Proyectos escolares con robots. IES Veleta (Granada)

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Automatización de las medidas de tiempo en la caída de una bola por un plano inclinado utilizando Arduino

El proyecto ha consistido en la automatización de las medidas de tiempo en la caída de una bola por un plano inclinado, mediante una placa ARDUINO.

Esta práctica forma parte del currículo de 4º de ESO en una asignatura que imparto: Ciencias Aplicadas a la Actividad Profesional. Hasta ahora el montaje experimental consistía en una larga rampa de 2m y los tiempos se medían manualmente con un cronómetro, con los evidentes errores de medida.

Con el alumnado he dedicado una primera sesión a explicar los avances industriales que ha supuesto la introducción de la robótica en la empresa y a darles una introducción al lenguaje de programación de arduino.

En las siguientes sesiones hemos diseñado el nuevo montaje experimental, agradeciendo al departamento de tecnología que nos haya construido la parte mecánica del proyecto. Hemos conectado a la arduino dos sensores IR, uno de inicio y otro de fin de recorrido, una pantalla LCD para visualizar las medidas, y para darle efectos ópticos y acústicos, dos diodos led y un zumbador.

Finalmente los alumnos han realizado la práctica en grupos de tres, por turnos, ya que contamos con los componentes necesarios para tan sólo un montaje experimental en el laboratorio de Física y Química. La práctica consiste en dejar caer una bola por un raíl adosado a una rampa, cuya inclinación se puede regular. Cuando la bola activa el primer sensor IR se inicia el contaje del tiempo a la vez que se enciende un led verde y se escucha un pitido del zumbador. Al activar el sensor de fin de recorrido se enciende un led rojo y se escucha otro pitido del zumbador y se visualiza la lectura de tiempo en el LCD, que tiene dos líneas, en la primera podemos programarlo para que escriba lo que queramos: cinemática, tiempo empleado, etc. y en la segunda línea escribe el tiempo en milisegundos. Para realizar una nueva medida reiniciamos el sistema con un pulsador que también hemos conectado a la placa.

La inclinación del plano nos habría gustado registrarla con un sensor, pero el sensor de inclinación que hay disponible para arduino solamente distingue entre horizontal e inclinado sin indicar los grados de inclinación.

Pretendemos introducir una mejora al diseño inicial haciendo que el sensor final pueda desplazarse por un riel en lugar de tener que despegarlo y pegarlo cada vez que queremos cambiar el espacio recorrido por la bola. Otra forma sería colocar tres sensores estacionarios e implementar el programa de control para que analice dos tiempos, ¡pero eso es otra historia!

Quiero agradecer al ponente del curso José Antonio Vacas su buena disposición para resolver cualquier dificultad que haya surgido durante el desarrollo del proyecto.

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Plano inclinado

Manuel Orihuela Salcedo (Profesor de Física y Química, IES Veleta)

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