Dirección General de Educación Superior Tecnológica

INSTITUTO TECNOLOGICO DE SALINA CRUZ

ROBÓTICA EDUCATIVA

Nombre de alumno:

TOY ESCALANTE EDGAR EUSEBIO

Semestre: VII

Generación: 2007-2012

Carrera: INGENIERIA ELECTRÓNICA

Opción: COMUNICACIONES

8

Salina Cruz, Oaxaca, a 13 de Diciembre de 2010.

DEDICATORIAS

9

A MIS PADRES

Por el apoyo moral y económico recibido, lo cual me permitió llegar a este grato momento. Por tal motivo les agradezco.

AGRADECIMIENTOS

10

AL ITSAL

Por ser la forjadora y por hacer de mi vida una persona capaz.

A MI ASESOR

Por todo el apoyo brindado para la realización de este trabajo. Gracias por compartir conmigo conocimientos y experiencias.

A DIOS

Por la vida, salud y bienestar y por darme unos padres y una familia maravillosa. Gracias a dios mío por cuidar de mi vida

ÍNDICEPAGIN

A

DEDICATORIAS…………………………………………………...

2

AGRADECIMIENTOS…………………………………………….

3

INTRODUCCIÓN 8CAPITULO I. INTRODUCCIÓN A LA ROBÓTICA EDUCATIVA………………………………………………………..

9

1.1MARCO TEÓRICO…………………………………………….....

10

1.1.1SERVOMOTORES………………………………………………

..10

1.1.1.1TIPOS DE SERVOMOTORES…………………………………..

11

1.1.1.2PARTES DE UN SERVOMOTOR………………………………

11

1.1.1.3FUNCIONAMIENTO DEL SERVO………………………………

13

1.1.1.4APLICACIONES…………………………………………………..

16

1.1.2LDR…………………………………………………………………

16

1.1.3DIODO……………………………………………………………..

18

1.1.3.1DIODO PN O UNIÓN PN………………………………………..

18

1.1.3.2 POLARIZACIÓN DIRECTA DE UN DIODO………………….. 201.1.3.3 POLARIZACIÓN INVERSA DE UN DIODO 221.1.4 MOTOR DE CORRIENTE CONTINUA 23

1.1.4.1FUNDAMENTOS DE OPERACIÓN DE LOS MOTORES ELÉCTRICOS……………………………………………………..

23

1.1.4.2LOS MOTORES DE CORRIENTE DIRECTA PUEDEN SER DE TRES TIPOS…………………………………………………

25

1.1.4.3 LAS PARTES FUNDAMENTALES DE UN MOTOR DE CORRIENTE CONTINUA

26

11

SON………………………………….

1.1.5PIC’S………………………………………………………………..

28

1.1.6CNY70 (SENSOR SIGUE LÍNEAS)……………………………..

31

1.1.7PUENTE L293B (DRIVER PARA MOTORES)…………………

32

1.1.87414 (COMPUERTA INVERSORA DE HISTÉRESIS)………..

33

1.1.9CRISTAL DE CUARZO…………………………………………..

34

1.2METODOLOGÍA A UTILIZAR……………………………………

35

1.3CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES PROPUESTAS………...

36

II UNIDAD. DISEÑO ROBÓTICA EDUCATIVA ……………….

37

2.1ROBÓTICA EDUCATIVA…………………………………………

38

2.1.1ANTECEDENTES…………………………………………………

38

2.1.2MATERIALES UTILIZADOS EN LA ROBÓTICA EDUCATIVA

40

2.1.3

PLANTEAMIENTO DEL

PROBLEMA………………………….. 43

2.1.4 HIPÓTESIS………………………………………………………..

44

2.1.5 OBJETIVO……………………………………………………...... 44

2.1.6JUSTIFICACIÓN………………………………………………….

45

2.1.7 DELIMITACIONES……………………………………………….

46

2.1.8IMPACTO ÉTICO, SOCIAL, TECNOLÓGICO, ECONÓMICO Y AMBIENTAL…………………………………………………….

47

2.1.9METODOLOGÍA A UTILIZAR…………………………………..

49

2.1.10CRONOGRAMA PROPUESTO…………………………………

59

2.1.11ASEGURAMIENTO TÉCNICO-MATERIAL……………………

60

2.1.12FUENTES DE INFORMACIÓN UTILIZADAS…………………

62

12

CONCLUSIONES…………………………………………………

64

13

ÍNDICE DE FIGURASFigura

No.PAGINA

1.1 Servomotor. 101.1.1 Estructura típica. 111.1.2 Conexión externa del servo. 131.1.3 PWM para recorrer todo el rango de operación del servo. 131.1.4 Ejemplos de posicionamiento de un servo. 141.1.5 Periodos entre pulsos. 15

1.1.6 Otra posibilidad de pulsos de control. 15

1.1.7 Aplicaciones en robótica. 161.2 Símbolo del LDR. 171.2.1 Un formato posible para el LDR. 181.3 Tipos de diodos de estado sólido. 181.3.2 Representación simbólica del diodo pn 191.3.1 Formación de la zona de carga espacial. 201.3.3 Representación de la polarización directa de un diodo. 201.3.4 Representación de la polarización inversa de un diodo. 22

1.4Representación de los polos magnéticos para un motor de cd.

23

1.4.1 Conexiones interna de un motor de cd. 241.4.2 Circuito de un motor de cd en serie. 251.4.3 Circuito de un motor de cd en paralelo. 251.4.4 Circuito de un motor de cd en coumpount. 261.4.5 Estator de un motor de cd. 261.4.6 Rotor de un motor de cd. 271.4.7 Micas de un motor de cd. 271.5 Descripción de los pin del PIC PIC16F628A. 291.5.1 Descripción de los pin del PIC PIC16F877A. 301.5.2 Descripción de los pin del PIC PIC18F4550. 311.6 Sensor sigue líneas 311.7 Descripción del pin de L293B. 321.8 Diagrama de conexión. 331.9 Oscilador de cristal de cuarzo 34

2.1 Simulación de los servos en proteos. 58

2.1.2Simulación del sigue líneas, que es igual sigue luz, en proteos.

58

2.1.3 Primer armado en el protoboard. 602.1.4 Segundo armado del protoboard. 612.1.5 Prototipo en protoboard.

14

ÍNDICE DE TABLAS

TABLA No. PAGINA

1.1 Tabla de funciones para cada uno de los driver 321.2 Tabla de funciones. 331.3 Especificaciones de algunos cristales de cuarzo. 341.4 Cronograma de actividades. 36

2.1 Cronograma de actividades. 59

15

INTRODUCCIÓN

Tendencias actuales en educación se orientan a la creación o aprehensión

del conocimiento y no solamente a su recepción. Se basan en la idea de que la

construcción o reconstrucción de la realidad que rodea al aprendiz y la

manipulación e interacción con este micro mundo creado resultará en la

adquisición de nuevos conocimientos, que dada su naturaleza modeladora más

que descriptora, permitirán fácilmente su aplicación e interrelación para la

adquisición de nuevos conocimientos.

La robótica educativa surge en respuesta a estas nuevas directrices

educativas como un área en la que el estudiante, primordialmente, busca la

ciencia desde la tecnología a partir del diseño, elaboración y operación de objetos

tecnológicos que permitan representar y simular fenómenos que los rodean.

Este trabajo trata de la innovación de una interfaz adecuada para el

desarrollo de ambientes de aprendizaje basados en robótica educativa y de su

implementación a nivel primaria y el análisis de su impacto en la variable de la

enseñanza, metodología.

16

CAPITULO I

INTRODUCCIÓN A LA ROBÓTICA EDUCATIVA

17

1.1 MARCO TEÓRICO

1.1.1SERVOMOTORES

Figura No. 1.1 Servomotor.

Un servomotor es un dispositivo similar a un motor de corriente continua, que tiene

la capacidad de ubicarse en cualquier posición dentro de su rango de operación, y

mantenerse estable en dicha posición. Está conformado por un motor, una caja

reductora y un circuito de control. Los servos se utilizan frecuentemente en

sistemas de radio control y en robótica, pero su uso no está limitado a estos. Es

posible modificar un servomotor para obtener un motor de corriente continua que,

si bien ya no tiene la capacidad de control del servo, conserva la fuerza, velocidad

y baja inercia que caracteriza a estos dispositivos.

18

1.1.1.1 TIPOS DE SERVOMOTORES

Hay tres tipos de servomotores:

-Servomotores de CC

-Servomotores de AC

-Servomotores de imanes permanentes o Brushless.

1.1.1.2 PARTES DE UN SERVOMOTOR

Figura No. 1.1.1 Estructura típica.

Motor de corriente continua

Es el elemento que le brinda movilidad al servo. Cuando se aplica un potencial a

sus dos terminales, este motor gira en un sentido a su velocidad máxima. Si el

voltaje aplicado sus dos terminales es inverso, el sentido de giro también se

invierte.

19

Engranajes reductores

Se encargan de convertir gran parte de la velocidad de giro del motor de corriente

continua en torque.

Circuito de control

Este circuito es el encargado del control de la posición del motor. Recibe los

pulsos de entrada y ubica al motor en su nueva posición dependiendo de los

pulsos recibidos.

Tiene además de los circuitos de control un potenciómetro conectado al eje

central del motor. Este potenciómetro permite a la circuitería de control, supervisar

el ángulo actual del servo motor. Si el eje está en el ángulo correcto, entonces el

motor está apagado. Si el circuito chequea que el ángulo no es correcto, el motor

volverá a la dirección correcta, hasta llegar al ángulo que es correcto. El eje del

servo es capaz de llegar alrededor de los 180 grados. Normalmente, en algunos

llega a los 210 grados, pero varía según el fabricante. 

Un servo normal se usa para controlar un movimiento angular de entre 0 y

180 grados. Un servo normal no es mecánicamente capaz de retornar a su lugar,

si hay un mayor peso que el sugerido por las especificaciones del fabricante.

Los servomotores tienen 3 terminales:

Terminal positivo: Recibe la alimentación del motor (4 a 8 voltios)

Terminal negativo: Referencia tierra del motor (0 voltios)

Entrada de señal: Recibe la señal de control del motor

Los colores del cable de cada terminal varían con cada fabricante: el cable del

terminal positivo siempre es rojo; el del terminal negativo puede ser marrón o

negro; y el del terminal de entrada de señal suele ser de color blanco, naranja o

amarillo.

20

Figura No.1.1.2 Conexión externa del servo.

1.1.1.3 FUNCIONAMIENTO DEL SERVO

La modulación por anchura de pulso, PWM (Pulse Width Modulation), es una de

los sistemas más empleados para el control de servos. Este sistema consiste en

generar una onda cuadrada en la que se varía el tiempo que el pulso está a nivel

alto, manteniendo el mismo período (normalmente), con el objetivo de modificar la

posición del servo según se desee.

Figura No. 1.1.3 PWM para recorrer todo el rango de operación del servo.

El sistema de control de un servo se limita a indicar en que posición se

debe situar. Esto se lleva a cabo mediante una serie de pulsos tal que la duración

del pulso indica el ángulo de giro del motor. Cada servo tiene sus márgenes de

operación, que se corresponden con el ancho del pulso máximo y mínimo que el

servo entiende. Los valores más generales se corresponden con pulsos de entre 1

21

ms y 2 ms de anchura, que dejarían al motor en ambos extremos (0º y 180º). El

valor1.5 ms indicaría la posición central o neutra (90º), mientras que otros valores

del pulso lo dejan en posiciones intermedias. Estos valores suelen ser los

recomendados, sin embargo, es posible emplear pulsos menores de 1 ms o

mayores de 2 ms, pudiéndose conseguir ángulos mayores de 180°. Si se

sobrepasan los límites de movimiento del servo, éste comenzará a emitir un

zumbido, indicando que se debe cambiar la longitud del pulso. El factor limitante

es el tope del potenciómetro y los límites mecánicos constructivos.

Figura No. 1.1.4 Ejemplos de posicionamiento de un servo.

El período entre pulso y pulso (tiempo de OFF) no es crítico, e incluso

puede ser distinto entre uno y otro pulso. Se suelen emplear valores ~ 20 ms

(entre 10 ms y 30 ms). Si el intervalo entre pulso y pulso es inferior al mínimo,

puede interferir con la temporización interna del servo, causando un zumbido, y la

vibración del eje de salida. Si es mayor que el máximo, entonces el servo pasará a

estado dormido entre pulsos. Esto provoca que se mueva con intervalos

pequeños.

22

Figura 1.1.5 Periodos entre pulsos.

A continuación se puede observar la posición del eje de un servomotor

según la anchura del pulso aplicada:

Figura No. 1.1.6 Otra posibilidad de pulsos de control.

23

1.1.1.4 APLICACIONES

En la práctica, se usan servos para posicionar superficies de control como el

movimiento de palancas, pequeños ascensores y timones. Ellos también se usan

en radio control, títeres, y por supuesto, en robots.

Figura No. 1.1.7 Aplicaciones en robótica.

1.1.2 LDR

Si bien los valores que puede tomar una LDR en total oscuridad y a plena luz

puede variar un poco de un modelo a otro, en general oscilan entre unos 50 a

1000 ohmios (1K) cuando están iluminadas (por ejemplo, con luz solar) y valores

comprendidos entre 50K (50,000 Ohms) y varios megohmios (millones de ohms)

cuando está a oscuras.

24

Desde el punto de vista constructivo, las LDR están fabricadas con

materiales de estructura cristalina, siendo los mas utilizados el sulfuro de cadmio y

el seleniuro de cadmio, aprovechando sus propiedades fotoconductoras.

Una cuestión a tener en cuenta cuando diseñamos circuitos que usan LDR

es que su valor (en Ohmios) no variara de forma instantánea cuando se pase de

estar expuesta a la luz a oscuridad, o viceversa, y el tiempo que se dura este

proceso no siempre es igual si se pasa de oscuro a iluminado o si se pasa de

iluminado a oscuro (se dice que muestra inercia a las variaciones de la intensidad

luminosa). Igualmente, estos tiempos son cortos, generalmente del orden de una

décima de segundo.

Esto hace que el LDR no se pueda utilizar en algunas aplicaciones,

concretamente en aquellas que necesitan de mucha exactitud en cuanto a tiempo

para cambiar de y a exactitud de los valores de la fotorresistencia al estar en los

mismos estados anteriores. Pero hay muchas aplicaciones en las que una

fotorresistencia es muy útil. En casos en que la exactitud de los cambios no es

importante como en los circuitos que veremos en este articulo.

Las primer figura nos muestra el símbolo utilizado para representar las LDR

en los esquemas electrónicos, aunque a veces pueden ser ligeramente diferentes

pero siempre tomando como base el símbolo de una resistencia común con

alguna(s) flecha(s) que simbolizan la incidencia de la luz. La figura siguiente es

una imagen de uno de los tipos de LDR que existen en el mercado.

Figura No. 1.2 Símbolo del LDR.

25

Figura No. 1.2.1 Un formato posible para el LDR.

1.1.3 DIODO

Figura No. 1.3 Tipos de diodos de estado solido.

Un diodo (del griego: dos caminos) es un dispositivo semiconductor que permite el

paso de la corriente eléctrica en una única dirección con características similares a

un interruptor. De forma simplificada, la curva característica de un diodo (I-V)

consta de dos regiones: por debajo de cierta diferencia de potencial, se comporta

como un circuito abierto (no conduce), y por encima de ella como un circuito

cerrado con una resistencia eléctrica muy pequeña.

1.1.3.1 DIODO PN O UNIÓN PN

Los diodos pn, son uniones de dos materiales semiconductores extrínsecos tipos p

y n, por lo que también reciben la denominación de unión pn. Hay que destacar

26

que ninguno de los dos cristales por separado tiene carga eléctrica, ya que en

cada cristal, el número de electrones y protones es el mismo, de lo que podemos

decir que los dos cristales, tanto el p como el n, son neutros. (Su carga neta es 0).

Figura No. 1.3.1 Formación de la zona de carga espacial.

Al unir ambos cristales, se manifiesta una difusión de electrones del cristal n

al p (Je).

Al establecerse estas corrientes aparecen cargas fijas en una zona a ambos

lados de la unión, zona que recibe diferentes denominaciones como zona de carga

espacial, de agotamiento, de deplexión, de vaciado, etc.

A medida que progresa el proceso de difusión, la zona de carga espacial va

incrementando su anchura profundizando en los cristales a ambos lados de la

unión. Sin embargo, la acumulación de iones positivos en la zona n y de iones

negativos en la zona p, crea un campo eléctrico (E) que actuará sobre los

27

electrones libres de la zona n con una determinada fuerza de desplazamiento, que

se opondrá a la corriente de electrones y terminará deteniéndolos.

Este campo eléctrico es equivalente a decir que aparece una diferencia de

tensión entre las zonas p y n. Esta diferencia de potencial (VD) es de 0,7 V en el

caso del silicio y 0,3 V si los cristales son de germanio.

La anchura de la zona de carga espacial una vez alcanzado el equilibrio,

suele ser del orden de 0,5 micras pero cuando uno de los cristales está mucho

más dopado que el otro, la zona de carga espacial es mucho mayor.

A (p) C ó K (n)

Figura No. 1.3.2 Representación simbólica del diodo pn.

Cuando se somete al diodo a una diferencia de tensión externa, se dice que

el diodo está polarizado, pudiendo ser la polarización directa o inversa.

1.1.3.2 POLARIZACIÓN DIRECTA DE UN DIODO

Figura No. 1.3.3 Representación de la polarización directa de un diodo.

28

En este caso, la batería disminuye la barrera de potencial de la zona de carga espacial,

permitiendo el paso de la corriente de electrones a través de la unión; es decir, el diodo

polarizado directamente conduce la electricidad.

Para que un diodo esté polarizado directamente, se debe conectar el polo

positivo de la batería al ánodo del diodo y el polo negativo al cátodo. En estas

condiciones podemos observar que:

El polo positivo de la batería repele los electrones libres del cristal n, con lo

que estos electrones se dirigen hacia la unión p-n.

El polo negativo de la batería atrae a los electrones de valencia del cristal p,

esto es equivalente a decir que empuja a los huecos hacia la unión p-n.

Cuando la diferencia de potencial entre los bornes de la batería es mayor

que la diferencia de potencial en la zona de carga espacial, los electrones

libres del cristal n, adquieren la energía suficiente para saltar a los huecos

del cristal p, los cuales previamente se han desplazado hacia la unión p-n.

Una vez que un electrón libre de la zona n salta a la zona p atravesando la

zona de carga espacial, cae en uno de los múltiples huecos de la zona p

convirtiéndose en electrón de valencia. Una vez ocurrido esto el electrón es

atraído por el polo positivo de la batería y se desplaza de átomo en átomo

hasta llegar al final del cristal p, desde el cual se introduce en el hilo

conductor y no llega hasta la batería.

29

1.1.3.3 POLARIZACIÓN INVERSA DE UN DIODO

Figura No. 1.3.4 Representación de la polarización inversa de un diodo.

En este caso, el polo negativo de la batería se conecta a la zona p y el polo

positivo a la zona n, lo que hace aumentar la zona de carga espacial, y la tensión

en dicha zona hasta que se alcanza el valor de la tensión de la batería, tal y como

se explica a continuación:

El polo positivo de la batería atrae a los electrones libres de la zona n, los

cuales salen del cristal n y se introducen en el conductor dentro del cual se

desplazan hasta llegar a la batería. A medida que los electrones libres

abandonan la zona n, los átomos pentavalentes que antes eran neutros, al

verse desprendidos de su electrón en el orbital de conducción, adquieren

estabilidad (8 electrones en la capa de valencia, ver semiconductor y

átomo) y una carga eléctrica neta de +1, con lo que se convierten en iones

positivos.

El polo negativo de la batería cede electrones libres a los átomos trivalentes

de la zona p. Recordemos que estos átomos sólo tienen 3 electrones de

valencia, con lo que una vez que han formado los enlaces covalentes con

los átomos de silicio, tienen solamente 7 electrones de valencia, siendo el

electrón que falta el denominado hueco. El caso es que cuando los

electrones libres cedidos por la batería entran en la zona p, caen dentro de

estos huecos con lo que los átomos trivalentes adquieren estabilidad (8

30

electrones en su orbital de valencia) y una carga eléctrica neta de -1,

convirtiéndose así en iones negativos.

1.1.4 MOTOR DE CORRIENTE CONTINUA

Un motor eléctrico de Corriente Continua es esencialmente una máquina que

convierte energía eléctrica en movimiento o trabajo mecánico, a través de medios

electromagnéticos.

1.1.4.1 FUNDAMENTOS DE OPERACIÓN DE LOS MOTORES

ELÉCTRICOS

En magnetismo se conoce la existencia de dos polos: polo norte (N) y polo sur (S),

que son las regiones donde se concentran las líneas de fuerza de un imán. Un

motor para funcionar se vale de las fuerzas de atracción y repulsión que existen

entre los polos. De acuerdo con esto, todo motor tiene que estar formado con

polos alternados entre el estator y el rotor, ya que los polos magnéticos iguales se

repelen, y polos magnéticos diferentes se atraen, produciendo así el movimiento

de rotación.

Figura No. 1.4 Representación de los polos magnéticos para un motor de cd.

31

Un motor eléctrico opera primordialmente en base a dos principios: El de

inducción, descubierto por Michael Faraday en 1831; que señala, que si un

conductor se mueve a través de un campo magnético o está situado en las

proximidades de otro conductor por el que circula una corriente de intensidad

variable, se induce una corriente eléctrica en el primer conductor. Y el principio

que André Ampére observo en 1820, en el que establece: que si una corriente

pasa a través de un conductor situado en el interior de un campo magnético, éste

ejerce una fuerza mecánica o f.e.m. (fuerza electromotriz), sobre el conductor.

El movimiento giratorio de los motores de C.C. se basa en el empuje derivado de

la repulsión y atracción entre polos magnéticos. Creando campos constantes

convenientemente orientados en estator y rotor, se origina un par de fuerzas que

obliga a que la armadura (también le llamamos así al rotor) gire buscando "como

loca" la posición de equilibrio.

Figura No. 1.4.1 Conexiones interna de un motor de cd.

Gracias a un juego de conexiones entre unos conductores estáticos,

llamados escobillas, y las bobinas que lleva el rotor, los campos magnéticos que

produce la armadura cambian a medida que ésta gira, para que el par de fuerzas

que la mueve se mantenga siempre vivo.

32

1.1.4.2 LOS MOTORES DE CORRIENTE DIRECTA PUEDEN SER

DE TRES TIPOS:

SERIE

PARALELO

COMPOUND

MOTOR SERIE: es un tipo de motor eléctrico de corriente continua en el

cual el devanado de campo (campo magnético principal) se conecta en serie con

la armadura. Este devanado está hecho con un alambre grueso porque tendrá que

soportar la corriente total de la armadura.

Figura No. 1.4.2 Circuito de un motor de cd en serie.

MOTOR SHUNT O MOTOR PARALELO: es un motor de corriente continua

cuyo bobinado inductor principal está conectado en derivación con el circuito

formado por los bobinados inducidos e inductor auxiliar.

Figura No. 1.4.3 Circuito de un motor de cd en paralelo.

33

MOTOR COMPOUND: es un motor de corriente continua cuya excitación

es originada por dos bobinados inductores independientes; uno dispuesto en serie

con el bobinado inducido y otro conectado en derivación con el circuito formado

por los bobinados inducido, inductor serie e inductor auxiliar.

Figura No. 1.4.4 Circuito de un motor de cd en coumpount.

1.1.4.3 LAS PARTES FUNDAMENTALES DE UN MOTOR DE

CORRIENTE CONTINUA SON:

ESTATOR: Es el que crea el campo magnético fijo, al que le llamamos

Excitación. En los motores pequeños se consigue con imanes permanentes.

Cada vez se construyen imanes más potentes, y como consecuencia aparecen

en el mercado motores de excitación permanente, mayores.

Figura No. 1.4.5 Estator de un motor de cd.

34

ROTOR: También llamado armadura. Lleva las bobinas cuyo campo crea, junto

al del estator, el par de fuerzas que le hace girar.

Figura No. 1.4.6 Rotor de un motor de cd.

ESCOBILLAS: Normalmente son dos tacos de grafito que hacen contacto con

las bobinas del rotor. A medida que éste gira, la conexión se conmuta entre

unas y otras bobinas, y debido a ello se producen chispas que generan calor.

Las escobillas se fabrican normalmente de grafito, y su nombre se debe a que

los primeros motores llevaban en su lugar unos paquetes hechos con alambres

de cobre dispuestos de manera que al girar el rotor "barrían", como pequeñas

escobas, la superficie sobre la que tenían que hacer contacto.

COLECTOR: Los contactos entre escobillas y bobinas del rotor se llevan a

cabo intercalando una corona de cobre partida en sectores. El colector consta a

su vez de dos partes básicas:

DELGAS: Son los sectores circulares, aislados entre sí, que tocan con las

escobillas y a su vez están soldados a los extremos de los conductores que

conforman las bobinas del rotor.

MICAS: Son láminas delgadas del mismo material, intercaladas entre las

delgas de manera que el conjunto forma una masa compacta y mecánicamente

robusta.

Figura No. 1.4.7 Micas de un motor de cd.

35

Visto el fundamento por el que se mueven los motores de C.C., es facil

intuir que la velocidad que alcanzan éstos dependen en gran medida del equilibrio

entre el par motor en el rotor y el par antagonista que presenta la resistencia

mecánica en el eje.

1.1.5 PIC S

A continuación se presenta los pic s que se van a utilizar en este proyecto lo cual

se encuentran entre la gama alta de pic s.

- PIC PIC16F628A

18-pin Flash-Based, 8-Bit CMOS Microcontrolador.

36

Figura No. 1.5 Descripción de los pin del PIC PIC16F628A.

37

- PIC 16F877A

28/40/44-Pin Enhanced Flash Microcontrollers

Figura No. 1.5.1 Descripción de los pin del PIC PIC16F877A.

38

- PIC 18F4550 (PIC USB)

40-Pin High-Performance, Enhanced Flash USB Microcontrollers

Figura No. 1.5.2 Descripción de los pin del PIC PIC18F4550.

1.1.6 CNY70 (SENSOR SIGUE LINEAS)

Sensor óptico reflectivo con transistor de salida.El detector consiste de un fototransistor.

Figura No. 1.6 Sensor sigue líneas.

39

1.1.7 PUENTE L293B (DRIVER PARA MOTORES)

Figura No. 1.7 Descripción del pin de L293B.

Tabla No. 1.1 Tabla de funciones para cada uno de los driver

40

1.1.8 7414 (COMPUERTA INVERSORA DE HISTERESIS)

Figura No. 1.8 Diagrama de conexión.

Tabla No. 1.2 Tabla de funciones.

41

1.1.9 CRISTAL DE CUARZO

Oscilador de cristal de cuarzo a continuación se muestra algunas especificaciones

de los cristales.

Figura No. 1.9 Oscilador de cristal de cuarzo.

Tabla No. 1.3 Especificaciones de algunos cristales de cuarzo.

42

1.2 METODOLOGÍA A UTILIZAR

La metodología aplicada en la robótica educativa tiene como planteamiento la

generación de ambientes de aprendizaje basados fundamentalmente en el trabajo

de proyectos, en donde los estudiantes desarrollan su creatividad e ideas para

resolver problemas con la implementación de un robot. De esta manera cuando

los participantes construyen sus robots en el mundo externo, paralelamente

construyen conocimiento en sus mentes. Este nuevo conocimiento entonces

permite construir cosas más complejas en el mundo externo, lo que genera más

conocimiento, y así sucesivamente en un ciclo autoreforzante. Lo anterior rompe el

esquema convencional de trabajo, principalmente en los niveles básicos de

educación, de primero memorizar el contenido y después recitarlo para su

evaluación.

El diseño de robots involucra claramente una actividad cognitiva en los

estudiantes, a partir de la abstracción del problema para la búsqueda de

soluciones, que contribuye al desarrollo del pensamiento crítico y de la innovación

a nivel individual y colectivo. El planteamiento de una estrategia para la

construcción del robot dispone a los alumnos a emplear el método científico desde

la generación de soluciones y hasta la evaluación de éstas mediante la

experimentación del robot. El compartir experiencias, negociar y manejar los

recursos fortalece las habilidades en el orden individual y las relaciones

interpersonales de quienes participan en el desarrollo del robot. Asimismo, puesta

en operación del mecanismo robótico estimula la crítica constructiva y análisis. La

elaboración e implementación de un robot integra una serie de actividades

Impacto socioeconómico interdisciplinarias que permiten reforzar los conceptos

adquiridos en el salón de clases, así como para asimilar nuevos conceptos de

diversas áreas del conocimiento: Matemáticas, física, ingeniería, biología,

electrónica y programación, entre otras.

43

1.3 CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES PROPUESTAS

CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES

ACTIVIDADAGOST

O

SEPTIEMB

RE

OCTUBR

E

NOVIEMB

RE

DICIEMB

RE

ELABORACIÓN

DEL

ANTEPROYECT

O

X

BÚSQUEDA DE

REFERENCIAS

DOCUMENTALE

S

X

LECTURAS DE

DOCUMENTOSX

OBTENCIÓN DE

LOS

MATERIALES A

UTILIZAR

X

ARMADO EN

PROTOBOARD

DEL

PROTOTIPO

X

ORGANIZACIÓN

Y ANÁLISIS DE

LOS

RESULTADOS

X

REDACCIÓN

DEL

BORRADOR

X

44

DEL PROYECTO

PRESENTACIÓ

N DEL

PROYECTO

X

Tabla No. 1.4 Cronograma de actividades.

II UNIDAD

DISEÑO ROBÓTICA EDUCATIVA

45

2.1 ROBOTICA EDUCATIVA

Diseño e implementación de robótica educativa en alumnos de educación básica

con la utilización de materiales reciclados, para no contaminar el medio ambiente.

2.1.1 ANTECEDENTES

Algunas de las investigaciones realizadas en el área de la ciencia y tecnología han

identificado algunos medios de aprendizaje que puedan ofrecer mejores

oportunidades para el desarrollo de habilidades cognitivas, también se ha

demostrado que el descubrimiento personal del alumno a través de un proceso

continuo de construcción del conocimiento resulta más eficaz que la enseñanza

tradicional que cualquier objeto de estudio, como las matemáticas o la informática.

Las nuevas propuestas en educación se orientan a la creación o aprehensión del

conocimiento y no solamente a su recepción.

En trabajos de investigación se ha establecido una serie de propuestas, con

un modelo pedagógico que favoreciera la construcción del conocimiento a través

de la nueva tecnología; lo que haría necesaria, una estrategia educativa, que diera

énfasis en el desarrollo de habilidades para el alumno.

En estos años muchos investigadores, de diversos países, crearon una

nueva disciplina, a la que le nombraron Robótica Educativa, con la finalidad de

que los alumnos pudieran adquirir una gran variedad de conocimientos apoyada

en ella. Actualmente se ha convertido en una disciplina central de estudio,

buscando la integración de teorías y de un nuevo ambiente de trabajo, sin

embargo, a pesar de la importancia de este campo, en México se han desarrollado

pocos trabajos relacionados con él.

Existen grandes diferencias y contradicciones con respecto a su

incorporación en el aula de clase. Esto se ha sustentado en la afirmación de que

no existen teorías completas que orienten este tipo de práctica educativa.

46

Pero se tiene pensado que la presencia de tecnología en el aula de clase,

busque prever ambientes de aprendizaje interdisciplinarios donde los alumnos

adquieran destrezas para estructurar investigaciones y resolver problemas

concretos, forjando personas con capacidad para desarrollar nuevas habilidades.

Algunos autores han considerado la robótica pedagógica como un paso más

allá de la informática educativa tradicional, en este sentido se empezaron a

explorar los modelos pedagógicos que se aplican en informática educativa y con

base en ellos, se esperaba diseñar un modelo que impulsara el uso de la robótica

educativa en el aula de clase.

La robótica educativa surge en respuesta a estas nuevas ideas educativas

como un área en la que el alumno, primordialmente, conozca la ciencia desde la

tecnología a partir del diseño, la elaboración y operación de objetos tecnológicos.

Este trabajo de investigación busca la innovación de un nuevo ambiente de

aprendizaje basado en robótica pedagógica y de su implementación a nivel basico

y analizando su impacto con la variable dependiente de una enseñanza

metodología.

Se puede decir en consecuencia que difícilmente se podría intentar construir

un modelo pedagógico y mucho menos un modelo teórico propio, que oriente con

claridad la forma de diseñar, disponer y llevar a la práctica un proceso de

enseñanza y aprendizaje, caracterizado por el uso de nuevas tecnologías o por el

uso de interfaces electrónicas y materiales tecnológicos que hacen parte del

trabajo con robótica pedagógica.

En esta área se pretende “enseñar” a los alumnos los conceptos

principalmente de matemáticas, electrónica y un lenguaje de programación, entre

otras materias, utilizando herramientas que resulten interesantes para los alumnos

y que faciliten el aprendizaje.

47

La robótica educativa tiene como propuesta básica, la creación y utilización

de prototipos didácticos que pueden ser herramientas lúdicas, tecnológicas o

ambas, donde el uso de motores, interfaces y su interconexión con la

computadora a través de un programa de control, desarrollados por los alumnos,

sean tareas fundamentales.

La robótica pedagógica tiende a establecer puentes entre la acelerada

tecnología y los entornos en que los alumnos actúan, esperando así que las

respuestas que se den en educación determinen un paradigma humanista donde

el enseñar y aprender sea un arte.

2.1.2 MATERIALES UTILIZADOS EN LA ROBÓTICA EDUCATIVA

En entornos de robótica educativa y de ocio se utilizan con frecuencia unos

dispositivos denominados interfaces de control, o más coloquialmente

controladoras,[2] cuya misión es reunir en un solo elemento todos los sistemas de

conversión y acondicionamiento que necesita un ordenador personal PC para

actuar como cerebro de un sistema de control automático o de un robot. Las

interfaces de control se podrían así definir como placas multifunción de E/S

(entrada/salida) en configuración externa (es decir, no son placas instalables en

ninguna bahía de expansión del PC), que se conectan con el PC mediante alguno

de los puertos de comunicaciones propios del mismo (paralelo, serie o USB,

generalmente) y sirven de interfaz entre el mismo y los sensores y actuadores de

un sistema de control. Las interfaces proporcionan, de forma general, una o varias

de las siguientes funciones:

* Entradas analógicas, que convierten niveles analógicos de voltaje o de

corriente en información digital procesable por el ordenador. A este tipo de

entradas se pueden conectar distintos sensores analógicos, como por ejemplo una

LDR (resistencia dependiente de la luz).

48

* Salidas analógicas, que convierten la información digital en corriente o voltaje

analógicos de forma que el ordenador pueda controlar sucesos del "mundo real".

Su principal misión es la de excitar distintos actuadores del equipamiento de

control: válvulas, motores, servomecanismos, etc.

* entradas y salidas digitales, usadas en aplicaciones donde el sistema de

control sólo necesita discriminar el estado de una magnitud digital (por ejemplo, un

sensor de contacto) y decidir la actuación o no de un elemento en un determinado

proceso, por ejemplo, la activación/desactivación de una electroválvula.

* Recuento y temporización, algunas tarjetas incluyen este tipo de circuitos que

resultan útiles en el recuento de sucesos, la medida de frecuencia y amplitud de

pulsos, la generación de señales y pulsos de onda cuadrada, y para la captación

de señales en el momento preciso.

Algunas de las interfaces de control más avanzadas cuentan, además de con la

electrónica precisa para el acondicionamiento y la conversión de las señales, con

sus propios microprocesador y memoria. Así, son capaces hasta de almacenar

pequeños programas de control transmitidos desde un PC que luego pueden

ejecutar independientemente de su conexión a éste. Algunas de ellas disponen

también de bibliotecas de programación de las E/S para permitir su utilización con

distintos lenguajes de propósito general, entre ellos, LOGO, BASIC y C. Existen

varios modelos comerciales, entre los que se pueden mencionar:

* Interfaz FlowGo, de Data Harvest

* Interfaz ROBO TX Controller de fischertechnik

* Ladrillo RCX, de Lego

* Interfaz Enconor, de Enconor Tecnología Educativa

* Robot Programable Moway, de Minirobots

49

* Sistema constructivo Multiplo, de RobotGroup

* Kits educativos y contenidos Robo-Ed [1]

A continuación se cita la lista de materiales a utilizar para la elaboración del

robot educativo.

SERVO MOTOR

PIC 16F628A

PIC 16F877A

LDR

CNY70 (SENSOR DE SIGUE LINEAS)

DIODOS

PUENTE L293B (DRIVER PARA MOTORES)

7414 (COMPUERTA INVERSORA DE HISTERESIS)

MOTOR CD

PIC 18F4550 (PIC USB)

TRANSMISOR LAIPAC

LED

BOTON

RESISTENCIA

CRISTAL y 4 CD’S

50

2.1.3 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Una problemática que se ha observado en el nivel medio superior en educación,

se encuentra en el hecho de que a los alumnos se les pide en un primer momento

memorizar el contenido de las materias que se cubren en los programas

escolares, y en un segundo momento recitarlos con fines de evaluación.

Existe una ruptura en el desarrollo cognitivo de los jóvenes, determinada por

un lado, por la ausencia de la relación entre la utilización y el significado de los

conceptos apropiadas a las situaciones que viven cotidianamente los alumnos, y

por otro lado, por la forma de enseñanza que reciben.

Podemos decir por lo general, que en la enseñanza tradicional de la ciencia

como el de la tecnología, se basa esencialmente en un conocimiento o en una

experiencia teórica del alumno, y muy poco en su experiencia práctica.

Si se hace una pequeña reflexión de la enseñanza de las materias como es

el caso de las Matemáticas, la Física, la Química y la Biología por mencionar

algunas, podemos ver que no se ha respondido eficazmente a las expectativas

generadas sobre el aprendizaje de estas disciplinas, mucho menos sobre el

interés que pudieran despertar éstas en los alumnos.

En el área de la robótica educativa se pretende enseñar a los alumnos los

conceptos aplicados de las Matemáticas, de la Física, entre otras materias,

utilizando para esto herramientas que resulten interesantes para los alumnos y

que faciliten el aprendizaje. A través de la robótica pedagógica, la transición es

más suave, puesto que existirá un medioambiente concreto, en donde el alumno

planifica, ejecuta acciones reales, las controla, verifica y comete errores, como

parte de su aprendizaje.

51

2.1.4 HIPÓTESIS

La robótica educativa como estrategia educativa, propiciará el fortalecimiento en

los procesos de aprendizaje de los alumnos en el nivel básico y medio superior.

2.1.5 OBJETIVO

Diseñar e implementar una manera de poder mejorar el aprendizaje de los

alumnos mediante la utilización de la robótica educativa.

- Objetivo general

Demostrar que la incorporación de la robótica pedagógica en educación a nivel

medio superior, favorecerá los procesos de aprendizaje de los alumnos y desperté

el interés sobre el estudio en el campo de la ciencia y tecnología.

- Objetivos particulares

Identificar en que área del conocimiento puede beneficiar la implementación

de la robótica pedagógica en el nivel medio superior.

Desarrollar una metodología apropiada a la robótica pedagógica para su

aplicación e incorporación en el aula de clases.

Demostrar que la incorporación de la robótica pedagógica fortalecerá los

procesos de aprendizaje del alumno del nivel medio superior.

52

2.1.6 JUSTIFICACIÓN

La Robótica educativa se ha desarrollado como una perspectiva de acercamiento

a la solución de problemas derivados de distintas aéreas del conocimiento como

las matemáticas, las ciencias naturales, la tecnología, entre otras, numerosos

intentos didácticos se han realizado para dar cuenta de los procesos que facilitan

la apropiación cognitiva, pero pocos se han inspirado en los trabajos de la

epistemología y de la psicología educativa.

Estas han brindado diferentes posibilidades poco exploradas por otras

corrientes pedagógicas. La robótica pedagógica se fundamenta en las ideas

principales que están a la base de la epistemología y de otras teorías

conceptuales y de didácticas especiales.

La robótica educativa privilegia el aprendizaje inductivo y por descubrimiento

guiado, la inducción y el descubrimiento guiado se aseguran en la medida en que

se diseñan y se experimentan las mismas situaciones didácticas constructivistas

que permitan a los alumnos construir sus propios conocimientos.

La aplicación de esta disciplina tiene como objetivo el explotar lo atractivo

que resulta para los alumnos la idea de "aprender jugando". Esta es el área en la

cual los investigadores se han enfocado con mayor interés.

La introducción de cualquier modo educativo en un sistema de enseñanza,

en este caso la computadora, no es garantía para mejorar la calidad de la

enseñanza.

Un sistema educativo es muy complejo y su eficacia dependerá de muchos

factores, tales como el medio ambiente educativo, las metodologías utilizadas (de

lo concreto a lo abstracto, de lo general a lo particular, a partir de proyectos

personales o grupales, etc.); de la filosofía de aprendizaje utilizada (estructurales,

globales, etc.); y de las diversas teorías pedagógicas.

53

Esto quiere decir que la simple introducción de un nuevo medio educativo en

la enseñanza no ayudará en nada a elevar la calidad de ésta si se continua

enseñando las mismas cosas, siempre, de la misma manera.

2.1.7 DELIMITACIONES

Una de las limitantes que dificultan el desarrollo de este trabajo, es el factor

económico, debido a los altos costos de los materiales; de un espacio apropiado

para la aplicación e implementación del taller de robótica educativa.

Delimitación Conceptual:

Robótica educativa: Es la actividad de concepción, creación y puesta en

funcionamiento, con fines pedagógicos, de objetos tecnológicos que son

reproducciones reducidas muy fieles y significativas de los procesos y

herramientas robóticos que son usados cotidianamente, sobre todo, en el medio

industrial.

Delimitación Temporal: Este trabajo se realizo en el ciclo escolar agosto-diciembre

2010.

Delimitación Espacial:

El trabajo se desarrolla en el Instituto Tecnológico de Salina Cruz.

54

2.1.8 IMPACTO ÉTICO, SOCIAL, TECNOLÓGICO, ECONÓMICO Y

AMBIENTAL

Impacto ético

Existe la preocupación de que los robots puedan desplazar o competir con los

humanos. Las leyes o reglas que pudieran o debieran ser aplicadas a los robots u

otros “entes autónomos” en cooperación o competencia con humanos si algún día

se logra alcanzar la tecnología suficiente como para hacerlos inteligentes y

conscientes de sí mismos, han estimulado las investigaciones macroeconómicas

de este tipo de competencia, notablemente construido por Alessandro Acquisti

basándose en un trabajo anterior de John von Neumann.

Actualmente, no es posible aplicar las Tres leyes de la robótica, dado que

los robots no tienen capacidad para comprender su significado, evaluar las

situaciones de riesgo tanto para los humanos como para ellos mismos o resolver

los conflictos que se podrían dar entre estas leyes.

Entender y aplicar lo anteriormente expuesto requeriría verdadera

inteligencia y consciencia del medio circundante, así como de sí mismo, por parte

del robot, algo que a pesar de los grandes avances tecnológicos de la era

moderna no se ha alcanzado.

Impacto social

La robótica está avanzando rápidamente y se están instalando muchos más robots

que nunca en las empresas europeas. En el futuro, nuestros hogares y lugares de

trabajo estarán caracterizados por los sistemas automatizados y de robótica que

formarán parte de nuestro trabajo y vida cotidianos; además los robots realizarán

muchas tareas en el sector de servicios así como en el de producción.

55

Los robots de servicio se están uniendo a los robots industriales, con más

de 5.000 que están ya en funcionamiento a nivel mundial. A pesar de que hay aún

importantes problemas tecnológicos que deben ser resueltos para desarrollar

robots inteligentes y autónomos, tales como la navegación en ambientes abiertos,

ya está claro que la difusión de los robots de servicio tendrá un impacto en el

empleo, las condiciones de trabajo y la estructura y organización de las empresas.

La expansión simultánea en los próximos años de la robótica industrial y de

servicios en la UE puede tener efectos muy significativos tanto en el mercado de

trabajo como en otros aspectos de la vida cotidiana.

Impacto tecnológico

La propuesta es incluir a la robótica educativa como una herramienta pedagógica

en los programas educativos para fortalecer y complementar la educación

informativa, al mismo tiempo que se fomenta el interés en los niños, niñas y

jóvenes por las ciencias, el desarrollo tecnológico e innovación de una manera

pragmática y divertida.

El impacto tecnológico de esta propuesta tiene a las empresas de integrar

conocimiento innovador y generar tecnología propia en el desarrollo de sistemas

robóticos como instrumentos educativos que coadyuven a las y los usuarios a

mejorar calidad de vida, así como el desarrollo de sus comunidades.

Impacto económico

La robótica como área de conocimiento nueva requiere del respaldo financiero y

académico a largo plazo. Probablemente si deseáramos reunir el conocimiento e

información necesarios para comprender plenamente sus campos de acción, es

probable que alcance la magnitud de una ingeniería. Por esa razón, las

56

experiencias con estudiantes o educadores no pueden ser cortas y esporádicas,

sino sostenidas y continuas. Cuando los proyectos educativos nacen bajo el

respaldo y acogida de programas que se ha consolidado, se tiene la ventaja que

también pernean los proyectos educativos que inician y probablemente éstos,

tienen mejores oportunidades de consolidarse, sobre aquellos que se gestan en

procesos o programas de corto plazo.

Si no se cuenta con un respaldo financiero y administrativo de largo plazo,

estaríamos confinados a mostrar solo un grano de mostaza en un campo de

conocimiento inmenso que está por descubrirse. Lo que se quiere decir es que

todo proyecto educativo que se geste, debe considerar desde sus inicios los

medios para la sostenibilidad que le darán el respaldo financiero y administrativo

en un tiempo razonable. De lo contrario no hay forma de lograr los alcances ni la

incidencia esperada en la población. Todo proceso educativo que busca una

formación particular en sus individuos requiere tiempo para concretarse.

Impacto Ambiental

El impacto medio ambiental que se produce en la robótica, si bien no se produce

en la robótica en si sino es en el trabajo para crear en artefacto que

posteriormente será robotizado. Ejemplo: para construir un brazo mecánico se

necesita fundir un metal y con eso se produce una contaminación atmosférico o

medio ambiental, para la construcción de otro artefacto de plástico, cuando sobren

las piezas restantes las partes q no se ocupen se botaran a la basura, esto

también sería una contaminación para el medio ambiente.

2.1.9 METODOLOGÍA A UTILIZAR

La programación empleada en Robótica puede tener un carácter explícito, en el

que el operador es el responsable de las acciones de control y de las instrucciones

adecuadas que las implementan, o estar basada en la modelación del mundo

57

exterior, cuando se describe la tarea y el entorno y el propio sistema toma las

decisiones.

La programación explícita consta de dos técnicas fundamentales:

1. Programación Gestual.

2. Programación Textual.

Los lenguajes de programación textual se encuadran en varios niveles,

según se realice la descripción del trabajo del robot. Se relacionan a continuación,

en orden creciente de complejidad:

1. Lenguajes elementales, que controlan directamente el movimiento de las

articulaciones del manipulador

2. Lenguajes dirigidos a posicionar el elemento terminal del manipulador.

3. Lenguajes orientados hacia el objeto sobre el que opera el sistema.

4. Lenguajes enfocados a la tarea que realiza el robot.

Se utilizo el programador pic pro, pic basic, tanto como el simulador proteos, se

presentara el código que se utilizara para la implementación del proyecto.

Código para los servos del robot educativo

disminuir1 var portb.1

incrementar2 var portb.2

disminuir2 var portb.3

incrementar3 var portb.4

58

disminuir3 var portb.5

incrementar4 var portb.6

disminuir4 var portb.7

x var byte

y var byte

z var byte

w var byte

trisb=%11111111

porta=0

trisa=0

x=50

y=50

z=50

w=50

inicio:

pulsout servo1,x

pulsout servo2,y

pulsout servo3,z

pulsout servo4,w

59

gosub timer

goto inicio

timer:

if incrementar1=1 then gosub mas1

if disminuir1=1 then gosub menos1

if incrementar2=1 then gosub mas2

if disminuir2=1 then gosub menos2

if incrementar3=1 then gosub mas3

if disminuir3=1 then gosub menos3

if incrementar4=1 then gosub mas4

if disminuir4=1 then gosub menos4

return

mas1:

pause 10

x=x+1

if x>250 then x=250

return

menos1:

60

pause 10

x=x-1

if x<50 then x=50

return

mas2:

pause 10

y=y+1

if y>250 then y=250

return

menos2:

pause 10

y=y-1

if y<50 then y=50

return

mas3:

pause 10

z=z+1

if z>200 then z=200

return

61

menos3:

pause 10

z=z-1

if z<50 then z=50

return

mas4:

pause 10

w=w+1

if w>200 then w=200

return

menos4:

pause 10

w=w-1

if w<50 then w=50

return

end

Código para el sensor de luz

trisa=15

trisb=0

62

cmcon=7

symbol ldr1=porta.0

symbol ldr2=porta.1

sigueluz:

if ldr1=0 and ldr2=1 then

portb=5

pause 100

portb=133

pause 100

endif

if ldr1=1 and ldr2=0 then

portb=24

pause 100

portb=88

pause 100

endif

if ldr1=1 and ldr2=1 then portb=0

if ldr1=0 and ldr2=0 then

portb=29

63

pause 100

portb=221

pause 100

endif

goto sigueluz

end

Código para el sensor de líneas

trisa=15

trisb=0

cmcon=7

symbol ldr1=porta.0

symbol ldr2=porta.1

siguelinea:

if ldr1=0 and ldr2=1 then

portb=5

pause 100

portb=133

pause 100

endif

64

if ldr1=1 and ldr2=0 then

portb=24

pause 100

portb=88

pause 100

endif

if ldr1=1 and ldr2=1 then portb=0

if ldr1=0 and ldr2=0 then

portb=29

pause 100

portb=221

pause 100

endif

goto siguelinea

end

65

Simulación en proteos

Figura No. 2.1 Simulación de los servos en proteos.

Figura No. 2.1.2 Simulación del sigue líneas, que es igual sigue luz, en proteos.

66

2.1.10 CRONOGRAMA PROPUESTO

CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES

ACTIVIDADAGOST

O

SEPTIEMB

RE

OCTUBR

E

NOVIEMB

RE

DICIEMB

RE

ELABORACIÓN

DEL

ANTEPROYECT

O

X

BÚSQUEDA DE

REFERENCIAS

DOCUMENTALE

S

X

LECTURAS DE

DOCUMENTOSX

OBTENCIÓN DE

LOS

MATERIALES A

UTILIZAR

X

ARMADO EN

PROTOBOARD

DEL

PROTOTIPO

X

ORGANIZACIÓN

Y ANÁLISIS DE

LOS

RESULTADOS

X

REDACCIÓN

DEL

BORRADOR

DEL PROYECTO

X

67

PRESENTACIÓ

N DEL

PROYECTO

X

Tabla No. 2.1 Cronograma de actividades.

2.1.11 ASEGURAMIENTO TÉCNICO-MATERIAL

El aseguramiento de los materiales a utilizar se logro con éxito, esto con la

utilización del protoboard. Se presenta imágenes sobre la prueba.

Figura No. 2.1.3 Primer armado en el protoboard.

68

Figura No. 2.1.4 Segundo armado del protoboard.

Figura No. 2.1.5 Prototipo en protoboard.

69

2.1.12 FUENTES DE INFORMACIÓN UTILIZADAS

B I B L I O G R A F Í A

Robótica: Control, Detección, Visión e Inteligencia, K.S. FU, R.C González, C.S.G. LEE, McGraw Hill.

Robótica Practica Tecnología y Aplicaciones, José Ma. Angulo, Ed. Paraninfo.

OTRAS FUENTES CONSULTADAS

World Links. Opening a world thorgh learning [en línea] http://www.world-links.org/

[consulta: diciembre 2010].

Proyecto Ciber@prendiz: Aplicaciones del Internet para el Aprendizaje Educativo

[en línea]

http://www.ciberaprendiz.org/es/intro.html

Syr Silvia. (2005) First Lego League Robotics in the Classroom. [en línea]

http://www.techlearning.com/story/showArticle.jhtml?articleID=165700694

[consulta: diciembre 2010].

Federation Robo Cup (2004). What si Rob Cup ?.

http://www.robocup.org/overview/21.html [consulta: diciembre 2010].

70

NASA (2006). Robotics Curriculum Clearinghouse. [en línea]

http://robotics.nasa.gov/rcc/ [consulta: diciembre 2010].

Turkbak F. And Berg R. (2002) Robotic Desig Studio: Exploring the Big Ideas of

Engineering In a Liberal

Arts Environment. [en línea] http://www.wellesley.edu/Physics/Rberg/papers/RDS-

JSET-final.pdf [consulta: diciembre 2010].

}

71

CONCLUSIONES

La robótica educativa es un área de conocimiento nueva que está incursionando

rápidamente en el sector educativo formal universitario como una especialidad de

formación o en el sector de la enseñanza primaria como experiencias o proyectos

educativos que intentan acercar a las poblaciones jóvenes a estos conocimientos.

Como preámbulo a su implantación es necesario tener en cuenta factores

de índole pedagógico, administrativo y técnico. En el campo pedagógico resulta

relevante considerar aspectos de apropiación que se desean promover y la

definición determinación de habilidades que se fortalecen a partir de la

experiencia. Consideraciones sobre el ambiente de aprendizaje, la capacitación de

los educadores y el seguimiento o acompañamiento a los educadores marcan la

diferencia.

En el mercado existen gran variedad de recursos u alternativas tecnologías

con diferentes potencialidades su escogencia dependerá de los desempeños que

busque fortalecer el proyecto educativo.

La gran variedad de lenguajes de programación, tipos de interfaces, y

recursos constructivos está a disposición y con variedad de costos, sin embargo

una buena elección es aquella que considere en primer lugar la población meta a

beneficiar, la cantidad de estudiantes que se atenderá en simultáneo y

periódicamente.

Una buena razón para considerar la robótica como un motor de innovación

en los contextos educativos, está asociada a las posibilidades que brinda para

insertar cambios relevantes en las formas de enseñar y aprender de los estudiante

y la factibilidad que muestra para consolidarse e incorporarse como una práctica

regular y cotidiana en los procesos de enseñanza.

72

Es imposible emprender un proyecto educativo que incluya la robótica como

recurso de aprendizaje para apoyar los procesos de pensamiento y creación, sino

se cuenta con: un marco pedagógico sólido y de fácil comprensión, una

caracterización del ambiente de aprendizaje que detalle las formas de relación

entre las personas y éstas con los recursos, un proceso de capacitación acorde

con la evolución tecnológica y educativa, y un proceso de seguimiento

permanente. Todo con el respaldo político y financiero justo que las poblaciones

infantiles y jóvenes necesitan.

73