Robòtica amb Arduino

Vídeo

Nivell educatiu 4t d’ESO Centre Institut Salvador Vilaseca – Reus Docent responsable Montserrat Magrané Cots

Competències bàsiques

Competència matemàtica
Competència en el coneixement i la interacció amb el món físic
Competència digital
Competència social i ciutadana
Competència d’aprendre a aprendre
Competència d’autonomia, iniciativa personal i emprenedoria

Àmbits, dimensions i continguts

Àmbit científic-tecnològic

Continguts:

Electrònica

• Anàlisi de circuits electrònics analògics i digitals senzills, reconeixent els components bàsics, la seva simbologia i el seu funcionament. Realització de càlculs.
• Caracterització d’aplicacions de l’electrònica a processos tècnics i aparells.
• Disseny i muntatge de circuits electrònics que compleixin i facin una funció determinada.

Control i automatització

• Anàlisi dels diferents elements de control: sensors, actuadors i dispositius de comandament.
• Anàlisi de sistemes automàtics: components i funcionament.
• Disseny, planificació i construcció de sistemes automàtics. Ús de l’ordinador com a element de programació i control.

Descripció de l’experiència

La nostra experiència es divideix en dues activitats ben diferenciades i, alhora, semblants:

• Programació i control del robot educatiu Imagina3dBot

Els alumnes disposen de robots educatius Imagina3dBot controlats per Arduino. Els alumnes han fet diversos programes de comandament del robot. Aquests programes estan fets amb el llenguatge de programació d’Arduino (no Scratch). Entre aquests programes hi ha: control de leds, control del brunzidor, programes relacionats amb els sensors de temperatura i llum, moviment del robot (control dels motors), control del moviment del robot mitjançant el mòbil a través de bluetooth, robot seguidor de línia, programes més complexos que comporten la combinació de diversos dels programes esmentats.

Els alumnes han estat realitzant totes aquestes activitats durant una hora setmanal del segon trimestre.

• Disseny, construcció i programació d’un robot controlat amb Arduino

Els alumnes, després d’haver fet els programes per al robot Imagina3dBot i analitzar el seu funcionament, dissenyen i construeixen el seu propi robot que ha d’incloure: una placa Arduino Uno, dos motors DC, un sensor d’ultrasons (per evitar que xoqui), placa bluetooth, leds indicadors, un brunzidor per als senyals d’alerta i un interruptor que permeti seleccionar entre el funcionament autònom o el comandament mitjançant el mòbil. El disseny no és només del circuit electrònic i automàtic sinó també de l’estructura que ha de fer de suport de l’anterior. Una vegada construït cal programar el microcontrolador Arduino per tal que el robot pugui funcionar tant de manera autònoma com mitjançant el mòbil a través de bluetooth.

Els alumnes dediquen una o dues hores setmanals del tercer trimestre al disseny i construcció d’aplicacions amb Arduino.

Les pràctiques amb el microcontrolador Arduino ja fa tres anys que les estem duent a terme al nostre institut. La programació la fem amb el llenguatge de programació propi d’Arduino (basat en l’entorn de programació Processing) la qual cosa permet als alumnes aprendre a programar en un llenguatge que, més endavant, trobaran a la vida real. Les pràctiques amb els robots Imagina3dBot les hem iniciat enguany. Els projectes controlats amb Arduino incorporen també petits circuits electrònics (continguts estudiats durant el primer trimestre). Tot plegat dóna als alumnes una visió de les possibilitats reals d’aplicació dels microcontroladors.

Recursos

Hem necessitat diverses unitats de robots Imagina3dBot. Per als projectes amb Arduino tenim plaques Arduino Uno i Arduino Mega, sensors (temperatura, humitat, LDR, cabal, ultrasons…), plaques bluetooth, leds, brunzidors, polsadors, interruptors, i components electrònics en general així com els cables de connexió i dispositius d’alimentació. És necessari disposar també d’ordinadors per poder fer els programes i enviar-los a la placa d’Arduino a través d’un port USB.

Valoració

Realment les pràctiques amb Arduino són molt gratificants tant pels alumnes com pels professors implicats ja que motiven moltíssim als alumnes. A mesura que van aprenent ells mateixos volen aprendre més i més.