INSTITUCIÓN EDUCATIVA CIUDADELA DEL SUR

EDUCACIÓN BÁSICA

CICLO SECUNDARIA GRADO 9°

TECNOLOGÍA E INFORMÁTICA

3º Periodo

Elaborado Jovanni Patiño Cadena

2012

Institución Educativa Ciudadela Del Sur EDUCACIÓN BÁSICA SECUNDARIA

ÁREA TECNOLOGÍA E INFORMATICA

tercer periodo

UNIDAD DIDÁCTICA 2: “Robótica básica”

LOGRO: reconocer las implicaciones de la robótica en el desarrollo de la humanidad mediante la utilización del Handy cricket con el fin de resolver un problema o necesidad tecnología planteadas en clase.

Apropiación y uso de la tecnología: Represento en gráficas bidimensionales, objetos de tres dimensiones a través de proyecciones y diseños a mano alzada o con la ayuda de herramientas informáticas.

Solución de problemas con tecnología: propongo soluciones tecnológicas en

condiciones de incertidumbre, donde parte de la información debe ser obtenida y parcialmente inferida

Tecnología y sociedad: analizo y explico la influencia de las tecnologías de la información y la comunicación en los cambios culturales, individuales y sociales, así como los intereses de los grupos sociales en al producción e innovación tecnológica. CONTENIDOS: Durante este periodo aprenderás sobre los siguientes temas:

Guía 1

Problemas de lógica Introducción a la robótica

Tipos de robots Proyecto tecnológico

CRITERIOS DE EVALUACIÓN: Momento A: Apropiación de conceptos.

Momento B: Análisis y propuesta de solución de problemas

Momento C: Práctica en el contexto

Momento D: Capacidad de hacer nuevas propuestas e inventiva.

Cumplimiento y responsabilidad con trabajos y tareas

Participación activa

Puntualidad y asistencia

9°

GUÍA No. 01

”Qué es robótica” (2 SEMANAS).

Taller 1

Actividad de motivación.

(Trabajo grupal)

Resuelve en tu cuaderno los siguientes ejercicios y

socialízalos con tus compañeros de mesa.

1. llena los siguientes sudokus siguiendo las

intrusiones

El sudoku: hay una cuadricula de 81 cuadrados, divididos en 9

bloques cuadrados cada uno. Algunos de estos cuadrados ya vienen con

una cifra escrita. el objetivo de este juego es rellenar los cuadrados

vacíos en forma que los números del 1 al 9 aparezcan solamente una

vez en forma horizontal, vertical y dentro de cada uno de los nueve

bloques que forman la cuadricula

2. ( escribe en tu cuaderno)Realice una descripción

paso por paso de tu rutina diaria desde que se

levanta hasta que regresa a dormir. No omita ningún

detalle.

3. Resuelve las siguientes ejercicios e lógica con tus

compañeros:

A. SILENCIO. Si Ángela habla más bajo que Rosa y Celia habla más alto que

Rosa, ¿habla Ángela más alto o más bajo que Celia?

B. LOS CUATRO PERROS. Tenemos cuatro perros: un galgo, un dogo, un

alano y un podenco. Éste último come más que el galgo; el alano come más

que el galgo y menos que el dogo, pero éste come más que el podenco.

¿Cuál de los cuatro será más barato de mantener?

C. CABALLOS. El caballo de Mac es más oscuro que el de Smith, pero más rápido y más viejo que el de Jack, que es aún más lento que el de Willy, que es más joven que el de Mac, que es más viejo que el de Smith, que es más claro que el de Willy, aunque el de Jack es más lento y más oscuro que el de Smith. ¿Cuál es el más viejo, cuál el más lento y cuál el más claro?

D. ¿Cuántos árboles hay en un campo triangular que tiene 10 árboles en cada lado y un árbol en cada esquina

A) 30 B)33 C)29 D)27 E)10

E. Con tres frutas diferentes: papaya, pera y piña. ¿Cuántos sabores diferentes de jugo se podrá preparar con estas frutas?

A)7 B) 21 C) 24 D)3 E)9

Con tus compañeros de trabajo lee el siguiente

texto Y discútelo

¿QUE ES UN ROBOT?

Un robot puede ser visto en diferentes niveles de sofisticación, depende de la

perspectiva con que se mire. Un técnico en

mantenimiento puede ver un robot como una

colección de componentes mecánicos y

electrónicos; por su parte un ingeniero en

sistemas puede pensar que un robot es una

colección de subsistemas interrelacionados; un

programador en cambio, simplemente lo ve como

una máquina a ser programada; por otro lado para

un ingeniero de manufactura es una máquina

capaz de realizar un tarea específica. En

contraste, un científico puede pensar que un robot es un mecanismo el cuál él

construye para probar una hipótesis.

Un robot puede ser descompuesto en un conjunto de subsistemas funcionales:

procesos, planeación, control, sensores, sistemas eléctricos, y sistemas

mecánicos. El subsistema de Software es una parte implícita de los subsistemas

de sensores, planeación, y control; que integra todos los subsistemas como un

todo.

En la actualidad, muchas de las funciones llevadas a cabo por los subsistemas

son realizadas manualmente, o de una forma off-line, pero en un futuro las

investigaciones en estos campos permitirán la automatización de dichas tareas.

Introducción

La robótica es un concepto de dominio público. La mayor parte de la gente tiene

una idea de lo que es la robótica, sabe sus aplicaciones y el potencial que tiene;

sin embargo, no conocen el origen de la palabra robot, ni tienen idea del origen de

las aplicaciones útiles de la robótica como ciencia.

La robótica como hoy en día la conocemos, tiene sus orígenes hace miles de

años. Nos basaremos en hechos registrados a través de la historia, y

comenzaremos aclarando que antiguamente los robots eran conocidos con el

nombre de autómatas, y la robótica no era reconocida como ciencia, es más, la

palabra robot surgió hace mucho después del origen de los autómatas.

Desde el principio de los tiempos, el hombre ha deseado crear vida artificial. Se ha

empeñado en dar vida a seres artificiales que le acompañen en su morada, seres

que realicen sus tareas repetitivas, tareas pesadas o difíciles de realizar por un ser

humano. De acuerdo a algunos autores, como J. J. C. Smart y Jasia Reichardt,

consideran que el primer autómata en toda la historia fue Adán creado por Dios.

De acuerdo a esto, Adán y Eva son los primero autómatas inteligentes creados, y

Dios fue quien los programó y les dio sus primeras instrucciones que debieran de

seguir. Dentro de la mitología griega se puede encontrar varios relatos sobre la

creación de vida artificial, por ejemplo, Prometeo creo el primer hombre y la primer

mujer con barro y animados con el fuego de los cielos. De esta manera nos damos

cuenta de que la humanidad tiene la obsesión de crear vida artificial desde el

principio de los tiempos. Muchos han sido los intentos por lograrlo.

Estos principios fueron denominados por Asimov las

Tres Leyes de la Robótica, y son:

Un robot no puede actuar contra un ser humano o,

mediante la inacción, que un ser humano sufra

daños.

Un robot debe de obedecer las órdenes dadas por

los seres humanos, salvo que estén en conflictos

con la primera ley.

Un robot debe proteger su propia existencia, a no ser que esté en conflicto con las

dos primeras leyes.

Clasificación de los robots

La potencia del software en el controlador determina la utilidad y flexibilidad del

robot dentro de las limitantes del diseño mecánico y la capacidad de los sensores.

Los robots han sido clasificados de acuerdo a su generación, a su nivel de

inteligencia, a su nivel de control, y a su nivel de lenguaje de programación. Estas

clasificaciones reflejan la potencia del software en el controlador, en particular, la

sofisticada interacción de los sensores. La generación de un robot se determina

por el orden histórico de desarrollos en la robótica. Cinco generaciones son

normalmente asignadas a los robots industriales. La tercera generación es

utilizada en la industria, la cuarta se desarrolla en los laboratorios de investigación,

y la quinta generación es un gran sueño.

1.- Robots Play-back, los cuales regeneran una secuencia de instrucciones

grabadas, como un robot utilizado en recubrimiento por spray o soldadura por

arco. Estos robots comúnmente tienen un control de lazo abierto.

2.- Robots controlados por sensores, estos tienen un control en lazo cerrado de

movimientos manipulados, y hacen decisiones basados en datos obtenidos por

sensores.

3.- Robots controlados por visión, donde los robots pueden manipular un objeto al

utilizar información desde un sistema de visión.

4.- Robots controlados adaptablemente, donde

los robots pueden automáticamente

reprogramar sus acciones sobre la base de los

datos obtenidos por los sensores.

5.- Robots con inteligencia artificial, donde los

robots utilizan las técnicas de inteligencia

artificial para hacer sus propias decisiones y

resolver problemas.

Taller 2 (trabajo por grupal)

De acuerdo al siguiente texto responda en el cuaderno:

Saque un listado de palabras desconocida

¿Qué es un robot?

¿Qué es robótica y cuáles son sus aplicaciones?

¿Cuáles son las tres leyes de la robótica y de un opinión personal sobre

cada una de ellas.

¿Según las clasificación de los robots de un ejemplo de cómo se utilizaría

cada uno de ellos y en qué lugares los utilizan

¿Cuáles son los más importantes aportes de la robótica al ser humano?

¿Haga un escrito de mínimo una hoja donde cuente cuál cree usted que es al

futuro de la robótica y las implicaciones que tiene esta en la vida de los

seres humanos?

Con tu grupo de trabajo debes de crear un artefacto que representa

algunos movimientos (un robot) teniendo en cuenta las siguientes

características.

1 seguir las fases del proyecto tecnológico.

FASES DEL PROCESO DE LA ACTIVIDAD TECNOLÓGICA

1. FASE - PLANTEAMIENTO E IDENTIFICACION DEL PROBLEMA TECNOLÓGICO:

La propuesta o problema tiene que estar perfectamente entendida por usted, amigo estudiante, las características o condiciones de la actividad tecnológica deben estar identificadas y definidas. En el caso de los ENTORNOS TECNOLÓGICOS sería: “DISEÑAR Y CONSTRUIR UN ROBOT CARACTERÍSTICAS Y/O CONDICIONES:

Que los materiales elegidos sean preferiblemente de reciclaje.

2. FASE - BÚSQUEDA DE LA INFORMACIÓN Y EXPERIMENTACIÓN Se debe recolectar la información necesaria sobre SU ROBOT, en Bibliotecas, revistas, Internet, profesora, en los presaberes de clase en el A.T.T., otros, para describirlos en la carpeta de trabajo (bitácora). El relator (encargado de escribir o relatar) debe anotar todas las ideas de su(s) compañero(s) de grupo - LLUVIA DE IDEAS Estas preguntas pueden servir como por ejemplo:

¿Cómo montar las partes del robot? ¿Cómo diseñarlos? Como construirlos? ¿Qué materiales utilizaremos?

De qué partes consta el prototipo o modelo? Y otros 3. FASE – GENERACIÓN DE UN DISEÑO Elaborar un DISEÑO PREVIO: se requiere de conocimientos previos y de la mente creativa de cada uno de los integrantes del grupo, quienes deben dejar constancia en la carpeta de sus bocetos o borradores, a mano alzada, y además del DISEÑO DEFINITIVO, TAL CUAL VA A QUEDAR EN LA REALIDAD. 4. FASE – PLANEACIÓN

Lista de Actividades a realizar

Lista de materiales (Comerciales y desecho)

Lista de herramientas

Distribución del trabajo y responsabilidades (Tareas a cada uno)

Distribución del tiempo

Presupuesto (Costos) 5. FASE – CONSTRUCCIÓN En esta fase se deben narrar las dificultades y logros alcanzados en el Diseño y Construcción de mi entorno citadino preferido. Se deben tener en cuenta las normas de seguridad y aseo, el cuidado y uso de herramientas, máquinas y sitios de estudio y de trabajo. Evitar desperdicio de materiales. 6. FASE – EVALUACIÓN Y SOCIALIZACIÓN Se valoraran los LOGROS alcanzados, las CAPACIDADES como trabajo en equipo, creatividad, el uso de los pre saberes, el autoaprendizaje, autonomía, la tolerancia, la convivencia y finalmente la mesa SOCIALIZACIÓN DEL TRABAJO TERMINADO. 7. FASE – PRESENTACIÓN DEL INFORME Cada equipo de trabajo presenta el informe escrito (Bitácora sobre la actividad tecnológica realizada). Prestar el trabajo al docente: Trabajos escritos con las fases del proyecto. Presentar la maqueta al docente.

GUÍA No. 02

”Que robótica” (3 SEMANAS).

Actividad de motivación.

(Trabajo grupal)

Vea video proyectado por el profesor sobre la historia de los robots y realiza

el siguiente trabajo

1. Haga una historieta en Word donde cuente como ha sido la evolución

de los robots y según su opinión cual es al futuro de los mismos.

El trabajo debe de tener:

Imágenes

Texto

Pre saberes:

Realice un crucigrama de 10 preguntas entre horizontales y verticales donde se

pregunte por los siguientes temas:

Que es un robot.

Clasificación de los robots

Que es la robótica

Principios de la robótica

ACTIVIDAD 2

ACTIVIDAD 1

Componentes de su Laboratorio de Robótica.

Handy Cricket o componente base

PICmicro® microprocessor. El Handy Cricket se basa en el PIC16C715, el cual

incluye 2048 bytes de Memoria de Sólo Lectura ROM programable una sola vez

(“quemado” con

el sistema de

operación del

Handy Cricket),

entradas

análogas,

entradas y

salidas digitales.

El PIC es el

“cerebro del

Handy Cricket.

Memoria Serial

EEPROM para

programas de

usuario. El

código de usuario

compilado está

cargado dentro

de un chip de

memoria

24LC32, el cual

provee 4096

bytes de almacenaje no volátil.

ACTIVIDADA 3

Con tus compañeros de trabajo lee el siguiente texto Y

realiza un resumen en tu cuaderno con las siguientes

características:

Dibujar las partes del Handy cricket.

Describir para que sirve cada una de ellas

Chip de comunicaciones IrDA (datos asociados Infrarojo). Usando el chip Sharp

GP2W0001YP, el Handy Cricket implementa comunicaciones infrarrojas bi

direccionalmente para cargar el programa y para comunicaciones inter-Cricket.

Con

un vector de datos mínima de 50k baudios Chip controlador de motor Dual. El

controlador de motor dual H-bridge de la Texas Instruments SN754410NE permite

al Handy Cricket para corriente directa de dos motores DC. Salidas mínimas para

dos motores DC.

5a. Dos puertos de motores con su respectivo enchufe

5b. Dos led bicolores (rojo-verde), que indican el sentido de rotación del motor. Un

led en cada puerto de motor. Componentes de Entradas y salidas (I/O)

clasificados. el Handy Cricket incluye:

6a dos puertos para sensor

análogos,

6b. dos tarjetas de expansión

tipo bus,

6c. un piezo beeper, para

reproducción de sonidos

compatible con MIDI

6d. un LED Verde que indica el

estado del handy cricket

(encendido o apagado)

6e. un pushbutton que

corre/para el programa.

Entradas mínima para dos

sensores. El valor de salida del

sensor puede ser leído como

falso/verdadero o puede ser

convertido a un número entre 0

y 255. Mínimo dos puertos bus,

que permitan la interacción con una colección de diferentes dispositivos como el

Display de números para el Handy Cricket, conductor de lamp/relay para el Handy

Cricket, y servo controlador para el Handy Cricket.

Interfaz de comunicación

Interfaz de comunicación que

establece comunicación del

computador con el

componente base, para la

transferencia directa del

programa a este. La

alimentación de la interfaz es

con una pila de 9

La interfaz viene acompañada

con un cable de comunicación

RS232, terminales DB9 macho

y DB9 hembra

Accesorios

Juego de sensores y motores

Dos motores Robot DC pequeños (type 2)

Referencia G9331. Estos motores trabajan

desde 3VDC hasta 12VDC. Los motores se

entregan debidamente alambrados y con los

conectores DF3 de dos posiciones

Un bulbo de luz o piloto. Referencia 25-1365. Este

bulbo trabaja con 6V y 70 MA El piloto se entregan

debidamente alambrados y con los conectores DF3

de dos posiciones.

Un sensor de luz tipo Xicon Photo Conductive Cells

Serie 54C (338-54C79), debidamente alambrado y

con el conector apropiado para enchufar en el

componente

base

Un

interruptor,

tipo

interruptor redondo de tipo de luz de pulso,

registro radial. Referencia EVQ11, debidamente

alambrado y con el conector apropiado para

enchufar en el componente base

COMPOSICION INTERNA DE LA MEMORIA DEL CRICKET

LA CONSTRUCCIÓN DEL MAPA DE LA MEMORIA PARA EL SISTEMA DE

CRICKET

Hay tres tipos de memoria en el cricket:

* La MEMORIA DE SÓLO LECTURA de PIC (2048 palabras de 14 bits)

* La RAM de PIC (96 bytes)

* El EEPROM externa (4096 bytes)

Los bancos de la MEMORIA DE SÓLO LECTURA de PIC interpretan operaciones

del sistema.

El uso conveniente de la ROM del Crickets "OTP" (programable una sola vez por

el fabricante)

Los bancos de la RAM del PIC intérpreta el estado interno de la pila.

Usando un código de ejecución con variables globales dadas por el usuario.

El programa Logo, usa arreglos de datos, graba y graba en una memoria

EEPROM

EL PLANO DE lA EEPROM EXTERNA

0x000-0xfef (los datos del usuario) 4096 byte

0xff0/0xff1 (boton # 1 ptr) 2 byte

0xff2/0xff3 (botón # 2 ptr) 2 byte

0xff4-0xffe (el nombre de CRICKET) 11 byte

0xfff (la bandera de autoencendido) 1 el byte

El usuario tiene acceso a la escritura de la memoria EEPROM después de la

siguiente dirección (0x500).

COMPOSICION DE LA COMUNICACIÓN DE LA INTERFAZ DEL

CRICKET

La comunicación con el Handy Cricket vía infrarrojo directo al puerto serial del

PC. Usamos componentes del IRDA con nuestro esquema de modulación que

produce una tasa efectiva de comunicación de 50K baudio 50K del infrarrojo de la

interfaz hasta la EEprom del cricket;

Sin embargo, la velocidad de 9600 baudios entre el puerto Serial del computador y

la Interfase del Cricket.

Forma de la Señal de comunicación IRDA

Es una señal orientada en bytes; Cada byte es transmitido al computador

seriamente y este a su ves es transmitido vía IRDA al cricket. y cada byte recibido

por el Cricket se hace traducido a un byte serial para la PC.

formato de la señal:

+--+ +--+ +--+ +--+ | | | | | | 6 more | | ---+ +---------------+ +-------+ +-------+----------+ bits + +-------+ 4us ~50us 4us 8us 4us 8us 12us 4us 8us | | | | | | | |<-prestart pulse->| start | '1' bit | '0' bit | | stop | | | bit | LSB data | | | bit |

Los pulsos indican los lapsos de tiempo de transmisión. son 8 bits de datos, y se

envía de primero el menos significativos. el intervalo entre bit y bit es de 50 usec,

el largo del pulso debería de ser de 4 usec.

INSTRUCCIONES BASICAS DEL CRICKET LOGO

a: comando para el puerto de salida A/ motor a

b: comando para el puerto de salida B/ motor b

ab: comando para los puertos A y B al tiempo

on: encender

onfor: encender durante cierto tiempo. Ejemplo: a, onfor 20 enciende

el motor a durante 2 segundos

off : apagar

thisway: girar hacia un sentido

thatway: girar hacia un sentido (inverso a thisway) dependiendo de

la polarización del motor.

rd: invertir el giro. Ejemplo: repeat 2[a, onfor 30 rd], a los 3 segundos

invierte el giro del motor y repite el proceso 2 veces.

sensora: se refiere al sensor en el Puerto A

sensorb: se refiere al sensor en el Puerto B

switcha: se refiere al switch en el Puerto A

switch: se refiere al switch en el Puerto B

setpower: nivel de potencia de giro, escala del 1 al 8, siendo 1 la

minima potencia y 8 la máxima

Repeat: repeat # [codigo], repite # veces el código escrito dentro de

los corchetes. Ejemplo:

repeat 2[a,onfor 20], se repite 2 veces el código escrito en los

corchetes.

Beep : emite sonido corto “beep”

Note: emite una nota durante un tiempo asignado: ejemplo: note 85

40, emite la nota a la que pertenece el numero 85 durante 4 segundos.

Actividad 4

Copia en tu cuaderno las siguientes intrusiones del

cricket logo Y preséntalas al profesor

Waituntil[condicion] accion: segun sea la condicion ejecuta una accion

que se escribe a continuacion del corchete.

Ejemplo:

Waituntil[switcha]

Ab, onfor 20

Enciende los 2 motores durante 2 segundos

Loop [codigo]: es un ciclo infinito, ejecuta indefinidamente el código

escrito dentro de los corchetes.

1.1

to prueba

a, onfor 30

end

1.2

to prueba

ab, onfor 40

note 75 30

end

Actividad 5

(Taller programación básica)

Asumiremos que se tienen los 2 motores conectados

y un switch en el Puerto A del Cricket.

1. En los siguientes códigos, describa con

1.3

to prueba

repeat 2[b, onfor 30 rd]

end

1.4

to prueba

repeat 3[

ab, onfor 50

beep

]

end

1.5

to prueba

b, on

waituntil[switcha]

off

end

2. En cada uno de los casos escriba el código que cumpliría la función

que se pretende.

2.1 Encender el motor “b” durante 5 segundos

2.2 Encender el motor “a”, hacia la izquierda durante 3 segundos, emitir el

sonido “beep” y repetir éste proceso 4 veces.

2.3 Esperar que el switch “a” sea accionado para encender los motores

durante 3 segundos.

2.4 Encender el motor “b” y a los 4 segundos invertir su giro, realizar ésta

funcion indefinidamente.

2.5 Encender los motores “a” y “b” a un valor de potencia de 5 y detener

el movimiento al presionar el switch “a”.

Realce la programación de un robot el cual sigua como mínimo 10 intrusiones

Bibliograifa

http://platea.pntic.mec.es/~jescuder/logica.htm

http://profe-alexz.blogspot.com.ar/2011/03/razonamiento-

logico-matematico.html