contenido PLUS - A

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INTRODUCCIÓNEste material es el complemento perfecto a COMPUTEACH ya que en todosnuestros libros de informática se encuentra contenida la unidad denominada:Robótica Virtual, esta unidad permite al estudiante interactuar con entornosagradables de programación, despertando en el mismo el interés por explorar esteamplio mundo.RoboTeach PLUS, está estructurado con la finalidad que el estudiante conozca elentorno básico de la Robótica, integrando conceptos de Electrónica, Mecánica yReciclaje. Llevando al estudiante a la finalización de un proyecto con característicaspersonalizadas.Todos nuestros contenidos están fundamentados cumpliendo los parámetroseducativos, integrando los métodos pedagógicos y didácticos a fin de hacer unproceso de enseñanza-aprendizaje participativo, entretenido y evolutivo. 1

INDICEHistoria de la Robótica................................................................................................................ 4 ELEMENTOS QUE INTEGRA LA ROBÓTICA...................................................................... 4Electrónica....................................................................................................................................... 5(Circuito Electrónico)................................................................................................................... 5 ACTIVIDAD................................................................................................................................... 6Porta baterías y baterías ........................................................................................................... 7 Fuentes de Energía .................................................................................................................. 7 ACTIVIDAD................................................................................................................................... 8 Conociendo la Batería ............................................................................................................. 9 Conozcamos el Porta baterías ........................................................................................... 10 ACTIVIDAD................................................................................................................................. 11Diodo Emisor de Luz.................................................................................................................. 12(LED) ............................................................................................................................................... 12 ACTIVIDAD................................................................................................................................. 13Resistencias .................................................................................................................................. 14 ACTIVIDAD................................................................................................................................. 15Conductores.................................................................................................................................. 16 ¿Qué es un material conductor?....................................................................................... 16 Conozcamos algunos materiales conductores............................................................. 16 ACTIVIDAD................................................................................................................................. 17Motor Reductor............................................................................................................................ 18 ACTIVIDAD................................................................................................................................. 18Interruptor .................................................................................................................................... 19 Conociendo El Interruptor................................................................................................... 19 ACTIVIDAD................................................................................................................................. 20 1

RECICLAJE..................................................................................................................................... 21 ¿Por qué reciclar? ................................................................................................................... 21Mecánica ........................................................................................................................................ 21 ¿Qué es la Mecánica?............................................................................................................ 21 LA MECÁNICA........................................................................................................................... 22 ACTIVIDAD................................................................................................................................. 24La rueda ......................................................................................................................................... 25 ¿Qué importancia tiene la rueda en la robótica? ....................................................... 25 ACTIVIDAD................................................................................................................................. 27Engranajes .................................................................................................................................... 29 Principales elementos de un engranaje ......................................................................... 30 ACTIVIDAD................................................................................................................................. 30 Clasificación de los engranajes ......................................................................................... 31 ACTIVIDAD................................................................................................................................. 32Elaborando Mi Primer Circuito ............................................................................................... 33Estructurando Mi diseño (Sugerencia) ............................................................................... 35Incorporando el circuito al diseño. ...................................................................................... 37Análisis y presentación............................................................................................................. 39 IMÁGENES DE COMPETENCIAS REALIZADAS ............................................................. 39 OTRAS SUGERENCIAS DE DECORACIONES................................................................. 40 2

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Historia de la RobóticaLa historia de la robótica va unida a la construcción de \"artefactos\", quetrataban de materializar el deseo humano de crear seres a su semejanzay que lo descargasen del trabajo. El ingeniero español Leonardo TorresQuevedo (que construyó el primer mando a distancia para su automóvilmediante telegrafía sin hilo, el ajedrecista automático, el primertransbordador aéreo y otros muchos ingenios) acuñó el término\"automática\" en relación con la teoría de la automatización de tareastradicionalmente asociadas.KarelČapek, un escritor checo, acuñó en 1921 el término \"Robot\" en suobra dramática Rossum's Universal Robots / R.U.R., a partir de lapalabra checa robota, que significa servidumbre o trabajo forzado. Eltérmino robótica es acuñado por Isaac Asimov, definiendo a la cienciaque estudia a los robots. Asimov creó también las Tres Leyes de laRobótica. En la ficción el hombre ha imaginado a los robots visitandonuevos mundos, haciéndose con el poder, o simplemente aliviando delas labores caseras.ELEMENTOS QUE INTEGRA LA ROBÓTICA 1. ELECTRÓNICA: La electrónica es una ciencia muy entretenida que con lleva física, esta se encarga de controlar sistemas como luces, motores, sonidos, alarmas, juguetes, mecanismos, robots, etc. 2. MECÁNICA: Es la disciplina que integra los sistemas mecánicos, electrónicos y de software para crear un dispositivo, maquina o sistema, que cumple su función automáticamente. 3. RECICLAJE: A través del material reutilizable la robótica se puede construir a siendo uso de uno de los recursos que tenemos a nuestro alcance. 4

Electrónica(Circuito Electrónico)Un circuito electrónico es un recorrido parecido al de una pista decarreras que está conformado por un inicio y un fin, es decir, el circuitoelectrónico empieza con una conexión positiva y termina con unaconexión negativa.La principal característica de un circuito electrónico es que debe estarconectado a dos o más componentes por medio de una vuelta orecorrido.La mayoría de aparatos electrónicos funcionan por medio de un circuitoporque se genera una conducción de energía, la que está conformadapor varios componentes electrónicos. 5

Conozcamos el circuito electrónicoBatería Bombillo InterruptorACTIVIDADInstrucciones: En el recuadro de la parte de abajo observarás tresimágenes referentes a los componentes básicos de un circuitoelectrónico. Colorea según se te mostró en la imagen del ejemplo, luegocompleta los nombres.B__T__R__A B__M__I__L__ I__T__R__UP__O__ 6

Porta baterías y bateríasFuentes de EnergíaLas fuentes de energía son todos los recursos que se encuentran en lanaturaleza de los cuales se puede obtener energía. La que se utiliza enactividades y procesos que deben desarrollarse en la vida.Una fuente de energía en Robótica puede ser una “batería” que accionael circuito electrónico que hace funcionar un Robot.Existen fuentes de energías Renovables y No Renovables.Las fuentes Renovables son las que se utilizan de forma regular como:el sol, el calor, el agua, entre otros.Las fuentes de energía No Renovables son las que se utilizan una solavez como: el gas, los fósforos, baterías, etc. 7

ACTIVIDADInstrucciones:En el cuadro que se te presenta a continuación pega tres recortes deEnergía Renovable y No Renovables. 8

Conociendo la BateríaExiste diversidad de tipos y estilos de baterías, a continuación, las másutilizadas: 1) Batería doble A (AA) de 1.5 voltios. 2) Batería triple A (AAA) de 1.5 voltios. 3) Batería de 9 Voltios.Entre esta gama podemos mencionar las alcalinas.Hola, este es mi Hola, este polo positivo es mi polo positivo Y este es mi polo negativo Mi polo negativoBATERIA 9 VOLTIOS. BATERIA AA 1.5 VOLTIOS. 9

Conozcamos el Porta bateríasSu función principal es la unión entre el circuito y la batería. Se conectadirectamente a la batería para que sea este el encargo de transportar laenergía al circuito electrónico.Existen diferentes tipos de porta baterías, podemos mencionar lossiguientes:1) Porta baterías de 9V. El porta baterías también consta de2) Porta baterías doble A (AA). un polo positivo y un polo negativo.3) Porta batería triple A (AAA).PORTA BATERÍAS 1.5 VOLTIOS. PORTA BATERÍAS 9VOLTIOS. 10

ACTIVIDADInstrucciones:En el siguiente cuadro dibuja una Batería de 9 voltios y colorea el polopositivo de color rojo y el polo negativo de color negro. 11

Diodo Emisor de Luz(LED)Conocido por sus siglas en inglés LED (Light Emitting Diode) es undispositivo electrónico capaz de transformar la energía eléctrica en calor.Conozcamos nuestro Diodo Emisor de Luz (LED)Ejemplo de LED (+) (-)El LED consta de dos patitas, una larga (+) positiva que recibe elnombre de “ánodo” y una pata corta (-) negativa que recibe el nombrede “cátodo”. Se debe tomar en cuenta que éste componente puedefuncionar de forma directa con una batería de 1.5 voltios. En el caso deusar una batería de 9 voltios se debe de utilizar una resistencia paraevitar que se queme por la carga de voltios. 12

ACTIVIDADInstrucciones:A continuación, se te muestra la imagen de un LED, deberás colorearlo eidentificar su pata positiva y su pata negativa con la simbología (+) / (-) 13

ResistenciasEs un componente electrónico cuya función es como su nombre lo indicaresistir una carga de energía eléctrica mayor y así evitar que otroscomponentes como él (LED) se lleguen a dañar.Si existieran dos resistencias conectadas en un mismo circuito, recibe elnombre de “diferencia de potencial”. Diferencia de potencial. Se le llama así a la variación de carga, a causa de la influencia que ejercen ambas resistencias.La potencia de una resistencia se mide en ohmios. Para determinar lacantidad de ohmios que resiste este componente se utiliza una tabla decolores.Ejemplo de Resistencia 1,500 Ohm. 14

Tabla de colores para leer una resistencia.ACTIVIDADInstrucciones:Colorea la siguiente resistencia de los mismos colores del ejemplo vistoen clase y anótale la cantidad de ohmios que posee. 15

Conductores¿Qué es un material conductor?Se le llama conductor a los cables que tienen la función de transportarenergía, positiva y negativa que hacen funcionar todos los componenteselectrónicos dentro de un circuito.Conozcamos algunos materiales conductoresSe identifican de la siguiente manera: 1) Cable conductor calibre 22 color rojo: Identifica (+) Positivo 2) Cable conductor calibre 22 color negro: Identifica (-) Negativo 16

ACTIVIDADInstrucciones: Dibuja una línea para unir el símbolo que representa elcolor de cada uno de los cables conductores: 17

Motor ReductorLa función que tiene es la de generar mayor fuerza y así tener unamejor “tracción”. La función principal de un Motor Reductor, estransformar una carga de electricidad producida por una fuente deenergía, en fuerza.Está compuesto por un Motor DC, y los siguientes componentes:1 engranaje de ruedas rectas1 engranaje de ruedas cónicas1 engranaje de cremallera1 engranaje de piñón1 engranaje pequeños circular 18

ACTIVIDADInstrucciones: Coloca dentro del paréntesis el número que tiene el nombre de cadauna de las figuras que se te presentan.() 1. Engranaje de Cremalleras()() 2. Engranaje Circular()() 3. Engranaje de Piñón 4. Engranaje de Ruedas Cónicas 5. Engranaje de Ruedas Rectas 18

InterruptorConociendo El InterruptorEl interruptor, es un componente electrónico que se encarga de abrir ocerrar el paso de corriente. A continuación, observaremos diferentestipos de interruptores:1. l (abierto) 1. On (encendido)2. O (cerrado) 2. Off (apagado) 1. L (abierto) 2. R (cerrado)El nombre correcto es “Interruptor un polo un tiro”. ¿Porqué se le llama así? Porque está formado por dospatitas, una funciona como conductor de corriente, seapositiva o negativa (polo) y la otra patita sirve paracortar el paso de corriente (tiro). 19

ACTIVIDADInstrucciones: En el siguiente espacio, dibuja un interruptor similar alque se te mostró como ejemplo durante la clase, luego colorea. 20

RECICLAJE¿Por qué reciclar?Producimos demasiada basura. Más de un kg. al día por persona.Prácticamente todo lo que vemos a nuestro alrededor puede serreciclado, desde los residuos electrónicos hasta los desechosbiodegradables, vidrio, papel, plásticos, ropa, y un largo etcétera deobjetos y materiales. Es por ello que los beneficios del reciclaje engeneral ayudan a preservar el planeta a muchos niveles. Al aprovecharel valor material de la basura, mejoramos la salud ambiental de nuestroentorno.Mecánica¿Qué es la Mecánica?La mecánica es una de las ciencias que conforman la robótica. Estaciencia es muy importante para comprender y analizar el movimiento oequilibrio de las partes de un robot. Entre los grandes aportes quebrinda la mecánica a la robótica encontramos la posibilidad de analizarlos movimientos que realizará un robot antes de construirlo. La mecánica, también define cuáles serán los componentes necesarios paraqué un robot pueda tener las fuerzas suficientes y desempeñar sus tareas de forma eficiente. 21

LA MECÁNICAPara comprender mejor a que se refiere la palabra mecánica vamos aconocer su concepto: La mecánica es la rama de la física queestudia los objetos dinámicos o en movimiento y tambiénaquellos que se encuentran quietos o estáticos. Las mecánicastambién estudian la transformación de la energía a través decomponentes.¿Qué otro uso tiene la mecánica?La mecánica es aplicada en la construcción de vehículos, maquinas,aviones, edificios, puentes o incluso robots. También nos permiteconocer cuáles son las fuerzas y movimientos involucrados en algún tipode estructura, por ejemplo: cuando un ingeniero construye un puenteque debe ser capaz de resistir mucho peso, lo primero que hace esrealizar un plano en el cual realizara los cálculos necesarios paradeterminar si las fuerzas involucradas por los vehículos que pasaran enel puente serán mayores o menores a la capacidad de resistencia delpuente, así pues aplica las leyes de la mecánica para hacer este tipo detrabajos. 22

La mecánica permite que científicos e ingenieros puedan realizar loscálculos necesarios para saber si una estructura o una maquinafuncionara apropiadamente incluso antes de construirla, debido a que seanalizan las fuerzas involucradas y se aplican operaciones matemáticaspara conocer si los materiales o actuadores serán lo suficientementeresistentes. 23

ACTIVIDADInstrucciones: En el área de recortes PAG. encontraras imágenes deelementos donde vemos implementada la mecánica, procede a recortary pegar en el cuadro que se te muestra a continuación. 24

La rueda¿Qué importancia tiene la rueda en la robótica?La rueda es uno de los mayores descubrimientos que ha hecho el serhumano. Gracias a la rueda podemos disfrutar de distintos medios detransportes terrestres e incluso aéreos que necesitan de estecomponente para poder funcionar.La rueda también se encuentra presente en muchos robots y en laactualidad es el medio más utilizado para el desplazamiento de estos. 25

Historia de la ruedaLa rueda permitió que se pudieran construir carros impulsados porbueyes para el transporte de personas y mercancías y los tornos paratrabajar la cerámica con mayor facilidad y precisión. Según diagramasencontrados en antiguas tablillas de arcilla, la primera rueda de la quese tiene constancia fue usada en Ur, Mesopotamia en torno al 3.500 a.C.Pero pese a que no existan evidencias arqueológicas, se cree que lasprimeras ruedas pudieron aparecer en Sumeria en torno al año 8.000a.C., siendo su invención el resultado de una lenta evolución de lacombinación del rodillo y el trineo.La artesanía fue la primera en utilizar la rueda pues los alfareros larequerían para producir MECANICAMENTE recipientes iguales una y otravez de forma sencilla y rápida. De forma progresiva la rueda se utilizópara el trasporte, las ruedas de carro más antiguas se han encontradoentre los restos de la ciudad de Ur, en la Media Luna de las TierrasFértiles —región de la antigua Mesopotamia—, y datan del 3000 ó 3500a. C. 26

Con el paso del tiempo la rueda fue tomando importancia para eldesarrollo de distintas actividades comerciales y fue el corazón demuchos mecanismos antiguos. La rueda ha evolucionado continuamentey en la actualidad la podemos encontrar en muchas formas y tamaños.ACTIVIDADInstrucciones: Dibuja en el espacio en blanco, tres medios detransporte que utilicen la rueda como principal mecanismo demovimiento, luego colorea. 27

Laboratorio Aplicación de ruedas para movilizar un vehículoEn esta práctica construiremos un vehículo con 4 ruedasMateriales:4 discos compactos 1 Caja de cartón2 pajillas2 palillos para pinchosSilicón frioHerramientas:Tijeras de seguridadReglaProcedimiento: 1. Recorta 4 círculos que cubran el agujero interior de los discos compactos y pégalos con el silicón. 2. Recorta las dos pajillas a una longitud de 15 cm cada una 3. Recorta una base de cartón de 15 cm x 25 cm 4. Adhiere las dos pajillas a los extremos de la base de cartón 5. Utiliza el palillo para atravesar las ruedas por el centro, para este paso solicita la ayuda de tu profesor. 6. Añade silicón frio a los extremos del palillo para que se adhiera a las ruedas 7. Atraviesa el palillo por la pajilla y termina de colocar las ruedas del lado contrario asegurando las con silicón frio. 8. También puedes decorar tu vehículo con temperas y otros materiales de reciclaje. 28

EngranajesUn engranaje es una rueda o cilindro dentado, su función principal estransmitir un movimiento giratorio.Utilizando engranajes apropiados y piezas dentadas planas puedentransformar movimiento giratorio en alternativo y viceversa. 29

Principales elementos de un engranajeLa mayor = coronaLa menor = piñón o cubo.ACTIVIDADInstrucciones: Señale y coloque el nombre en la imagen según lo vistoen clase cual es la Corona y cuál es el Piñón Un conjunto de dos o más engranajes que transmite el movimiento de un eje a otro se denomina TREN DE ENGRANAJES.Los engranajes al igual que las poleas son posibles gracias a lainvención de la rueda, su desarrollo se generalizo en la edad media através de la implementación de mecanismos utilizados en la agriculturay dispositivos de entrada y salida como, por ejemplo: Las puertas de loscastillos de esa época, sin embargo, existe mucha evidencia de que losengranajes han estado en uso desde la época de los filósofos griegos yuna prueba de esto es la computadora de Anticitera. 30

Clasificación de los engranajesLa principal clasificación de los engranajes se efectúa según ladisposición de sus ejes de rotación y según los tipos de dentado. Segúnestos criterios existen los siguientes tipos de engranajes:Ejes paralelos:  Cilíndricos de dientes rectos  Cilíndricos de dientes helicoidales  Doble helicoidalesEjes perpendiculares:  Helicoidales cruzados  Cónicos de dientes rectos  Cónicos de dientes helicoidales  Cónicos hipoides  De rueda y tornillo sinfín 31

ACTIVIDADInstrucciones: Se te presenta la imagen de un sistema de engranajes,deberás identificar la corona y el piñón, luego colorear.Ejercicio: a continuación, se te presenta una imagen de un sistema deengranajes la cual deberás colorear: 32

Elaborando Mi Primer CircuitoMATERIALES1 LED1 Resistencia de 1K1 Cable conductor rojo1 Cable conductor negro1 Motor reductor con rueda1 Interruptor de 1 polo 1 tiro1 Porta baterías de 9VCinta de aislarTijerasPROCEDIMIENTOTRABAJANDO POSITIVOS. 1. Ubicamos el positivo del LED (Recordemos la patita más larga), allí uniremos la resistencia al lado positivo del LED, haciendo un pequeño entorchado, aseguramos con cinta de aislar. 2. Cortamos un pedazo de cable conductor rojo y aseguramos al otro extremo de la resistencia. 3. El extremo del cable conductor rojo lo unimos al cable rojo del porta baterías. 4. A esta unión se le debe incluir a través de un entorchado el cable rojo del motor (es decir el positivo) y asegurar la unión de estas piezas. 33

TRABAJANDO NEGATIVOS. 1. El LED posee una patita negativa que la identificamos porque es la más corta, esta le colocaremos un pedazo de cable conductor negro y aseguramos haciendo un pequeño entorchado. 2. El otro extremo del cable conductor negro lo unimos a un extremo del interruptor. 3. En el otro extremo del interruptor colocamos el cable negro (negativo) del porta baterías. 4. El negativo o cable negro del motor reductor lo conectaremos al mismo extremo del interruptor donde colocamos el cable conductor negro. 5. Aseguramos todas las uniones con cinta de aislar. 6. Colocamos la batería de 9V en el porta baterías y accionamos para verificar su correcto funcionamientoIMAGEN DEL CIRCUITO YA TERMINADO 34

Estructurando Mi diseño (Sugerencia)MATERIALES1 Esfera de duroport #81 Bote plástico6 Paletas (baja lengua)2 Tapitas plásticasTijerasSilicónPROCEDIMIENTO 1. Cortar la esfera de duroport por la mitad (solo utilizaremos la mitad de una esfera podemos utilizar para dos proyectos). 2. Del bote plástico medimos 12 cms. de altura y cortamos (recordemos la circunferencia del bote debe tener la misma que la esfera de duroport). 35

3. Con las paletas armaremos dos grupos de tres paletas cada grupo.4. Cortar las tapitas por la mitad.ARMANDO EL DISEÑO a. Procedemos a pegar la esfera de duroport a la base de plástico que cortamos. b. Los dos grupos de paletas que tenemos simularan los brazos de nuestro robot, por tal motivo los pegaremos en los laterales de nuestra base (recordemos deben estar en posición diagonal y hacia el mismo lado). c. Las tapitas las colocamos y aseguramos con silicón, cada mitad en cada extremo de las paletas. d. Realizamos un pequeño corte vertical de medidas aproximadas de 4 cms. de ancho * 8 cms. de alto (este corte se realiza en la parte inferior de nuestra base) e. Realizamos un corte rectangular con medidas de 2.5 cms de ancho * 1 Cm. De alto (Realizarlo en lugar estratégico). f. Realizamos un pequeño agujero en la parte frontal de nuestro proyecto, es decir en la bola de duroport que simula la cabeza de nuestro proyecto. Este agujero lo podemos realizar con la punta de un lápiz o con la punta de un clip (recordemos hacerlo con paciencia y cuidado pues el duroport es un material sensible). 36

Incorporando el circuito al diseño.En este taller se explica los puntos estratégicos para la integración delcircuito previamente realizado y probado, para ello debemos realizar lossiguientes procesos: 1. Tomamos el circuito y procedemos a colocar el LED en el agujero que realizamos en la cabeza del robot (es decir en la esfera de duroport), lo aseguramos con silicón. 2. Ubicamos el interruptor en el rectángulo que realizamos, lo aseguramos con silicón. 3. En el corte vertical que tenemos se colocara la rueda y el motor, lo aseguramos a una de las paredes de la base con silicón. Recordemos dejar suelto el porta baterías. 4. Ubicamos la batería en la parte externa de nuestro robot.ULTIMOS DETALLES  Recordemos pintar o decorar según la creatividad del estudiante y/o el docente.  Se sugiere pintar la cabeza de duroport o la base con temperas según su elección de color.  Incorporar detalles como triangulo o elipses. 37

PLANTILLA PARA DECORAR R2D238

Análisis y presentaciónEn esta última clase se recomienda realizar la presentación del proyectoya concluido.Se sugiere se asigne un espacio en el cual se construirán de tres acuatro carriles una línea de salida y una línea de meta, con la finalidadque cada grupo coloque el proyecto ya terminado y se realice unacompetencia.Al finalizar la actividad recopilar información sobre la experiencia alconcluir el proyecto de robótica.IMÁGENES DE COMPETENCIAS REALIZADAS 39

OTRAS SUGERENCIAS DE DECORACIONES 40