EL COCHECITO LERE

BRAZO ROBOT

Antonio Muñoz PancorboDpto. Tecnoogía

Justificación: A petición del alumnado, interesado en el tema, se selecciona esta temática como relevante en la formación de su futuro profesional. Los sistemas de control robotizados serán clave en el incierto mercado laboral del futuro. Ser capaces de resolver problemas y buscar la información adecuada, así como trabajar colaborativamente, será clave en el desarrollo de cualquier faceta de la vida socio-laboral.

UDI - TECNOLOGÍA 4º ESO

ESTADO DE LOS PRODUCTOS

UDI "BRAZO ROBOT" - TEC 4ºESO

¿Cuál es la organziación del trabajo que tenéis que llevar a cabo?. ¿Qué vais a aprender?. ¿Qué metodologías vais a usar?. ¿Haréis trabajo colaborativo?. ¿Qué tipo de recursos usaréis?. LEYENDA:

CRITERIOS DE EVALUACION

ESTÁNDARES DE APRENDIZAJE

OBJETIVOS

OBJETIVOS DE ÁREA QUE SE TRABAJAN EN ESTA UNIDAD:

1. Abordar con autonomía y creatividad, individualmente y en grupo, problemas tecnológicos trabajando de forma ordenada y metódica para estudiar el problema, recopilar y seleccionar información procedente de distintas fuentes, elaborar la documentación pertinente, concebir, diseñar, planificar y construir objetos o sistemas que resuelvan el problema estudiado y evaluar su idoneidad desde distintos puntos de vista.
2. Disponer de destrezas técnicas y conocimientos suficientes para el análisis, intervención, diseño, elaboración y manipulación de forma segura y precisa de materiales, objetos y sistemas tecnológicos.
3. Analizar los objetos y sistemas técnicos para comprender su funcionamiento, conocer sus elementos y las funciones que realizan, aprender la mejor forma de usarlos y controlarlos y entender las condiciones fundamentales que han intervenido en su diseño y construcción.
4. Expresar y comunicar ideas y soluciones técnicas, así como explorar su viabilidad y alcance utilizando los medios tecnológicos, recursos gráficos, la simbología y el vocabulario adecuados.
5. Adoptar actitudes favorables a la resolución de problemas técnicos, desarrollando interés y curiosidad hacia la actividad tecnológica, analizando y valorando críticamente la investigación y el desarrollo tecnológico y su influencia en la sociedad, en el medio ambiente, en la salud y en el bienestar personal y colectivo.
6. Comprender las funciones de los componentes físicos de un ordenador así como su funcionamiento y formas de conectarlos. Manejar con soltura aplicaciones informáticas que permitan buscar, almacenar, organizar, manipular, recuperar y presentar información, empleando de forma habitual las redes de comunicación.
7. Asumir de forma crítica y activa el avance y la aparición de nuevas tecnologías, incorporándolas al quehacer cotidiano.
8. Actuar de forma dialogante, flexible y responsable en el trabajo en equipo, en la búsqueda de soluciones, en la toma de decisiones y en la ejecución de las tareas encomendadas con actitud de respeto, cooperación, tolerancia y solidaridad.

CONTENIDOS

RESULTADOS DE APRENDIZAJE EVALUABLES

TRANSPOSICIÓN DIDÁCTICA

COMPETENCIAS

COMPETENCIAS QUE SE TRABAJAN EN ESTA UNIDAD:

1. COMPETENCIA DIGITAL.
2. COMPETENCIAS SOCIALES Y CÍVICAS.
3. SENTIDO DE LA INICIATIVA Y ESPÍRITU EMPRENDEDOR.
4. CONCIENCIA Y EXPRESIONES CULTURALES.
5. COMPETENCIA MATEMÁTICA Y COMPETENCIAS BÁSICAS EN CIENCIAS Y TECNOLOGÍA.
6. COMPETENCIA EN COMUNICACIÓN LINGÜÍSTICA.
7. COMPETENCIA EN APRENDER A APRENDER.

ESCENARIOS Y RECURSOS

T1

T2

T3

TRANSPOSICIÓN DIDÁCTICA

¿Cuáles son las tareas a realizar en el desarrollo de esta Unidad Diáctica Integrada?.

SISTEMAS DE CONTROL

MONTAJE MECÁNICO

DESARROLLOS FANTEC

Tarea 1 - SISTEMA DE CONTROL.

>¿Qué debes tener en cuenta para poder controla el producto final?

Descripción: Nuestra sociedad futura se va a mover en buena parte por medio de sistemas automáticos y programados. Antes de poner un sistema de este tipo en marcha, debemos hacer multitud de pruebas y prototipar los mismos. Para que unbrazo robot no nos de problemas debemos hacer un trabajo de control previo sobre todos sus sistemas, ahí nos encontramos.

A1.1 - CONTROL ANALÓGICO DE UN SERVOMOTOR.

A1.2 - CONTROL ANALÓGICO DE CUATRO GRADOS DE LIBERTAD.

EJERCICIOS

Ejercicios vinculados a la actividad A1.1 - CONTROL ANALÓGICO DE UN SERVOMOTOR:

• E1.1.1 - Comunicación serie para obtener los valores de un servo usando Arduino.
• E1.1.2 - Ajuste de los valores de un potenciómetro a los válidos de un servo de 180º mediante mapeo.
• E1.1.3 - Montaje de un sistema de control con un potenciómetro y un servo.
• E1.1.4 - Pruebas y ajustes en la programación necesaria para controlar el giro de un motor desde el potenciómetro.

Ejercicios vinculados a la actividad A1.2 - CONTROL ANALÓGICO DE 4 GRADOS DE LIBERTAD:

• E1.2.1 - Estudio de las características de un grado de libertad. ¿Dónde ocurrirá esto en nuestro brazo - robot?.
• E1.2.2 - Búsqueda de información para conseguir mover 2 servos con 2 potenciómetros usando una sola placa de control.
• E1.2.3 - Montaje de los 3 servos y potenciómetros restantes.
• E1.2.4 - Pruebas y ajustes en la programación necesaria para controlar el giro de todos los motores desde sus potenciómetros en el prototipo de control.

Ejercicios vinculados a la actividad A1.3 - AJUSTES DE PROGRAMACIÓN (esta actividad dará fin a la tarea 1 junto con la actividad que da fin a la tarea 2 y como ajuste habrá que volver a llevarla a cabo en la última actividad de la tarea 3):

• E1.3.1 - Montaje del cableado definitivo usando la estructura del brazo motor una vez montado.
• E1.3.2 - Ajuste de la programación a las necesidades reales del hardware brazo robot.

MODELOS DE ENSEÑANZA

Modelos de enseñanza vinculados a la actividad A1.1 - CONTROL ANALÓGICO DE UN SERVOMOTOR:

Modelos de enseñanza vinculados a la actividad A1.2 - CONTROL ANALÓGICO DE 4 GRADOS DE LIBERTAD:

Modelos de enseñanza vinculados a la actividad A1.3 - AJUSTES DE PROGRAMACIÓN :

PROCESOS COGNITIVOS

Los procesos cognitivos que se ponen en marcha en esta actividad A1.1 - CONTROL ANALÓGICO DE UN SERVOMOTOR son:

Los procesos cognitivos que se ponen en marcha en esta actividad A1.2 - CONTROL ANALÓGICO DE 4 GRADOS DE LIBERTAD son:

Los procesos cognitivos que se ponen en marcha en esta actividad A1.3 - AJUSTES DE PROGRAMACIÓN son:

CONTEXTOS

Los contextos o escenarios en los que produce la actividad A1.1 - CONTROL ANALÓGICO DE UN SERVOMOTOR son:

Los contextos o escenarios en los que produce la actividad A1.2 - CONTROL ANALÓGICO DE 4 GRADOS DE LIBERTAD son:

Los contextos o escenarios en los que produce la actividad A1.3 - AJUSTES DE PROGRAMACIÓN son:

PRODUCTOS

Aquí se montarán los prototipos de los sistemas de control de los proyectos "Pepito" y "Nexus": Aquí se puede ver el montaje actual de los 4 servomotores (uno por cada grado de libertad) que se usarán en el brazo robot: En el siguiente vídeo se ve el accionamiento de varios servos desde sus respectivos potenciómetros en las pruebas de prototipado del control, en concreto en el proyecto Nexus.

Esta tarea se desarrollará mediante las siguientes actividades:

A1.3 - AJUSTES DE PROGRAMACIÓN.

Tarea 2 - MONTAJE MECÁNICO

¿Qué debes tener en cuenta para un correcto diseño y montaje estructural en el producto?.

PROCESOS COGNITIVOS

Los procesos cognitivos que se ponen en marcha en esta actividad A2.1 - MONTAJE ESTRUCTURAL son:

Los procesos cognitivos que se ponen en marcha en esta actividad A2.2 - AJUSTES EN DISEÑO E IMPRESIÓN 3D son:

Los procesos cognitivos que se ponen en marcha en esta actividad A2.3 - ACOPLAMIENTO DE MÓDULOS MOTOR son:

CONTEXTOS

Los contextos o escenarios en los que produce la actividad A2.1 - MONTAJE ESTRUCTURAL son:

Los contextos o escenarios en los que produce la actividad A2.2 -AJUSTES EN DISEÑO E IMPRESIÓN 3D son:

Los contextos o escenarios en los que produce la actividad A2.3 - ACOPLAMIENTO DE MÓDULOS MOTOR son:

PRODUCTOS

Proyecto Nexus: uno de los brazos robot montados y programados.

Descripción: una vez seleccionado el brazo robot que vamos a montar e impresos todos sus componentes mecácnicos, nos podemos encontrar con diversos problemas que nos soliciten ajustar todas las instrucciones de montaje que teníamos en mente. Será ahora cuando tendremos que resolver de forma autónoma los innumerables problemas que se nos van a presentar.

A2.1 - MONTAJE ESTRUCTURAL.

A2.2 - AJUSTES EN DISEÑO E IMPRESIÓN 3D.

Esta tarea se desarrollará mediante las siguientes actividades:

MODELOS DE ENSEÑANZA

Modelos de enseñanza vinculados a la actividad A2.1 - MONTAJE ESTRUCTURAL:

Modelos de enseñanza vinculados a la actividad A2.2 - AJUSTES EN DISEÑO E IMPRESIÓN 3D:

Modelos de enseñanza vinculados a la actividad A2.3 - ACOPLAMIENTO DE MÓDULOS MOTOR:

EJERCICIOS

Ejercicios vinculados a la actividad A2.1 - MONTAJE ESTRUCTURAL:

• E2.1.1 - Análisis del material necesario para la construcción del brazo robot.
• E2.1.2 - Análisis de las instrucciones de montaje para el robot seleccionado.
• E2.1.3 - Montaje mecánico de la base giratoria del robot (primer grado de libertad).
• E2.1.3 - Montaje mecánico de los componentes que permitirán el segundo grado de libertad.
• E2.1.3 - Montaje mecánico de los componentes que permitirán el tercer grado de libertad.
• E2.1.3 - Montaje mecánico de los componentes que permitirán el cuarto grado de libertad.

Ejercicios vinculados a la actividad A2.2 - AJUSTES EN DISEÑO E IMPRESIÓN 3D:

• E2.2.1 - Descarga de las piezas seleccionada en la web.
• E2.2.2 - Impresión 3D de las piezas seleccionadas.
• E2.2.3 - Análisis de necesidades mecánicas en huecos por el tamaño de nuestros operadores.
• E2.2.4 - Diseño 3D de las piezas complementarias necesarias.
• E2.2.5 - Impresión de las piezas diseñadas.

Ejercicios vinculados a la actividad A2.3 - ACOPLAMIENTO DE MÓDULOS MOTOR (esta actividad se realizará junto a la última actividad de la tarea 1):

• E2.3.1 - Ajuste mecánico de los motores a la estructura.
• E2.3.2 - Pruebas manuales del movimiento del robot.
• E2.3.3 - Colocación definitiva de todo el hardware del robot (placa Arduino, board, etc).
• E2.3.4 - Impresión de carcasas para las placas. Mejora de la estética.

A2.3 - ACOPLAMIENTO DE MÓDULOS MOTOR.

Tarea 3 - DESARROLLOS FANTEC

De cara a la participación en la Feria Andaluza de la Tecnología, deberemos elaborar material gráfico que de a conocer el producto elaborado y cómo se ha llegado hasta él.

PROCESOS COGNITIVOS

Los procesos cognitivos que se ponen en marcha en esta actividad A3.1 - PRESENTACIÓN PROYECTO son:

Los procesos cognitivos que se ponen en marcha en esta actividad A3.2 - COMPARTIMOS NUESTRO PROYECTO son:

Los procesos cognitivos que se ponen en marcha en esta actividad A3.3 - PARTICIPACIÓN EN LA FANTEC son:

CONTEXTOS

Los contextos o escenarios en los que produce la actividad A3.1 - PRESENTACIÓN PROYECTO son:

Los contextos o escenarios en los que produce la actividad A3.2 -COMPARTIMOS NUESTRO PROYECTO son:

Los contextos o escenarios en los que produce la actividad A3.3 - PARTICIPACIÓN EN LA FANTEC son:

PRODUCTOS

IV FERIA ANDALUZA DE LA TECNOLOGÍA

Descripción: Ultimados los ajustes pertinentes y con una puest en marcha adecuada del robot, vamos a compartir nuestro trabajo con la sociedad, a modo de presentación del producto. No es suficiente que algo funcione bien, hay que saber vender las características de nuestro brazo-robot y pondremos en valor las dificultades que nos hemos encontrado.

A3.1 - PRESENTACIÓN PROYECTO.

A3.2 - COMPARTIMOS NUESTRO PROYECTO.

Esta tarea se desarrollará mediante las siguientes actividades:

A3.3 - PARTICIPACIÓN EN LA FANTEC 2018.

MODELOS DE ENSEÑANZA

Modelos de enseñanza vinculados a la actividad A3.1 - PRESENTACIÓN PROYECTO:

Modelos de enseñanza vinculados a la actividad A3.2 - COMPARTIMOS NUESTRO PROYECTO:

Modelos de enseñanza vinculados a la actividad A3.3 - PARTICIPACIÓN EN LA FANTEC:

EJERCICIOS

Ejercicios vinculados a la actividad A3.1 - PRESENTACIÓN PROYECTO:

• E3.1.1 - Redacción colaborativa del trabajo llevado a cabo para el montaje y programación. Reparto de tareas.
• E3.1.2 - Análisis de problemas detectados y conclusiones.
• E3.1.3 - Montaje visual de un panel informativo que describa el proyecto.

Ejercicios vinculados a la actividad A3.2 - COMPARTIMOS NUESTRO PROYECTO:

• E3.2.1 - Impresión del panel informativo.
• E3.2.2 - Invitación al profesorado del centro y alumnado de 3º y 4ºESO para la defensa del proyecto.
• E3.2.3 - Ensayo de la presentación y reparto de tareas en la misma.
• E3.2.4 - Defensa del proyecto.

Ejercicios vinculados a la actividad A3.3 - PARTICIPACIÓN EN LA FANTEC:

• E3.3.1 - Puesta en común con centros de la zona.
• E3.3.2 - Participación en la organización del viaje a Málaga
• E3.3.3 - Participación en la FANTEC según la normativa establecida por APTA.

PRODUCTOS

> EL PRODUCTO FINAL DE LA UDI SERÁN DOS BRAZOS ROBOT CON 4 GRADOS DE LIBERTAD CONTROLADOS ANALÓGICAMENTE A UNA CIERTA DISTANCIA (una vez acabado, el alumnado de TIC 4º ESO lo modificará para llegar a ser controlado desde un móvil vía bluetooth a través de una APP de elaboración propia). Aquí se irán mostrando los avances de los brazos robot cuya finalidad será poder cambiar de sitio objetos sencillos de bajo peso.

Proyecto "PEPITO"

Proyecto "NEXUS"

RECURSOS DIDÁCTICOS

¿Qué recursos materiales usaréis?. ¿Qué materiales y herramientas necesitaréis en el proyecto?. ¿Utilizaréis algún espacio externo al centro?.

RECURSOS TIC

ESCENARIOS

MATERIALES Y HERRAMIENTAS

GUÍA DE MATERIAL A IMPRIMIR

GUÍA DE MONTAJE DE LA ESTRUCTURA

Ojo: seguramente haya que redimensionar huecos donde alojaremos los servomotores.

Aula de robótica

Oficina del IES Az-Zait

HERRAMIENTA ON-LINE DE DISEÑO 3D

Usarlo para generar piezas que hay que redimensionar.

GUÍAS PARA PROGRAMAR

GUÍA DE MONTAJE ELECTRÓNICO

Escuela Politécnica Superior de la Universidad de Málaga

Realización de todo el diseño, prototipado, ensayos, programación y montajes.

Impresión 3D.

Participación en la Ferian Andaluza de la Tecnología (FANTEC).

Bibioteca

Exposición del proyecto.

Ver más recursos

• Impresora 3D.
• PLA.
• Tornillería M3.
• Servomotores.
• Placa Arduino Uno.
• Placa board.
• Potenciómetros.
• Cableado.
• Destornillador.
• Alicates universales.
• Raspberry Pi 3.

RECURSOSPARA EL AULA

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COMO HACER UN BRAZO ROBÓTICO

MINI ROBOT

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BRAZO ROBOT CON ARDUINO E IMPRESIÓN 3D EPISODIO 1

BRAZO ROBOT CON ARDUINO E IMPRESIÓN 3D EPISODIO 2

BRAZO ROBOT CON ARDUINO E IMPRESIÓN 3D EPISODIO 3

BRAZO ROBOT CON ARDUINO E IMPRESIÓN 3D EPISODIO 4