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Programando sensores de línea con Arduino R4

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Subido el 24 de julio de 2025 por Ce40 madrid

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Vídeo del proyecto denominado Programando sensores de línea con Arduino R4

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Este proyecto representa la culminación del aprendizaje progresivo en la programación y montaje de robots móviles con Arduino. 00:00:28
El reto consiste en que el robot, gracias a dos sensores de infrarrojos digitales instalados en su base, 00:00:35
sea capaz de detectar líneas negras sobre una superficie blanca y seguirlas de forma autónoma. 00:00:41
Durante cinco sesiones, el alumnado aplicará conceptos clave como la lectura digital de sensores, 00:00:47
las estructuras condicionales, el control de motores y la toma de decisiones en tiempo real. 00:00:52
El desarrollo progresivo de este proyecto permitirá pasar de pruebas individuales de los sensores hasta la integración total de un comportamiento reactivo real. 00:00:58
Además, se profundiza en estrategias de navegación básicas que simulan sistemas reales de automatización en la industria, como líneas de montaje o robots logísticos. 00:01:08
Objetivos 00:01:18
Comprender el principio de funcionamiento de sensores infrarrojos digitales para la detección de contraste. 00:01:19
Interpretar correctamente señales digitales leídas desde sensores conectados a pines digitales de la placa Arduino 00:01:25
Programar el comportamiento condicional del robot en función de las señales recibidas 00:01:32
Construir un comportamiento siguelíneas robusto y ajustado a trayectorias reales 00:01:37
Desarrollar una estructura física adecuada para mantener el contacto óptico con el suelo 00:01:43
Promover el análisis y ajuste del código para mejorar la precisión del sistema 00:01:50
competencias competencia digital programación de robots lectura de sensores desarrollo de 00:01:54
comportamiento autónomo competencia matemática y tecnológica comprensión de la lógica binaria 00:02:02
toma de decisiones mediante condicionales competencia en aprender a aprender mejora 00:02:08
iterativa prueba error auto evaluación de resultados sentido de la iniciativa desarrollo 00:02:14
de estrategias propias para seguir trayectorias. Conciencia en sostenibilidad, comprensión de cómo 00:02:21
la automatización puede optimizar procesos en la vida real. En esta primera sesión, los estudiantes 00:02:27
montan la estructura completa del robot. Este montaje incluye la base móvil, las ruedas, 00:02:38
los motores y, sobre todo, la correcta ubicación de los dos sensores de infrarrojos. Se presta 00:02:44
especial atención a que los sensores queden paralelos al suelo, con una separación adecuada 00:02:50
entre ellos que permita detectar con claridad el contraste de una línea negra sobre una superficie 00:02:55
blanca. Además del montaje mecánico, se realiza el cableado de los sensores, señal, VCC y GND, 00:02:59
conectándolos correctamente a los pines digitales y a la alimentación de la placa Arduino Uno R4 00:03:07
Wi-Fi. Al finalizar la sesión, se comprueba que los motores giran correctamente y que los 00:03:12
sensores emiten señal digital al detectar diferentes colores en el suelo. Esta sesión 00:03:18
permite al alumnado reforzar la comprensión del montaje físico de un sistema electrónico real y 00:06:59
adquirir habilidades prácticas fundamentales en proyectos de robótica educativa. Una vez que el 00:07:04
robot está montado, se inicia la sesión con la lectura de los sensores de línea. Estos sensores 00:07:14
digitales nos dan una lectura de 1-0 dependiendo del color que detectan en el suelo. El alumnado 00:07:20
aprende a utilizar el monitor serie para comprobar estas lecturas, observando cómo varían al pasar 00:07:26
de una superficie blanca a una línea negra. También se explican conceptos como el comportamiento 00:07:31
de la luz infrarroja, el contraste, y cómo el robot puede diferenciar entre zonas a partir 00:07:37
de estos valores. Se realizan varias pruebas colocando el robot en diferentes posiciones 00:07:42
sobre el campo de pruebas para verificar que la lectura de ambos sensores es estable y 00:07:47
fiable. En el programa de la sesión 2 se define la lectura de dos sensores digitales 00:07:51
conectados a pines digitales del Arduino, típicamente de 2 y de 3. Primero, en la función 00:07:57
Setup, configuramos los pines como entradas mediante pin Mode y abrimos el puerto serie 00:08:03
con serial Behin 9600. Luego, en la función Loop, realizamos una lectura de los sensores 00:08:08
utilizando Digital Read y almacenamos los resultados en variables. Cada lectura se imprime 00:08:15
por el monitor serie usando Serial, Print y Serial, Print LN, para poder comprobar que 00:08:21
valor genera cada sensor cuando detecta blanco o negro. Este programa es esencial para entender 00:08:26
si nuestros sensores están bien colocados, conectados y funcionando correctamente. Permite 00:08:32
además calibrar el comportamiento de lectura antes de pasar a la programación reactiva del robot. 00:08:38
En esta sesión, se programa el primer comportamiento reactivo del robot, avanzar mientras no detecte 00:08:55
una línea negra y detenerse en cuanto uno de los sensores lo haga. Se explica cómo usar 00:09:00
estructuras condicionales simples para ejecutar esta acción, y se realizan pruebas colocando 00:09:06
una línea negra en el trayecto del robot. El alumnado debe ajustar los valores de lectura 00:09:11
y comprobar que el robot responde con precisión. Esta acción simula una parada ante un obstáculo 00:09:16
o una zona de seguridad. Este programa utiliza condicionales IF para determinar si los sensores 00:09:22
detectan una línea negra. Si ambos sensores detectan blanco, el robot avanza gracias al 00:09:28
envío de señales a los pines del controlador de motores, haciendo que las ruedas giren hacia 00:09:34
adelante. En el momento en que cualquiera de los sensores detecta una línea negra, 00:09:38
el programa activa los pines que detienen ambos motores. Esto se consigue escribiendo 00:09:44
un estado logo desconectando los pines de dirección. El objetivo de este programa es 00:09:49
enseñar cómo los sensores pueden controlar directamente el movimiento del robot dependiendo 00:09:54
del entorno. En esta sesión se programa al robot para que explore un área delimitada por líneas 00:09:59
negras. Se define un comportamiento que permita al robot desplazarse mientras ambos sensores 00:10:09
detecten blanco, pero que reaccione rápidamente cuando uno de los sensores detecte negro. La 00:10:14
reacción consiste en girar o retroceder para mantenerse dentro del perímetro. El alumnado 00:10:20
prueba distintos movimientos de evasión al tocar el borde y trabaja en la estabilidad del sistema 00:10:26
mediante la revisión de los tiempos y ajustes del código. Es una excelente oportunidad para 00:10:31
entender cómo los sensores pueden ayudar a un robot a tomar decisiones que le mantengan dentro 00:10:36
de un área segura o delimitada. En esta ocasión el código se vuelve más sofisticado. El robot 00:10:41
sigue avanzando mientras ambos sensores detecten blanco. Pero cuando uno de los sensores detecta 00:10:48
negro, el robot ejecuta un comportamiento de evasión. Si el sensor izquierdo detecta negro, 00:10:54
el robot gira hacia la derecha, si es el derecho, gira a la izquierda. Estos movimientos se programan 00:10:59
con pequeñas pausas y controlando la dirección de los motores. Se aplican funciones auxiliares 00:11:06
como girar derecha o girar izquierda y se trabajan las transiciones suaves entre un 00:11:12
comportamiento y otro para mantener al robot dentro de un espacio delimitado por líneas negras. 00:11:16
La última sesión del proyecto consiste en implementar el comportamiento completo de 00:11:26
sigue líneas. Aquí el alumnado debe hacer que el robot se mantenga sobre una línea negra avanzando 00:11:30
de forma continua, corrigiendo su trayectoria si se desvía. Se analiza cómo reaccionar cuando uno 00:11:36
u otro sensor detecta blanco, ajustando el giro de las ruedas. Este desafío requiere un alto grado 00:11:42
de precisión tanto en la lectura como en la actuación y representa el cierre ideal para un 00:11:49
proyecto de navegación autónoma. En el programa final se implementa un algoritmo sigue líneas. 00:11:53
El código evalúa todas las combinaciones posibles de lectura de los dos sensores. 00:12:00
Cuando ambos sensores detectan negro, el robot avanza recto. 00:12:06
Si uno detecta blanco, el robot corrige girando hacia el lado opuesto para volver a centrar la línea. 00:12:10
Esto se consigue variando el tiempo de activación de los motores o sus direcciones. 00:12:17
Además, se introducen condiciones que permiten al robot recuperar la línea si la pierde, aplicando giros compensatorios. 00:12:21
El código se estructura en bloques muy claros y el uso de funciones ayuda a mantener la limpieza y legibilidad del programa. 00:12:29
Es un excelente ejemplo de programación reactiva y del uso de sensores en robótica educativa. 00:12:37
Criterios de evaluación 00:12:43
Comprende y aplica correctamente el montaje físico de sensores. 00:12:44
Lee adecuadamente señales digitales y las interpreta con sentido lógico. 00:12:50
Programa el robot para comportarse de forma reactiva ante estímulos del entorno 00:12:54
Implementa estrategias de navegación y corrección con precisión 00:12:59
Ajusta y mejora el código en función de los resultados obtenidos en pruebas reales 00:13:03
Etiquetas:
Código Escuela 4.0_M
Autor/es:
Código Escuela 4.0_Madrid
Subido por:
Ce40 madrid
Licencia:
Reconocimiento - No comercial - Compartir igual
Visualizaciones:
87
Fecha:
24 de julio de 2025 - 13:44
Visibilidad:
Público
Centro:
C RECURSOS Código Escuela 4.0
Duración:
13′ 26″
Relación de aspecto:
1.78:1
Resolución:
1920x1080 píxeles
Tamaño:
261.61 MBytes

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