electrònica, electrònica, programació programació

i robòticai robòticaTICs: simuladors, entorns de programació,

microcontroladors...

Electrònica, programació, automatismes, robòtica...a l'INS Lluís de Peguera (Manresa)

OPs departament Tecnologia INS:➲ Control per ordinador BATX➲ Electrònica BATX➲ Electrònica, programació i robòtica BATX➲ Tecnologia 4t ESO➲ Informàtica 4t ESO

Comuna:➲ Treball de recerca de BATX

OP Electrònica, programació i robòtica

OP 1r Batx dissenyada pel centre2 hores/setmana x 3 trimestres

Distribució trimestral➲ 1r: electrònica analògica ➲ 2n: electrònica digital i programació➲ 3r: automatització / robòtica

OP “multi-modalitat”➲ mínima teoria➲ moltes pràctiques

Electrònica analògica

➲ Conceptes➲ Muntatge i mesures (aparells de l'aula-taller)➲ Components➲ Pràctiques➲ Seguiment

Electrònica analògica

➲ Conceptes● Corrent elèctric

● Tensió i Intensitat● Lleis de Kirchhoff

● Resistència● Resistors● Llei d'Ohm

● (Corrent altern)● Utilitat● Freqüència i període

● Senyal● Utilitat

Electrònica analògica

➲ Muntatge i mesures:● Connexions amb cocodrils● Font d'alimentació● Polímetre● (C.A.)

● Oscil·loscopi● Generador de funcions● Altaveus amplificats

Electrònica analògica

➲ Pràctiques● Identificació de components electrònics● El generador de laboratori● El multímetre● Els resistors● Els sensors resistius● El díode i el LED● El corrent altern (demo)● La conversió de C.A. a C.C.

Electrònica analògica

➲ Seguiment (moodle)● Enunciats pràctiques● Presentació pràctiques PDF (o en paper)● Calendari● Dubtes (missatges o fòrum)

Electrònica digital

➲ Conceptes➲ Eines TIC (Simulador)➲ Muntatge de circuits➲ Seguiment

Electrònica digital

➲ Conceptes● Digital vs analògic● Estats i nivells lògics● Funcions lògiques● Sistema binari i codi BCD● Circuits combinacionals

Electrònica digital

➲ Eines TIC● Ordinadors● Simulador de circuits lògics: Logisim

http://ozark.hendrix.edu/~burch/logisim/● lliure● java● multiplataforma

Electrònica digital

➲ Muntatge de circuits:● Placa breadboard● Circuits integrats TTL/CMOS● LEDs i visualitzadors de 7 segments

Electrònica digital

➲ Seguiment (moodle)● Enunciats pràctiques● Presentació pràctiques

● Captura pantalla simulador● Fotografia muntatge en placa● Respostes en línia o PDF

Programació

➲ IDE -> ScratchIDE -> Scratch➲ Pràctiques -> conceptesPràctiques -> conceptes➲ Seguiment -> web Scratch + MoodleSeguiment -> web Scratch + Moodle

➲ Eines TIC● Ordinadors● IDE lliure i visual: Scratchhttp://scratch.mit.edu

● Imagina● Programa● Comparteix

● Usuaris registrats web Scratch (emmagatzematge, compartició, avaluació)

Programació

Programació

➲ PràctiquesPràctiques● Moviments amb tecles de fletxaMoviments amb tecles de fletxa● Dibuixar polígons amb nombre de costats variableDibuixar polígons amb nombre de costats variable● Variables (velocitat, comptadors...)Variables (velocitat, comptadors...)● Simulació 7 segments (vestits, inc/decrem)Simulació 7 segments (vestits, inc/decrem)● Bomba (rellotge, sensors color...)Bomba (rellotge, sensors color...)● Scrolling verticalScrolling vertical

Automatització i robòtica

➲ Microcontroladors➲ Eines TIC➲ Disseny / Muntatge➲ Seguiment

Automatització i robòtica

➲ Microcontroladors● Plaques Arduino (Duemilanove)● S4A● IDE Arduino (firmware) ● Scratch com a "simulador"● Fritzing pel disseny

Arduino

http://arduino.cc

Alternatives

➲ Picaxe● més barat● no lliure (gratuït)● actualment multiplataforma● llenguatge BASIC / diagrames de flux➲ Sensorboard● pocs distribuïdors (PicoBoard, PicoCAT)● més car● sensors i actuadors limitats➲ Lego WeDo● propietari● poc compatible● sensors i actuadors limitats

Avantatges / Inconvenients Arduino

➲ Avantatges● Lliure● Àmplia comunitat● Barat● Connexions fàcils● Moltes versions● Adaptable (shields)➲ Inconvenients● IDE llenguatge "estil C" (anglès)● Placa poc robusta

S4A

http://seaside.citilab.eu/scratch/arduino

S4A

Blocs placa Arduino:➲ 6 sensors analògics➲ 2 sensors digitals➲ 3 sortides analògiques➲ 3 sortides digitals➲ 2 motors➲ 2 servos

S4A

Plafó sensors➲ 6 sensors analò-

gics➲ 2 sensors digitals

S4A

Hola món (modificat)

Arduino i S4A

➲ Problemàtica Arduino● IDE llenguatge "estil C" (anglès)● Placa poc robusta➲ Limitacions S4A:● nombre E/S reduït (fix)● connexió amb l'ordinador necessària

Projectes amb S4A

➲ semàfor➲ pong amb joystick (potenciòmetre)➲ alarma per sensor òptic➲ visualitzador 7 segments➲ comptador aforament local:● comptadors ascendent (descendent) tecles Scratch ● comptadors ascendent (descendent) sensors òptics S4A● 1 visualitzador 7 segments S4A➲ seguidor solar (servo)

Semàfor S4A

LEDs:VermellGrocVerd

Semàfor S4A

Semàfor S4A

Alarma amb S4A

Sensor LDR

Pantalla

So

Alarma amb S4A

Alarma amb S4A

Alarma amb S4A

Seguidor solar amb S4A

2 sensors LDR

1 servomotor

Visualitzador 7 segments amb S4A

7 sortides!!➲ imatge S4A modificada➲ firmware modificat

Continuitat - Evolució

Pràctiques amb Arduino IDE sense S4A:● robots● automatismes➲ moviment:● servos● motoreductors➲ sensors● fototransistors● ultrasons / infraroigs

Pràctiques -> Treball de recerca

Recursos necessaris

➲ Aula-taller / Aula d'informàtica / Aula estàndard➲ Equipament laboratori (generadors, multímetres,

connexions...)➲ Emmagatzematge material➲ Ordinadors: sobretaula / portàtils➲ Programari (lliure i multiplataforma):● Logisim● Scratch● IDE Arduino● S4A● Fritzing

Seguiment / Control / Avaluació

Moodle➲ Informació de referència ➲ Magatzem o enllaç de programari i altres fitxers➲ Enunciats pràctiques➲ Emmagatzematge informes pràctiques i fitxers

alumnat➲ Registre de tasques i avaluació

Electrònica, programació i robòtica a l'aulaTICs: simuladors, entorns de programació, microcontroladors...

Disponible en línia a:

http://www.slideshare.net/aubieto/op-electrnica-metodologies

Totes les imatges són propietat dels seus respectius propietaris*, la resta:

Antoni Ubieto CC BY-NC-SA 3.0 * Scratch (MIT), Arduino, S4A (Citilab), Logisim (Carl Burch), Fritzing (IDL)

Presentació: Antoni Ubieto CC BY-NC-SA 3.0

antoni.ubieto@gmail.com

INS Lluís de Peguera

Manresa