2 robótica educativa con arduino,
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Robtica Educativa con Arduino,
una aproximacin a la Robtica bajo el
Hardware y Software libre
Eduardo Gallego - Octubre 2010 - www.complubot.org
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Agenda:
Complubot - Quines somos?Robtica y robotsLa robtica aplicada al hombre
Robtica colaborativaRobtica en la educacin:ObjetivosMetodologaHerramientasEl aula de robtica Complubot
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Quines somos?
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Complubot - Nuestra Historia
Nacemos en 2003 como una actividad extraescolar en el CEIP MiguelHernndez de Alcal de Henares - Madrid - Espaa
Empezamos con un nico nivel en 2003-04, hasta cuatro nivelesdiferenciados en la actualidad
Primera aula de robtica de nuestro pas en un colegio de primaria.
Por ella han pasado ms de 100 alumnos.
Nuestra actividad:!20 Competiciones.!5 Seminarios formativos impartidos.!5 asistencias a congresos y eventos educativos.
Nuestros Logros:!39 Premios.!8 Menciones y ttulos honorficos.
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Nuestra actividad se encuentraavalada y soportada por un
importante nmero de empresas yorganismos
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Robtica y robots
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A B
Cul de los dos
es un robot?
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La Robticaes la ciencia y latecnologa de los robots.
Robtica
Mecnica ElectrnicaInformtica
Inteligencia
Artificial
Ingeniera
de
Se ocupa del diseo, fabricacin y
aplicaciones de los robots.
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Necesitamos robots?
Para realizar aquellas
tareas que:No podemoshacer
No queremoshacer(esfuerzo, repeticin...)
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Un robot se caracteriza por
disponer de:Un mecanismo que le proporciona
movimiento (motores).
Un conjunto de sensoresque ledan informacin del entorno.
Un sistema lgicoque se encargade procesar la informacin ytomar las decisiones.
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A B
Motores 2 para mover las manos1 servo controlado de
velocidad variable
Sensores NingunoPresin, temperatura,rotacin, humedad...
Procesador NingunoSi, con programa
actualizable y tecnologaFuzzy Logic
Cul es un robot ahora?
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Primera ecuacinde la robtica
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La robtica al serviciodel hombre
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Evolucin de las prtesis
Dedo de madera delantiguo Egipto
1000 AC
Prtesis de piernacompleta en la
actualidad
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Conjunto pie-tobillo robotizado
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Prtesis robtica de miembro superior
Manipulacin de objetos sin deterioro de los mismos
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Robticacolaborativa
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El desarrollo de la robtica est enproporcin directa con la
Inteligencia Artificial.
Progresar en la Inteligencia Artificialpuede superar las capacidades de un
nico grupo de trabajo.
Solucin: Robtica Colaborativa
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Proyecto
comn
Grupo B Grupo DGrupo C
Grupo A Grupo E
Progresando de forma independiente con
puestas en comn peridicas
Un importante nmero de equipos detodos los lugares del mundo trabajando en
una misma direccin
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En el ao 1993 nace la RoboCupcon el objetivo de aunar los
esfuerzos de los grupos deinvestigacin orientados a laInteligencia Artificial.
Robots quejueguen al
ftbol fue la
excusa idneacomo desafo
global.
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R b C J i l d lid d d i
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RoboCup Junior, la modalidad ms educativapara jvenes estudiantes de hasta 19 aos
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SoccerRoboCup Junior
Modalidad A: conparedes bola conemisin continua
Modalidad B: sinparedes, bola con
emisin modulada
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Rescue - RoboCup Junior
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Dance - RoboCup Junior
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Robtica enla educacin
I t i d l bti d ti
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Importancia de la robtica educativa
Aglutina ciencias y
tecnologas: matemticas,fisica, informtica
Fomenta la imaginacin,
despierta inquietudes y ayudaa comprender mejor el mundoque nos rodea.
Permite el trabajo en equipofacilitando la comunicacin,responsabilidad, toma dedecisiones
N t Mt d
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Nuestro Mtodo
Mtodo cientfico:!Identificar!Clasificar!Experimentar!Elaborar hiptesis detrabajo
Construccionismo:!El alumno aprende desus propias
experiencias.
!Ms importante que loque se consigue es loque se aprende en esteproceso.
F l l
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Fases o clases en laRobtica Educativa
La Robtica Educativa como:
Excusa
Medio
Fin
La robtica Ed cati a como E c sa
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La robtica Educativa como Excusa
Como Excusa para:
Potenciar actividades relacionadas con la educacin
Fomentar imaginacin, creatividad, artes plsticas,msica...
Apoyar el trabajo en equipo, asumirresponsabilidades
Motivar el inters por el aprendizaje
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La robtica Educativa como Medio
Como Medio para:
Facilitar el asimilacin de contenidos especficos(matemticas, fsica...)
Construir una herramienta de experimentacin
Hacer ms atractivo el aprendizaje
La robtica Educativa como Fin
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La robtica Educativa como Fin
Como Fin para:
Aprender electrnica, programacin, mecnica,fsica, matemticas...
Entender las relaciones entre distintos sistemas ydisciplinas (sinergia).
Organizar un equipo de trabajo que sea capaz deresolver un desafo concreto.
Herramientas para la Robtica
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Herramientas para la RobticaEducativa
Criterios de seleccin:
Multi-plataforma (Linux, Mac y Windows)
Arquitectura abierta
Amplia comunidad de usuarios
Avalada por centros de referencia (MIT, CMU...)
Fomente el auto-aprendizaje
Largo recorrido
Herramientas para la Robtica Educativa
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Herramientas para la Robtica EducativaScratch
Programa Open (MediaLab del MIT)
Entorno de programacin
Objetivo: fomentar la creatividad
Permite interactuar con hardware(WeDO, PiccoBoard, Arduino...)
Inmensa comunidad de usuarios.
Traducido a + 20 idiomas
Ms de 1.300.000 actividades
disponibles
Herramientas para la Robtica Educativa
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Herramientas para la Robtica EducativaArduino
Qu es Arduino?
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Qu es Arduino?
Arduino es un proyecto 'open' a nivel de hardware y de
softwareObjetivo: Acercar la tecnologa de los microcontroladoresa no expertos en la materia
Para ello se ha desarrollado:
- Un entorno de programacin propio, en C simplificado
- Una familia de tarjetas de evaluacin de bajo coste
Lo que Arduino aporta
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Lo que Arduino aporta
Proyecto de Sotware y Hardware libre.
Una muy amplia difusin mundial, con ms de 50.000 usuarios
Gran comunidad de usuarios que comparten experienciaswww.arduino.cc
Mucha informacin en la red
Multiplataforma: Mac OSX, Linux y Windows
Curva de aprendizaje muy rpidaPermite toda la proximidad que se requiera al microcontrolador.
Programacin en C, pero sin necesidad de toda la complejidad dellenguaje C
Fcilmente combinable con cualquier otro hardwareTodo disponible, incluso los esquemas y diseos de las tatrjetas
Muy econmico.
Fcilmente ampliable mediante Shields
A d i Shi ld
http://www.arduino.cc/http://www.arduino.cc/http://www.arduino.cc/ -
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Arduino Shields
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ARDUINO
DUEMILANOVE
Caractersticas
Microcontrolador: ATmega328Voltaje de funcionamiento: 5VVoltaje de entrada: 7-12 V
Entradas/salidas digitales: 14 (6 PWM)Entradas analgicas: 6 (10 bits) 0 - 1023Corriente mxima por DI/O: 40 mAFlash: 32 KB (2 KB bootloader)SRAM: 2 KBEEPROM: 1KBVelocidad de reloj:16 MHz
Comunicaciones
Serie asncrona(Arduino, PC, displays...)
SPI (Arduino, SD...)
I2C (Arduino, sensores...)
Ejemplo 1: Variacin del brillo de un LED
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Ejemplo 1: Variacin del brillo de un LEDmediante un potencimetro
A d i l t f
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Arduino como plataformade largo recorrido (I)
Una plataforma de largo recorrido es aquella que permite serreutilizable en una gran parte del proceso educativo.
Ventajas:
Las herramientas se aprenden solo una vez y de formapaulatina.
Permite centrarse en lo que se aprende, no en lo que se utilizapara aprender.
Podemos trabajar con independencia del sistema operativo.
Requerimientos:
Estabilidad y continuidad en el tiempo.
Amplia comunidad de usarios.
Sencillez y transparencia.
Multiplataforma
Arduino como plataforma de largo
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Arduino como plataforma de largorecorrido (II)
A d L b t t ib i l
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ArduLab nuestra contribucin a lacomunidad educativa (I)
Freware
No es una herramienta deprogramacin.
Orientado a la experimentacincon Arduino.
Windows ahora, Mac y Linux enel futuro.
Aplicable a todos los niveles:
JugarMedir
Controlar
Verificar
www.ardulab.es
A d L b t t ib i l
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ArduLab nuestra contribucin a lacomunidad educativa (II)
Ejemplo: ArduSoccerBot
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Ejemplo: ArduSoccerBot
ArduSoccerBot
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ArduSoccerBotDiagrama de bloques
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Organizacin de nuestra aula
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Organizacin de nuestra aula
Iniciacin
(nios de 5 aos)
GARGrupo Avanzado
De robtica
Nivel I
Nivel II
Nivel III
De 8
a 12aos
Robtica educativa Nivel III
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Robtica educativa - Nivel III
Robtica educativa Nivel III
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Robtica educativa - Nivel III
Grupo Avanzado de Robtica
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2
Grupo Avanzado de Robtica
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Estrategias globales para la
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g g pRobtica Educativa (I)
Portugal , Ciencia Viva
Apoyando a la Robtica Educativa desde el ao2000
En la actualidad cuenta con 19 proyectos para
promover la Robotica Educativa en todo el pas.
Estrategias globales para la
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g g pRobtica Educativa (II)
Alemania, Proyecto Roberta
Promovido por el Fraunhofer IASIS desde el 2002
Cuenta con 24 centros regionales que dan soporte atodo el pas.
Elabora su propio material formativo usando comobase Lego Minstorms
En fase de ampliacin a: Austria, Italia, Suiza, Suecia yReino Unido
Estrategias globales para la
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g g pRobtica Educativa (III)
Espaa...
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Conclusiones
La robtica educativa es una excelente motivadora del
proceso de aprendizaje que se combina y potencia con eluso del software y hardware libre.
Su uso est extendido a nivel mundial
Se puede usar durante todo el proceso formativo
Aporta tanto contenidos como metodologa
En Espaa necesitamos:
!Mejorar la formacin del profesorado!Un plan estratgico global