la lógica del sistema. Implementa condiciones
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de detección sostenida con estructuras de control.
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Presenta un diseño físico funcional con creatividad y claridad en la explicación.
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- Etiquetas:
- Código Escuela 4.0_M
- Autor/es:
- Código Escuela 4.0_Madrid
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- Ce40 madrid
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- Reconocimiento - No comercial - Compartir igual
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- Fecha:
- 24 de julio de 2025 - 14:18
- Visibilidad:
- Público
- Centro:
- C RECURSOS Código Escuela 4.0
- Duración:
- 11′ 42″
- Relación de aspecto:
- 1.78:1
- Resolución:
- 1920x1080 píxeles
- Tamaño:
- 223.30 MBytes
