Modelos de iniciación

ara familiarizarse con los componentes y la programación

Grado escolar

5-7

Tiempo requerido

1 hora cada uno / posiblemente con grupos de diferenciación

Nivel de dificultad

Model: fácil, Programación: fácil

Tipo de modelo

Conmutación con LED y pulsador, conmutación con LED y sensor gestual, motor con movimiento giratorio, motor con movimiento vertical

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DESCRIPCIÓN DEL MODELO / TAREA

Ocho tareas básicas simples están diseñadas para introducir a los alumnos (SuS) a trabajar con la caja de experimentos STEM Coding Max. En primer lugar, se describe claramente la estructura del controlador RX, la configuración del controlador y la estructura de la interfaz de programación. Se activan operaciones de conmutación sencillas utilizando un sensor como ejemplo. Este procesa la información dentro de un programa de creación propia en el sistema de control y, si es necesario, conmuta un actuador o cumple una función.

Preguntas clave

¿Qué función puede cumplir un conmutador? (comunicación)
¿Qué tipos de interruptores existen? (comunicación)
¿Dónde se conmuta a distancia una función o se activa una conmutación en la vida cotidiana? (comunicación)
¿Qué sensores pueden desencadenar acciones? (creatividad)
¿Qué funciones deben cumplir un bucle de repetición y un bucle temporal? (Comunicación)
¿Qué actuadores pueden activarse mediante una operación de conmutación? (Creatividad)

Relación con las asignaturas

Informática

Fundamentos de la programación

Física

Sensores, actuadores

Tecnología

Teoría del engranaje, fundamentos del circuito eléctrico

Plan de clases

Discusión de la lección (sin app)

En la discusión de la lección, aclare qué circuitos básicos pueden producirse (conexión de sensores, actuadores, bucles de repetición, bucles de tiempo, funciones si-entonces...).
Discutir qué se puede apagar y encender (ejemplos cotidianos).
Nombrar posibles tipos de sensores: Sensores de luminosidad, de movimiento, de encendido, de apagado, de conmutación...
Nombra posibles bucles de programación: Retardo de conexión, retardo de desconexión, tiempo, repetición ...
Nombrar posibles funciones de los actuadores: girar, levantar, iluminar, conmutar ...

Asistencia en caso necesario

Muestre los sensores, actuadores y componentes del kit de construcción, utilice medios de presentación si es necesario.

Discusión de la lección

Se registra y explica la estructura básica de la aplicación y sus funciones, por ejemplo, los botones de ayuda, la función de los circuitos básicos, las opciones de diferenciación, etc.
Se muestra la progresión de los pasos de trabajo en la aplicación cuando se trabaja en un proyecto.

Discusión de la lección

Preparación de la fase de trabajo:

Se trata la función básica de un interruptor (por ejemplo, circuito cerrado o abierto), un LED (por ejemplo, principio funcional), un motor (por ejemplo, principio funcional) y sus posibles variantes de conexión.
Se discute la activación del proceso de conmutación y el cambio deseado de la función de un actuador en un programa.
La activación de un actuador y sus posibles variantes de conexión después del proceso de conmutación.

Discusión de la lección

Se especifica la distribución del trabajo para la lección. Como introducción se realizan las siguientes ocho tareas básicas (circuitos; nivel de dificultad creciente):

a) Un LED se enciende al iniciarse el programa.

b) Un pulsador enciende y apaga un LED al pulsar un botón.

c) Un pulsador enciende o apaga un LED con un retardo de tiempo.

d) Un pulsador activa el parpadeo de un LED.

e) Un LED se enciende o se apaga con un movimiento de la mano.

f) Un LED se enciende automáticamente cuando disminuye la luminosidad.

g) Un motor realiza un movimiento giratorio.

h) Un motorreductor realiza un movimiento de elevación.

Trabajo en pareja o individual

Los alumnos se familiarizan con la aplicación y descargan la tarea correspondiente.

Trabajo en pareja o individual

Los alumnos utilizan la aplicación para elaborar las tareas. La aplicación les guía a través del programa en pequeños pasos.
Se cablean los circuitos. La aplicación les guía a través del programa en pequeños pasos.

Trabajo en pareja o en grupo

Los alumnos escriben el programa de las tareas. La aplicación les guía a través del programa en pequeños pasos; la aplicación proporciona ayuda.
El programa se transfiere al controlador RX después de cada paso de programación.

Trabajo en pareja o en grupo

Los circuitos se ponen en funcionamiento y se prueban.
Hay que encontrar y eliminar posibles fallos en la secuencia funcional. Se ofrece ayuda en la aplicación.
Se llevan a cabo las posibles optimizaciones del hardware (por ejemplo, cableado suelto) y la programación de la salida de comandos del sensor (por ejemplo, retardo de tiempo).

Presentación

Procedimiento 1: Presentación de los circuitos por un grupo seleccionado de alumnos.
Procedimiento 2: Presentación de los circuitos por el grupo de alumnos correspondiente.

Debate en sesión plenaria

Debate sobre el procedimiento a seguir en las clases siguientes.
Opcional: Mostrar un proyecto planificado con fines motivadores.

Información y notas

Consejos metodológicos y didácticos

Opciones de diferenciación

Dependiendo de los conocimientos previos de los respectivos grupos, éstos pueden trabajar independientemente en las ocho tareas introductorias, una tras otra, a su propio ritmo.

Pueden establecerse tareas de diferenciación para grupos especialmente rápidos.

Ejemplos:

Instalación de un segundo LED de otro color, que parpadea alternativamente con el primer LED.
Tarea de programación en la que un LED debe encenderse cuando el motor funciona en el sentido de las agujas del reloj y el otro cuando funciona en sentido contrario.

Aspectos motivadores

La construcción de los circuitos básicos, que pueden programarse con un «miniordenador», tiene un efecto motivador en muchos alumnos. Es importante asegurarse de que los miedos al sistema o a la forma de trabajar, posiblemente desconocida, se reduzcan o no surjan en primer lugar. El trabajo autónomo con la ayuda de una aplicación también es cada vez más popular. El ritmo y la velocidad de trabajo pueden ser determinados por los propios grupos. Un factor motivador adicional es que en el curso posterior pueden realizarse tareas de construcción más complejas con relevancia cotidiana.

Material adicional

Si es necesario, utilice medios de dibujo (papel, pizarra o pantalla de proyección) para introducir el tema.

Instrucciones de construcción modelo 1

Esquema del circuito modelo 1

Instrucciones de construcción modelo 2

Esquema del circuito modelo 2

Instrucciones de construcción modelo 3

Esquema del circuito modelo 3

Instrucciones de construcción modelo 4

Esquema del circuito modelo 4

Referencia de programación en Python

Funciones del modelo y sus soluciones técnicas

Función de los sensores/actuadores	Solución técnica
a.) Encender y apagar un LED.	Visualización de una señal con un LED
b.) Encender y apagar un LED mediante un pulsador.	Análisis de la señal de un pulsador y activación de un LED
c.) Encendido y apagado temporizado de un LED mediante un pulsador.	Análisis de la señal de un pulsador y activación de un LED con retardo mediante un bucle de tiempo.
d.) Hacer que un LED parpadee tras pulsar un botón.	Analizar la señal de un sensor gestual y activar un LED
e.) Encender y apagar un LED con un movimiento de la mano.	Análisis de la señal de un sensor de gestos y activación de un LED
f.) Encender y apagar automáticamente un LED en la oscuridad.	Análisis de la señal de un sensor de luminosidad y control de un LED
g.) Girar un motor a izquierda y derecha.	Análisis de la señal de un pulsador y control de un motor
h.) Subir y bajar ligeramente un motor.	Análisis de la señal de un pulsador y control de un motor con retorno independiente.

Lista de materiales

Modelo básico 1 (circuito con LED y pulsador) - Tareas básicas a) a d)

Sensores	Función
1 Pulsador	Activación de la señal de conmutación

Actuadores	Función
1 LED, blanco	Iluminación

Modelo básico 2 (conmutación con LED y sensor gestual) - tareas básicas e) a f)

Sensores	Función
1 sensor gestual RGB	Activación de la señal de conmutación

Actuadores	Función
1 LED, blanco	Iluminación

Modelo básico 3 (motor con movimiento giratorio) - tarea básica g)

Sensores	Función
1 pulsador	Activación de la señal de conmutación

Actuadores	Función
1 Motor	Movimiento giratorio

Modelo básico 4 (motor con movimiento vertical) - tarea básica h)

Sensores	Función
1 pulsador	Activación de la señal de conmutación

Actuadores	Función
1 Motor	Movimiento lineal

Diferenciación

Sensores	Función
1 pulsador	Activación de la señal de conmutación

Actuadores	Función
1 Motor 1 LED rojo 1 LED verde	Movimiento lineal Iluminación Iluminación