IE “MARÍA AUXILIADORA”

FERIA DE LA CIENCIA, LA

TECNOLOGÍA Y LA INNOVACIÓN

AÑO ESCOLAR 2014

COMITÉS ÁREA DE

CIENCIAS NATURALES Y

EDUCACIÓN AMBIENTAL, Y

PROYECTO AMBIENTAL

DESCRIPCIÓN

La feria de la ciencia, la tecnología y la innovación, es la exposición pública de trabajos

científicos, tecnológicos e innovadores realizados por las estudiantes en la que éstas

efectúan demostraciones, ofrecen explicaciones, contestan preguntas sobre los métodos

utilizados y sus conclusiones. Es, además, una actividad compleja, que comienza con el

inicio del año lectivo y en la que los docentes de todas las áreas de la enseñanza pueden

contribuir, activamente, a su óptimo desarrollo.

Esta “feria” debe incluir una propuesta de trabajo concreta y contar con el acompañamiento

necesario durante todo el proceso, finalizando con la presentación de los resultados de la

investigación realizada por las estudiantes, promocionando la apropiación social del

conocimiento científico – tecnológico y abriendo la institución a la comunidad para

demostrar que la ciencia y la tecnología están al alcance de todos.

Realizando la propuesta de una forma apropiada, cada trabajo se puede constituir en una

real y práctica posibilidad de acercamiento que tienen los docentes con la metodología de

investigación en todas las áreas. Se pueden afianzar conocimientos, herramientas, actitudes

y aptitudes que las estudiantes ejercitan y desarrollan en su transitar por el ambiente

escolar.

OBJETIVO GENERAL

Orientar y ejercitar a las estudiantes en la aplicación de la metodología de la

investigación a fin de promover su pensamiento científico.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Fortalecer vínculos entre la Escuela y la Comunidad.

Favorecer el comportamiento social de las estudiantes.

Difundir conocimientos científicos.

Mostrar la capacidad de creatividad y realización de las estudiantes.

Promover un intercambio científico entre las expositoras y una comunicación entre

éstas y los docentes y pares de otras instituciones.

CRONOLOGÍA

Aunque la feria de la ciencia, la tecnología y la innovación se realizará en la Institución

Educativa, durante la jornada escolar del viernes 17 de octubre de 2014, se mantendrá viva

la expectativa a lo largo del año lectivo.

Para garantizar el éxito de la “feria”, el comité organizador ha programado lo siguiente:

Extender la invitación “oficial” para participar en la feria a todos los docentes de la

institución, en reunión general, a realizar finalizando el primer periodo.

Que participen las estudiantes de los grados 5 de básica primaria y todas las estudiantes

de básica secundaria y media académica, conformando grupos de cinco (5) estudiantes.

Sólo se aceptarán grupos con cuatro (4) o seis (6), cuando el número de estudiantes en

el grupo así lo determine.

Realizar la “feria” en cuatro (4) fases, en cada una de las cuales las estudiantes

entregarán un producto, en un tiempo indicado y, por el cual, obtendrán una nota. Las

fases, los productos a entregar, el plazo máximo para la entrega de trabajos y la nota

ponderada se presentan en la siguiente tabla:

FASE PRODUCTO PLAZO MÁXIMO % NOTA

1. PRE-DISEÑO Propuesta (anteproyecto) Viernes 07-marzo-14 20

2. DISEÑO Proyecto (trabajo escrito) Viernes 23-mayo-14 20

3. EJECUCIÓN Modelo Viernes 15-agosto-14 30

4. EVALUACIÓN Sustentación Viernes 03-octubre-14 30

ACLARACIÓN: La feria de la ciencia, la tecnología y la innovación es considerada

como un desempeño del cuarto periodo, con un valor porcentual, en el mismo, del

60%. Así, el porcentaje consignado en la columna %NOTA de la tabla, suma el 100%

del 60% de este desempeño.

ESTRUCTURA DE LA PROPUESTA (ANTEPROYECTO)

1. Título.

2. Justificación.

3. Objetivos.

3.1 Objetivo general.

3.2 Objetivos específicos.

4. Estrategias y actividades: Breve descripción del proyecto a realizar que incluye un

boceto del mismo.

5. Personas responsables.

6. Recursos: humanos, técnicos, didácticos, etc.

ESTRUCTURA DEL PROYECTO (TRABAJO ESCRITO)

1. Portada.

2. Título.

3. Introducción.

4. Planteamiento del problema.

5. Objetivos.

5.1 Objetivo general.

5.2 Objetivos específicos.

6. Marco conceptual.

7. Boceto seleccionado por el grupo.

8. Esquema eléctrico seleccionado por el grupo (Si se requiere).

9. Materiales.

10. Montaje.

11. Funcionamiento.

12. Conclusiones.

13. Bibliografía.

14. Cuadernillo de trabajo.

RECURSOS

Humanos: Para el normal desarrollo de la “feria” se cuenta con:

- Comité organizador: conformado por los docentes:

Bermúdez Montilla Hugo Humberto

Caicedo Cortés Lucía

Castro Piedrahita Lina Marcela

González Bobadilla Luz Stella

Llanos Ceballos Adolfo León

Mosquera Ayala Martín Hernando

Muñoz Montoya Gustavo de Jesús

- Colaboradores : Arias Zabala Mellember

Calvo Kevin Mauricio

Galvis Moreno Carolina

Henao Osorio Leonila

Salcedo Pérez Luis Guillermo

- Docentes de básica secundaria y media académica

- Directivos docentes.

- Personal de servicios generales.

Físicos: Todos los espacios físicos de la institución. Sin embargo, la exposición de

trabajos se realizará en las canchas cubiertas, en la sala de sistemas del segundo piso y

en los auditorios de “San Francisco de Asís” y de la “zona de laboratorios”.

Financieros: A cargo de la institución educativa, con base en el presupuesto incluido

en el proyecto ambiental presentado por el comité organizador desde el inicio del año

escolar.

ADMINISTRACIÓN DE LA “FERIA”

Las funciones y tareas propias del trabajo de planeación, organización, coordinación,

dirección, control y evaluación de la “feria” estarán a cargo del comité organizador.

EJECUCIÓN DE LA “FERIA”

El control de las actividades será ejecutado por el comité organizador”; incluyendo en el

proceso, reuniones para realizar evaluaciones formativas.

EVALUACIÓN DE LA “FERIA”

Como se mencionó en el apartado anterior, durante el proceso se realizarán evaluaciones

formativas; destinadas a comprobar el normal desarrollo de la “feria”, con el fin, si fuera

necesario, de realizar los ajustes pertinentes para garantizar el éxito de la misma.

LOS LOGROS MÁS IMPORTANTES DE LA “FERIA”

Los objetivos se cumplirán siempre y cuando:

- El comité organizador demuestre sentido de pertenencia y apropiación del proyecto.

- Los docentes lleven a sus aulas el propósito que demarca el proyecto.

- Gran afluencia de proyectos de las distintas áreas del conocimiento.

- La comunidad, observe y aprecie el esfuerzo de sus hijas.

- Las estudiantes se motiven por las experiencias, que expresan sus compañeras en las

distintas actividades.

ANEXO

EL ROBOT CERO (0)

DEBORA CABEZAS PARADA

ELENA NITO DEL BOSQUE

SUSANA ORIA

ELSA PITO

ELBA LAZO

Grado 12-5

MsC. HUGO HUMBERTO BERMÚDEZ MONTILLA

Lic. LINA MARCELA CASTRO PIEDRAHITA

Esp. ADOLFO LEÓN LLANOS CEBALLOS

MsC. MARTÍN HERNANDO MOSQUERA AYALA

INSTITUCIÓN EDUCATIVA “MARÍA AUXILIADORA”

ÁREA DE CIENCIAS NATURALES Y EDUCACIÓN AMBIENTAL

CIENCIAS NATURALES, FÍSICA, QUÍMICA

CARTAGO

2014

EL ROBOT CERO (0)

Comentario [h1]: Sólo escribes el docente que te recibirá el proyecto

Comentario [h2]: Sólo escribes el espacio académico correspondiente, de acuerdo a la experiencia que hayas realizado

1. INTRODUCCIÓN

El robot que se presenta en este documento, se llama cero (0) y es un simple autómata

que, con sensores sencillos, puede chocar y cambiar de dirección. Es un robot

tremendamente sencillo, que sólo necesita un motor. Se puede hacer fácilmente, a parir de

los restos de un juguete. Invierte su sentido de movimiento cuando colisiona con un

obstáculo.

Es un buen robot para empezar, si nunca se ha hecho nada parecido pero se desea construir

uno, de una forma rápida, con un costo muy bajo y sin tener que buscar, prácticamente,

ningún componente.

Sólo es necesario un motor con reductor que se puede extraer de un juguete viejo, junto con

las ruedas. Un poco de madera en forma de chapa de okumen y un cuadradillo de 1 cm.

Para el circuito eléctrico, se necesita un final de carrera (se puede encontrar fácilmente en

una tienda de componentes electrónicos -no cuesta mucho-), un interruptor y un par de

pilas. No se necesitan circuitos impresos. Las conexiones se realizan directamente uniendo

los componentes con cable.

2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Con el fin de montar un circuito eléctrico sencillo, y demostrar que cuando a un motor de

corriente continua se le invierte la polaridad de la pila a la que se conecta, el motor gira en

sentido contrario, se ha decidido montar un pequeño robot que cuando colisione con un

obstáculo, avance en sentido contrario al de su marcha inicial.

Con esta intención se han redactado las siguientes especificaciones iniciales que debe

cumplir el proyecto:

1) El robot dispondrá de un único motor.

2) Para la alimentación del motor se dispondrá de dos pilas que se conectarán con una

polaridad u otra, en función de las colisiones que sufra.

3) Al poner en funcionamiento el robot, avanzará hacia delante, hasta que choque con un

obstáculo. Cuando colisione irá hacia atrás, hasta que de nuevo colisione. En el

momento de esta colisión, avanzará de nuevo y así sucesivamente.

4) Las dimensiones del robot no pueden superar los 30 cm x 30 cm x 30 cm

5)

6)

7)

NOTA: Lee atentamente el planteamiento del problema, y en especial las especificaciones

iniciales que debe cumplir. Añade tus propias especificaciones iniciales.

3. OBJETIVOS

3.1 OBJETIVO GENERAL

Diseñar y construir un robot que funciona con un motor de corriente continua y un

interruptor de final de carrera, a fin de que cambie la dirección y el sentido de su

movimiento en el momento en el que colisiona con un obstáculo.

3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Elaborar el montaje mecánico del robot que permita su movimiento.

Elaborar el montaje eléctrico del robot que permita el cambio de dirección y sentido de

su movimiento.

4. MARCO CONCEPTUAL

La palabra robot tiene sus orígenes en la palabra checa robbota, que significa "servidumbre

" o "trabajo forzado", la cual fue utilizada por primera vez por el escritor checo Karel

Capek, en 1921, en su obra de teatro "Rossum's Universal Robots (Los Robots Universales

de Rossum)" [1].

NOTA: A través de un texto fluido, se definen todos los conceptos relacionados con el

proyecto.

5. MATERIALES

Los materiales que se emplean son muy simples y fáciles de conseguir:

Un motor con su juego de engranajes y las ruedas correspondientes. Hay juguetes muy

baratos de importación de los que se puede extraer un motor con reductor.

Unas ruedas con su eje que giren libremente.

Un final de carrera. Son fáciles de conseguir en tiendas de componentes electrónicos.

Un interruptor para poner a Cero (0) en marcha o pararlo.

Para alimentar el circuito eléctrico se utilizarán dos pilas de 5 voltios. Si el motor que se

va a utilizar funciona mejor a otro voltaje, debería seleccionarse dos pilas que tengan el

voltaje adecuado para el motor.

Además para la estructura se necesita una chapa de madera (okumen) y menos de un

metro de cuadradillo de 1 cm. El cuadradillo es un listón de madera con la sección

cuadrada, en este caso de 1 cm de lado.

Para unir los componentes de la estructura se usará cola blanca y cola térmica.

NOTA: Es conveniente soldar las uniones eléctricas, pero se podría pensar en hacerlas

enrollando los cables.

6. MONTAJE

Parachoques y final de carrera: El sistema sensor de colisión es puramente mecánico y

está fabricado en madera (una pieza de chapa de okumen de 19 cm x 7,8 cm y una

estructura deslizante fabricada con un cuadradillo de madera de pino de 1 cm de lado).

Para la fabricación de los parachoques, se cortan en el cuadradillo piezas con las siguientes

longitudes:

Una de 23 cm es el eje longitudinal.

Dos de 12 cm que son los parachoques propiamente dichos.

Dos de 3,1 cm para los arcos que hacen de guía al eje longitudinal.

Cuatro de 1 cm para el soporte de los arcos antes mencionados Una de 2 cm para

accionar el final de carrera.

La unión de los parachoques al eje longitudinal está realizada a “media madera”, como se

ve en la fotografía. Esto da cierta robustez y evita que el parachoques salga volando. Es

fácil de hacer con un serrucho y una lima. Cuando se tiene la forma, se unen con cola

blanca.

Los dos arcos que fijan al eje longitudinal se hacen de forma que haya una holgura de cerca

de 1 mm, esto se consigue al fijar los taquitos laterales del arco con cola blanca, y pegando

con cola térmica el arco así formado a la base. La cola térmica eleva el arco lo suficiente

como para que el eje longitudinal pueda deslizarse sin problemas.

Una vez montado, probado y ajustado el eje longitudinal se fija el tope accionador del final

de carrera, y el propio final de carrera, asegurando que se pueda accionar correctamente.

A continuación se puede ver el funcionamiento del sistema parachoques-final de carrera, en

sus dos posiciones.

Esta estructura, se puede utilizar directamente en una Plataforma Móvil Universal , o bien,

dada la sencillez del sistema de tracción se pueden utilizar los restos de algún juguete, que

se pueden pegar fácilmente por la parte inferior con cola térmica.

En la parte superior, también con cola térmica, se fijan directamente las pilas de petaca y el

interruptor.

Posteriormente se realizan las conexiones siguiendo el esquema eléctrico ya mencionado.

Es entretenido montar todo el sistema, pero al ponerlo en marcha empezará la diversión.

Esquema eléctrico: Si se tiene en cuenta que cuando a un motor eléctrico de corriente

continua -como los alimentados con pilas- se le invierten los polos de conexión gira en

sentido contrario, comprender el funcionamiento de Cero (0) es sencillo.

El final de carrera se encarga de alimentar el motor con una pila u otra. Las pilas

suministran por lo tanto corriente al motor con una polaridad u otra, por lo que este gira en

un sentido o el contrario.

En definitiva, para hacer que el motor gire en un sentido o en el otro, lo único que hay que

hacer es poner en una posición u otra el final de carrera SW1.

7. FUNCIONAMIENTO

Cuando Cero (0) se pone en funcionamiento, gracias al interruptor de puesta en marcha,

avanza hasta encontrar un obstáculo (por ejemplo una pared).

En el momento en el que colisiona, el parachoques retrocede, lo que hace que se accione la

palanquita del final de carrera. El motor invierte su sentido de giro, por lo que el robot

retrocede.

Al colisionar la parte de atrás con otro obstáculo, el parachoques trasero se desplazará, la

palanquita del final de carrera se liberará y el robot avanzará de nuevo. Este proceso se

repite indefinidamente, hasta que Cero (0) se para con el interruptor.

8. CONCLUSIONES

NOTA: Las conclusiones de tu trabajo están relacionadas con los objetivos específicos que

planteaste.

9. BIBLIOGRAFÍA

[1] Craig, John J. Robótica,Pearson, Prentice Hall. 2006.

[2] 0 (cero). Disponible en: http://roble.pntic.mec.es/~jsaa0039/cucabot/cero-

funcionamiento.html (04-abr-14; 3:50 pm).