Colegio Nicolás

EsguerraJuan Gutiérrez

Manuel Forero Romero 903

John Alexander Caraballo

La evolución de los modelos educativos no ha sido en consonancia con la evolución de

las nuevas herramientas tecnológicas, dándole a estas un uso rudimentario en el proceso de enseñanza aprendizaje, tendencia que en los últimos años se ha ido revertiendo.

Actualmente las nuevas tecnologías juegan un papel importante en el proceso de enseñanza aprendizaje, siendo los países desarrollados los pioneros en la inclusión de ellas, los cuales han transitado hacia nuevos modelos educativos, tales como los sustentados en la promoción de la creatividad mediante el uso de la robótica.

En lo que a estos nuevos conceptos de enseñanza aprendizaje se refiere, se incluye la realización de robots para facilitar el trabajo académico, empleando dichos robots como herramienta para enseñar y aprender sobre la ingeniería mecatrónica y la robótica.

En este orden de ideas se plantea la robótica educativa como una actividad transdisciplinar, que representa una alternativa didáctica, que de forma paralela a los métodos ya establecidos, desde la perspectiva instrumental, mediante el desarrollo de sistemas robóticos con fines didácticos, permite el aprendizaje en el que los estudiantes encuentren circunstancias favorables para la construcción de conceptos y de su interpretación personal de la realidad. Sin embargo, el planteamiento y desarrollo de las prácticas debe estar guiado por personal con formación en didáctica y pedagogía, que aporte su conocimiento y experiencia en el ámbito educativo.

Introducción a la robotica

Lego Mindstorms es una línea de juguetes de robótica

para niños fabricado por la empresa LEGO, que posee elementos básicos de las teorías robóticas, como la unión de piezas y la programación de acciones en forma interactiva. Este robot fue comercializado por primera vez en septiembre de 1998. El bloque RCX tiene tres versiones oficiales: 1.0, 1.5 y 2.0, las cuales presentan mejoras en el software sin verse afectado mayormente el hardware que se vende con el bloque, sin embargo, la parte electrónica de los bloques no es compatible, ya que las tres versiones poseen distintas regulaciones de voltaje, pero aun así no afecta el hardware que posee el bloque.

Historia de la robótica RCX

El bloque NXT es una versión mejorada a partir de Lego Mindstorms RCX,

que generalmente se considera la predecesora y precursora de los bloques programables de Lego.

Debido a la comercialización de los bloque programables, Lego vendió la generación NXT en dos versiones: Retail Version y Education Base Set. Una ventaja de la versión Educacional es que se incluía las baterías recargables y el cargador, pero esta misma versión debía comprar el software según el tipo de licencia: Personal, Sala de clases, Sitio.

Además, Lego dispuso de varios kits para desarrolladores según las características de los programas que estuvieran desarrollando,

Software Developer Kit (SDK), que incluía los controladores del puerto de USB, archivos ejecutables y referencia a los bytecodes.

Hardware Developer Kit (HDK), incluía la documentación y esquemas para los sensores de NXT.

Bluetooth Developer Kit (BDK), documentos de los protocolos usados para la comunicación Bluetooth

Historia de la robótica NXT

La tercera generación EV3, evolution 3, comenzó a comercializarse en 2013. La versión normal

permite realizar cinco modelos de base. En el sitio web de acompañamiento hay robots adicionales. Hay además otros sitios webs donde se muestran las instrucciones para construir otros modelos y se venden también libros donde se muestran otros modelos adicionales así como guías para desarrollar sus propios modelos.

El bloque EV3 actúa como centro de control y fuente de potencia del robot. Tiene: 4 puertos de entrada rj45 (para conectar los sensores al bloque EV3) 4 puertos de salida rj45 (para conectar los motores al bloque EV3) Un puerto mini USB para PC (para conectar el bloque EV3 a un ordenador) Un puerto de host USB (para agregar un conector Wi-Fi y establecer conexiones en cadena) Un puerto para tarjetas Micro SD (para ampliar la memoria disponible en el bloque EV3) Un altavoz integrado Receptor de señales infrarrojas para recibir comandos Receptor Bluetooth y wifi. El conjunto se completa con 2 servomotores (paso a paso) grandes y un servomotor (paso a paso) pequeño Sensores de color, de contacto Mando a distancia por señales infrarrojas Guía de usuario las piezas de fijación, de movimiento y flexibles especiales, las fijas compatibles con Lego Technic.

Historia de la robótica EV3

Microcontrolador Su microcontrolador interno es Hitachi H8/3292, que funciona a 5 volts y una velocidad

aproximada de 16 Mhz, siendo esa su velocidad máxima para la serie de Hitachi H8/3000. Posee una memoria ROM de 16 Kb, una memoria RAM externa de 32 Kb y posee un decodificador Analógico Digital que permite transformar las distintas entradas de energía en bits. Su empaque original es de un circuito impreso, que carece de zócalos de conexión, y se encuentra soldada a la base del circuito impreso del bloque.

Entradas y salidas Como medio de entradas posee tres conectores que permite capturar la información que

proviene del los distintos sensores. Las entradas se conforma por un bloque de 2x2, que sus cabezas se encuentran rodeadas de un material conductor que permite la lectura del sensor.

Pantalla LCD La pantalla de LCD que trae el Lego Mindstorms permite visualizar tres zonas de datos: Superior, detección en las entradas de los sensores y el nivel de carga de las baterías. Central, zona alfanumérica que permite ver el contador, temporizador o valores

registrados por un sensor. Inferior, indica el sentido de movimiento de los motores. Lateral izquierdo, muestra si hay conexión inalámbrica mediante el puerto infrarrojo

Componente y especificaciones de

NXT

Puerto infrarrojo y comunicación En la parte delantera del bloque RCX, el Lego Mindstorms trae

un puerto infrarrojo que le permite la comunicación con el computador para transferir el firmware y los programas. Funciona a una frecuencia de 37 Khz, que se asemeja a un control remoto de un televisor, transmitiendo datos a una velocidad aproximada de 2.400 bps, lo que implica que cada bit se transmite a 417 us.

Alimentación eléctrica La alimentación eléctrica del bloque es mediante 6 baterías AA

de 1,5 volts, las cuales se conectan en la parte posterior del bloque. Las baterías se conectan en paralelo y proporcionan energía tanto al bloque como a los motores que se conectan al mismo bloque.

Una advertencia que se realiza en el manual de Lego Mindstorms es el reemplazo de las baterías, que ella alimenta a la pila que se encuentra dentro del bloque, permitiendo almacenar los distintos programas y el firmware básico. Si el reemplazo demora más de 1 minuto, la información almacenada se pierde.