Páginas:
460
Edición:
1
Fecha de publicación:
06/06/2021
ISBN:
9788426732033
Formato:
19.5x28.5 cms
Colección

Cómo crear un robot educativo

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Tiene entre sus manos un libro eminentemente práctico, dirigido a los interesados en aprender conceptos de electricidad y electrónica montando un producto eléctrico-electrónico: un robot educativo. Su contenido es ideal para cualquier ciclo formativo de la familia profesional de Electricidad-Electrónica, ya que permite adquirir los conocimientos previstos en los módulos a través de la praxis. El libro también es válido para las clases de tecnologías en la ESO y Bachillerato, pues no requiere de conocimientos previos sobre electricidad o electrónica.

Con la lectura de este libro, podrá adquirir los conocimientos y las habilidades que le serán de gran ayuda en su vida profesional, como la lectura e interpretación de esquemas eléctricos, el diseño básico de circuitos, la realización de esquemas eléctricos por ordenador, la simulación de circuitos, el montaje de prototipos en placas de prueba, el diseño y montaje de PCB, el manejo de la instrumentación, la localización de averías en circuitos, la lógica de la programación, la realización de programas para controlar circuitos, así como el diseño de estructuras en 3D y el diseño de APPs.

Además, el libro viene acompañado de muchos recursos gratuitos:

  • Más de 60 videotutoriales de apoyo.
  • Entornos 3D interactivos con circuitos donde poder ver en detalle el montaje de un circuito eléctrico-electrónico.
  • Entornos virtuales 360 con los que acceder, por ejemplo, a todos los vídeos de un determinado capítulo.
  • Un anexo que incluye más de 210 enlaces a recursos gratuitos.
  • Otro tipo de contenidos relacionados con las TIC y STEAM (hologramas, realidad aumentada, etc.)

Desde la página web www.marcombo.infocon el código incluido en las primeras páginas del libro, podrá acceder a todos los vídeos y a otros materiales gratuitos relacionados con este libro.

Asimismo, al final del libro se detallan 35 actividades para realizar con su robot educativo, entre las que destacan varias tareas para Formación Profesional.

Florentino Blas Fernández Cueto: profesor de Formación Profesional de la familia profesional Electricidad-Electrónica en el CIFP Ferrolterra de Ferrol.

Si quiere descargar la Guía de usuario del robot K-Bot v.4 haga clic AQUÍ.

 

Prefacio
INTRODUCCIÓN……………………………………………………………………………………………………………………….2
A quién va dirigido este libro………………………………………………………………………………………………..2
¿Por qué montar un robot y no comprarlo?……………………………………………………………………………4
Relación de capítulos de este libro………………………………………………………………………………………..4
Cómo usar este libro con los alumnos de electrónica………………………………………………………………7
Contenidos en realidad aumentada………………………………………………………………………………………7
Contenidos en realidad virtual……………………………………………………………………………………………..8
Recursos dentro de cada capítulo………………………………………………………………………………………….8
Otras consideraciones………………………………………………………………………………………………………….9
CAPÍTULO 1: SENTÁNDOME A PENSAR……………………………………………………………………………………….2
1.1 ¿Qué es un robot?…………………………………………………………………………………………………………3
1.2 ¿Cómo quiero que funcione mi robot?…………………………………………………………………………….3
1.3 ¿Cómo empezar?…………………………………………………………………………………………………………..5
1.3 ¿Qué programas informátcos debo de usar?……………………………………………………………………5
1.4 ¿Qué equipos, componentes y herramientas voy a necesitar?…………………………………………….6
1.5 ¿Dónde compro los componentes que no tengo?……………………………………………………………..7
1.6 ¿De qué forma puedo plantear una duda o consulta?………………………………………………………..7
1.7 ¿Seré capaz de desarrollar este robot?…………………………………………………………………………….8
1.8 ¿Y todo va a funcionar cuando lo haya montado?……………………………………………………………..8
CAPÍTULO 2: CÓMO EMPEZAR…………………………………………………………………………………………………..2
2.1 El fuuo de trabauo…………………………………………………………………………………………………………..2
2.2 El esquema de bloques del robot…………………………………………………………………………………….4
2.3 Creación de la estructura de carpetas………………………………………………………………………………6
Euercicio 1: Crear la estructura de carpetas……………………………………………………………………….7
El súper gestor de archivos…………………………………………………………………………………………………..8
Euercicio 2: Instalación y confguración de Total Commander………………………………………………9
El paquete de electrónica…………………………………………………………………………………………………..11
Euercicio 3: Instalación de Kicad y descarga de las librerías………………………………………………..12
Sobre las librerías de Kicad…………………………………………………………………………………………………16
Otras consideraciones……………………………………………………………………………………………………….17
¿Seguro que quiere seguir leyendo este libro?……………………………………………………………………..17
El proceso de diseño y desarrollo en los siguientes capítulos………………………………………………….18
Recordando el esquema de bloques del robot………………………………………………………………………18
CAPÍTULO 3: DISEÑO Y DESARROLLO DEL BLOQUE DE ALIMENTACIÓN…………………………………………..3
3.1 Las tareas de diseño y desarrollo (Ordinograma de diseño)………………………………………………..3
3.1.1 Tarea 1 – Análisis de las característcas del circuito a diseñar………………………………………4                                                                    Las matemátcas y las relaciones entre los parámetros eléctricos…………………………………..6
Determinando lo que consumirá en amperios el robot………………………………………………….9
3.1.2 Tarea 2 – Posibles soluciones mediante circuitos……………………………………………………..11
Lo que hay que saber antes de buscar las soluciones…………………………………………………..11
Escogiendo la batería………………………………………………………………………………………………13
El primer esquema eléctrico del bloque de alimentación…………………………………………….15
3.1.3 Tarea 3 – Elección del circuito a usar según precio, etc……………………………………………..16
El segundo esquema eléctrico del bloque de alimentación…………………………………………..17
El tercer esquema eléctrico del bloque de alimentación………………………………………………19
El cuarto y últmo esquema del bloque de alimentación………………………………………………22
3.1.4 Tarea 4 – Dibuuo del esquema eléctrico (CAD)………………………………………………………….24
3.1.5 Tarea 5 – Cálculos……………………………………………………………….29
El prototpo electrónico…………………………………………………………………30
Calculando el circuito…………………………………………………………………….31
Ejercicio 4: Medida del consumo de un motor……………………………….32
Cálculo de la energía o capacidad que puede entregar la batería………………………………….35
Cálculo de los valores de los condensadores………………….,……………..35
Euercicio 5 Repasar la ley de Ohm y la ecuación de la potencia……………………………………..36
3.1.6 Tarea 6 – Simulación por ordenador (CAE)………………………………………………………………36
Por qué no se puede simular el bloque de alimentación………………………………………………37
Euercicio 6: Simulación de parte del bloque de alimentación………………………………………..37
Los programas de simulación……………………………………………………………………………………38
3.1.7 Tarea 7 – Montaue del circuito en una placa de pruebas……………………………………………39
Metodología de montaue……………………………………………………………….40
Maneuo del multmetro……………………………………………………………40
La lista de la compra……………………………………………………………………..42
Las herramientas…………………………………………………………………….44
Ver el circuito de alimentación montado en 3D con vistas……………………………………………45
El proceso de montaue del bloque de alimentación en placa de pruebas……………………….46
Euercicio 7 Intentar arreglar un circuito cuando no funciona…………………………………………66
3.1.8 Tarea 8 – Diseño de la placa de circuito impreso o PCB (CAD)……………………………………69
Manual de Kicad…………………………………………………………………..69
Paso 1: Las dimensiones de la placa de circuito impreso………………………………………………69
Paso 2: La forma de suuetar la placa de circuito impreso………………………………………………70
Paso 3: Defnir el contorno de la placa de circuito impreso en PcbNew………………………….71
Paso 4: Colocación de los tornillos…………………………………………………………………………….73
Paso 5: Colocación de todos lo componentes dentro de la pcb…………………………………….74
Paso 6: Trazado de las pistas…………………………………………………………………………………….75
Paso 7: Verifcar que el circuito no tene errores…………………………………………………………75
Paso 8: Colocación de textos descriptvos…………………………………………………………………..76
Paso 9: Ver el circuito montado en 3D…………………………………………….77    Paso 10: Imprimir el diseño en papel…………………………………………………………………………77
3.1.9 Tarea 9 – Fabricación de la PCB (CAM)……………………………………………………………………79
Paso 1: Generar los fcheros gerbers………………………………………………………………………….79
Paso 2: Comprobar que este diseño se puede fabricar…………………………………………………80
Paso 3: Fabricación de la pcb en PCBWay…………………………………………………………………..81
Evitar diseñar la PCB y pedirla a PCBWay……………………………………………………………………83
3.1.10 Tarea 10 – Montaue de los componentes en la PCB…………………………………………………85
Ayuda al montaue – Modelo en 3D…………………………………………………………………………….85
Proceso de montaue en la PCB y comprobación…………………………………………………………..86
Bloque de alimentación terminado……………………………………………………………………………88
Presentación del bloque de alimentación en Realidad Aumentada…………………………………………88
CAPÍTULO 4: DISEÑO DEL ESQUEMA DE BLOQUES DEL BLOQUE DE CONTROL………………………………..2
4.1 Introducción………………………………………………………………………………………………………………….2
4.2 Proceso de diseño del esquema de bloques……………………………………………………………………..2
4.2.1 Consideraciones iniciales………………………………………………………………………………………..2
4.2.2 El “cerebro” del robot…………………………………………………………………………………………….3
4.2.3 Los bloques funcionales del bloque de control………………………………………………………….4
4.2.4 Desarrollo del esquema de bloques…………………………………………………………………………5
4.2.5 Conexionado de los bloques funcionales del bloque de control…………………………………..8
4.3 Todos los bloques funcionales en 3D en un entorno virtual 360………………………………………..10
CAPÍTULO 5: DESARROLLO DEL BLOQUE DE CONTROL PARTE 1 – CEREBRO Y ENTRADA DE
ALIMENTACIÓN………………………………..3
5.1 Introducción…………………………………………………………………3
5.2 Metodología de diseño y desarrollo……………………………………….3
5.3 Tarea 1: Diseño del bloque funcional del “cerebro”……………….4
5.3.1 Tarea 1.1: Descripción del funcionamiento del bloque funcional del “cerebro”……………..4
5.3.2 Tarea 1.2: Realización del esquema eléctrico……………………….4
Paso 1: El símbolo del microcontrolador Arduino Nano……………………..5
Paso 2: Estudio de los terminales del Arduino Nano…………………………5
Paso 3: Terminando el esquema eléctrico………………………………6
Euercicio 8: Medir las tensiones en el Arduino Nano…………………….6
5.3.3 Tarea 1.3: Programación usando Facilino…………………………8
Paso 1: Conociendo Facilino…………………………………………..8
Paso 2: Usando Facilino……………………………………………9
5.3.4 Tarea 1.4: Simulación del programa………………………………..10
Euercicio 9: Probar un primer programa en Tinkercad………………………………………………….10
5.3.5 Tarea 1.5: Montaue y programación del bloque funcional del “cerebro” en una placa de  pruebas…………………………….12
Paso 1: Disponer de los componentes electrónicos…………………………….12
Paso 2: Montar el circuito……………………………………………………………13
Ver el montaue en 3D con vistas………………………………………………….15
Paso 3: Programación del montaue en placa de pruebas real………………………………………..15                                                                        5.4 Tarea 2: Diseño del bloque de la entrada de alimentación………………………………………………..18
5.4.1 Tarea 2.1: Descripción del funcionamiento……………………………………………………………..19
5.4.2 Tarea 2.2: Realización del esquema eléctrico…………………………………………………………..19
Paso 1: Esquema de la entrada de alimentación – parte 1…………….19
Euercicio 10: Funcionamiento del potenciómetro…………………………….21
Paso 2: Esquema de la entrada de alimentación – parte 2……………………………………………23
Paso 3: Programación inicial con Facilino……………………………..27
Euercicio 11: Lectura de una tensión analógica con un microcontrolador……………………….28
Paso 4: Esquema de la entrada de alimentación – parte 3……………………………………………30
5.4.3 Tarea 2.3: Montaue de la entrada de alimentación en una placa de pruebas……………….30
Paso 1: Disponer de los componentes electrónicos……………………………………………………..30
Paso 2: Montaue del bloque funcional de la “entrada de alimentación”…………………………32
Paso 3: Programación del Arduino Nano……………………………34
CAPÍTULO 6: DESARROLLO DEL BLOQUE DE CONTROL PARTE 2 BLUETOOTH Y CIRCUITO DE VOZ………3
6.1 Introducción…………………………………………………………………………….3
6.2 Las funciones en programación………………………………………4
6.3 Tarea 3: Diseño del bloque del módulo bluetooth……………………………………………………………..5
6.3.1 Tarea 3.1: Descripción del funcionamiento……………………………………………5
6.3.2 Tarea 3.2: Realización del esquema eléctrico…………………………………………………………….6
6.3.3 Tarea 3.3: Montaue del bloque funcional del bluetooth…………………………………………….11
Paso 1: Disponer de los componentes electrónicos……………………………………………………..11
Paso 2: Montaue del circuito en la placa de pruebas…………………………………………………….11
Paso 3: Medida de la tensión que le llega al módulo para verifcar el montaue……………….13
6.3.4 Tarea 3.4: Programación con Facilino………………………………………13
Paso 1: Lo que hay que saber antes de programar……………………………..13
Paso 2: Los tpos de variables que hay que declarar…………………………………………………….16
Paso 3: Creación de la función FBAT de la batería en Facilino……………………………………….17
Paso 4: Creación del bloque para comunicarse con el móvil…………………………………………20
6.3.5 Tarea 3.5: Probar el funcionamiento del programa con el móvil………………………………..23
Paso 1: Copiar el código generado en Facilino dentro del IDE de Arduino………………………23
Paso 2: Descarga e instalación de la app de control del robot……………………………………….24
Paso 3: Probando el programa………………………………………..24
Euercicio 12: Verifcar que la batería del robot está cargada usando la app…………………….25
6.3.6 Tarea 3.6: Meuorar la función de la batería FBAT………………………………………………………28
6.4 Tarea 4: Diseño del bloque del circuito de voz…………………………………………………………………29
6.4.1 Tarea 4.1: Descripción del funcionamiento……………………….29
6.4.2 Tarea 4.2: Realización del esquema eléctrico…………………………………………………………..29
Paso 1: Elección del circuito reproductor de voz…………………………………………………………30
Paso 2: Estudio de la houa de datos del MP3 DFPlayer Mini………………………………………….30
Paso 3: Dibuuo del esquema eléctrico…………………………………..31
6.4.3 Tarea 4.3: Montaue del circuito……………………………………………33      Paso 1: Disponer de los componentes electrónicos del esquema de la fgura 6.40………….33
Paso 2: Montaue del regulador de tensión……………………………….34
Paso 3: Medida de la tensión de salida del regulador…………………….35
Paso 4: Montaue del módulo de voz……………………………………………..36
6.4.4 Tarea 4.4: Conexionado de las placas de prueba………………………37
6.4.5 Tarea 4.5: Creación de los mensajes de voz………………………………38
Paso 1: Conseguir los mensaues de voz en formato MP3…………………….38
Paso 2: Guardar los mensaue de voz en la tarueta micro SD………………..39
6.4.6 Tarea 4.6: Programación………………………………..39
Paso 1: Descarga e instalación de la librería para el módulo de voz……………………………….39
Paso 2: Programación en Facilino………………………………………….40
6.4.7 Tarea 4.7: Verifcar que el proyecto funciona…………………………..45
Ver un vídeo del proyecto funcionando……………………………………..45
CAPÍTULO 7: DESARROLLO DEL BLOQUE DE CONTROL PARTE 3 TECLADO , DRIVERS Y SENSOR DE
OBSTÁCULOS…………………………..2
7.1 Introducción…………………………………………………………….2
7.2 Tarea 5: Diseño del bloque del teclado………………………………………..2
7.2.1 Tarea 5.1: Descripción del funcionamiento………………………………3
7.2.2 Tarea 5.2: Realización del esquema eléctrico………………………….3
Euercicio 13: Montaue del teclado en Tinkercad y medida de tensiones…………………………………6
Euercicio 14: Meuorar el esquema del teclado y probarlo en Tinkercad…………………………………7
7.2.3 Tarea 5.3: Programación con Facilino para leer el pulsador presionado………………………..9
Paso 1- Conversión de valores analógicos a digitales dentro del microcontrolador……………9
Paso 2- Tabla de lectura de las teclas presionadas…………………………….10
Paso 3- Realización del programa……………………………………….11
Paso 4- Comprobar el funcionamiento en Tinkercad………………………….13
7.2.4 Tarea 5.4: Montaue del circuito, medidas y programación…………………………………………15
7.3 Tarea 6: Diseño del bloque funcional del driver uunto con los motores……………………………….16
7.3.1 Tarea 6.1: Descripción del funcionamiento………………………17
7.3.2 Tarea 6.2: Realización del esquema eléctrico…………………………………………………………..17
7.3.3 Tarea 6.3: Montaue del circuito……………………………………..18
Paso 1: Conseguir los componentes electrónicos……………………..19
Paso 2: Conexionado del teclado uunto con los drivers y los motores…………………………….19
7.3.4 Tarea 6.4: Programación con Facilino……………………………20
7.4 Tarea 7: Diseño del bloque funcional del sensor de obstáculos………………………………………….24
7.4.1 Tarea 7.1: Descripción del funcionamiento……………………………25
7.4.2 Tarea 7.2: Realización del esquema eléctrico………………………….25
7.4.3 Tarea 7.3: Montaue del sensor de obstáculos……………………………26
7.4.4 Tarea 7.4: Programación con Facilino…………………..27
7.4.5 Tarea 7.5: Verifcar el funcionamiento de los tres bloques funcionales……………………….31
Paso 1: Copiar el código generado con Facilino en el IDE de Arduino…………………………….31
Paso 2: Comprobar que el proyecto funciona…………………………….31          Ver un vídeo de los tres bloques de este capítulo funcionando………………………………………….35
CAPÍTULO 8 DESARROLLO DEL BLOQUE DE CONTROL PARTE 4 BLOQUES DE AYUDA Y SENSOR DE SONIDO……………..2
8.1 Introducción……………………………………..2
8.2 Tarea 8: Diseño del bloque de ayuda…………………………….2
8.2.1 Tarea 8.1: Descripción del funcionamiento………………………………2
8.2.2 Tarea 8.2: Realización del esquema eléctrico…………………………3
8.2.3 Tarea 8.3: Montaue y simulación en Tinkercad………………………3
8.2.4 Tarea 8.4: Programación en Facilino………………………4
8.2.5 Tarea 8.5: Probar el programa en Tinkercad………………………….5
8.2.6 Tarea 8.6: Montar y probar este proyecto en la realidad…………….6
8.3 Tarea 9: Diseño del bloque funcional del sensor de sonidos……………7
8.3.1 Tarea 9.1: Descripción del funcionamiento………………………….7
8.3.2 Tarea 9.2: Realización del esquema eléctrico………………………………7
Euercicio 15: Simular el sensor de sonidos en Kicad……………………………11
8.3.3 Tarea 9.3: Montaue del sensor………………………………….15
Paso 1- Disponer de los componentes electrónicos…………………………..15
Paso 2- Montaue de los componentes en la placa de pruebas……………..15
Ayuda al montaue…………………………………………16
8.3.4 Tarea 9.4: Medida de la señal de salida del sensor de sonido……………….16
8.3.5 Tarea 9.5: Programación con Facilino………………………………….17
8.3.6 Tarea 9.6: Probar el funcionamiento del sensor de sonido una vez programado………….17
Euercicio 16: Reacciones según el nivel del sonido……………………..18
8.4 Vídeo del bloque del sensor de sonido funcionando………………………19
CAPÍTULO 9 BLOQUE DE CONTROL TERMINADO Y DISEÑO DE LA PCB……………………………………………2
9.1 Introducción…………………………………………………………………..2
9.2 Contenidos dentro de un holograma…………………………………………..2
9.3 Reestructuración del diseño………………………………………………..3
9.4 El esquema fnal de la placa de control……………………………………3
9.4.1 Tarea 9.1: Descarga de todos los fcheros del proyecto del bloque de control……………….4
9.4.1 Tarea 9.2: Estudio del esquema eléctrico………………………………………………………………….5
9.5 Diseño de la placa de circuito impreso…………………………………………6
9.5.1 Introducción……………………………………………………………….6
9.5.2 Consideraciones iniciales sobre el diseño de la PCB del bloque de control……………………7
9.5.3 El proceso de diseño de la PCB…………………………………………8
Paso 1- Abrir el proyecto en Kicad y colocar los componentes en la PCB………………………….8
Paso 2- Trazado de las pistas…………………………………11
Paso 3- Relleno de cobre………………………………………………..12
Últmos pasos para terminar el diseño……………………………………….13
CAPÍTULO 10 MONTAJE Y VERIFICACIÓN DE LA PCB DE CONTROL……………………………………………2
10.1 Introducción……………………………………………………….2
10.2 Ayuda al montaue – Modelo en 3D……………………………2                      10.3 Todo lo que necesita antes de comenzar…………………………………3
10.4 El proceso de montaue y verifcación de los bloques funcionales en la PCB02……………………..5
Paso 1: Montaue del bloque “Entrada de alimentación”……………………5
Paso 2: Estudio, montaue y verifcación del sensor de sonidos………………7
Esquema eléctrico del sensor de sonidos………………………………….7
Montaue del sensor en la PCB02………………………………………….7
Comprobar que el sensor de sonidos funciona………………………………..8
Paso 3: Estudio, montaue y verifcación del bloque funcional “Help – Int/Out”………………………9
Esquema eléctrico de este bloque funcional………………………………………9
Montaue de los componentes en la PCB02…………………………………..9
Verifcar el funcionamiento del circuito montado sobre la PCB02…………………………………10
Paso 4: Montaue del bloque del microcontrolador y del driver de los motores paso a paso…..11
Paso 5: Montaue y verifcación del bloque funcional de la voz……………………………………………12
Esquema eléctrico del bloque funcional de voz………………….12
Disponer de los componentes electrónicos………………………………….12
Montaue de una parte de este bloque…………………………………….13
Verifcación de parte del circuito de voz………………………13
Paso 6: Estudio y montaue del bloque funcional audio visuales………………………………………….14
Funcionamiento……………………………………………..14
Montaue del bloque audio visuales…………………………………….14
Paso 7: Montaue del bloque Bluetooth…………………………15
Paso 8: Montaue y calibración del Sensor de obstáculos…………………..15
Disponer de los componentes……………………………………….15
Proceso de montaue………………………………………………….16
Calibración del sensor de obstáculos……………………………………..17
Paso 9: Montaue del resto de los componentes de la PCB02 de control………………………………18
Paso 10: Carga de los mensaues de voz en la tarueta micro SD…………19
CAPÍTULO 11 LOS BLOQUES DEL TECLADO TÁCTIL Y DE LA CARA……………………………………..2
11.1 Introducción………………………..2
11.2 Tarea 10 – El teclado táctl del robot……………………………………..2
11.2.1 Característcas del bloque del teclado táctl………………………..3
11.2.2 El esquema eléctrico del bloque del teclado……………………………..3
11.2.3 Diseño del teclado táctl…………………………………………………….4
Euercicio 17: Montaue y simulación del teclado táctl en TinkerCad………………………………………5
11.2.4 Programación para leer las teclas táctles………………………………….8
11.2.5 Simulación del teclado táctl en TinkerCad………………………………11
11.2.6 Diseño de la placa de circuito impreso del teclado táctl – PCB03……………………………..12
11.2.7 Montaue y verifcación del teclado táctl………………………………….13
11.2.7.1 Paso 1: Disponer de los componentes electrónicos………………….13
11.2.7.2 Paso 2: Montaue de los cuatro terminales del conector J1……………………………….14
11.2.7.3 Paso 3: Montaue de la parte de selección de modo de trabauo y J4……………………14                                                                                                    11.2.7.4 Paso 4: Verifcar el funcionamiento del modo de trabauo…………………………………15
11.2.7.5 Paso 5: Soldar los conectores de tres terminales a los sensores táctles…………….16
11.2.7.6 Paso 6: Montar y verifcar el funcionamiento del primer sensor SW1……………….17
11.2.7.7 Paso 7: Montar y verifcar el resto de los sensores………………………………………….18
11.2.7.8 Paso 8: Montar los conectores J2 y J3……………………………………………………………18
11.3 Tarea 11 – La cara del robot…………………………………………………………………………………………19
11.3.1 El esquema eléctrico del bloque de la cara……………………………………………………………20
11.3.2 Estudio del esquema eléctrico……………………………………………………………………………..20
Euercicio 18: Indicador de batería baua usando la cara………………………………………………………21
11.3.3 Descarga de todos los materiales de la PCB04 de la cara…………………………………………24
11.3.4 Montaue y verifcación del bloque de la cara del robot……………………………………………24
11.3.4.1 Paso 1: Conseguir los componentes electrónicos……………………………………………24
11.3.4.2 Paso 2: Conseguir la placa de circuito impreso PCB04 de la cara………………………25
11.3.4.3 Paso 3: Verifcación del montaue usando la placa montada en 3D…………………….25
11.3.4.4 Paso 4: Montaue de los componentes en la placa de circuito impreso PCB04…….25
11.3.4.5 Paso 5: Verifcar que la PCB04 de la cara funciona………………………………………….26
CAPÍTULO 12: EL PROGRAMA DEL ROBOT O FIRMWARE………………………………………………………………2
12.1 Introducción………………………………………………………………………………………………………………..2
12.2 Ordinograma del frmware……………………………………………………………………………………………2
12.3 Estudio del frmware…………………………………………………………………………………………………….3
12.4 Las funciones del frmware……………………………………………………………………………………………5
12.5 Las variables del frmware…………………………………………………………………………………………….6
12.6 Descarga de los programas del robot……………………………………………………………………………..7
12.7 Instalación del frmware principal………………………………………………………………………………….8
12.8 Analizando el frmware desde el IDE de Arduino……………………………………………………………..9
12.9 Estudio y modifcación de funciones………………………………………………………………………………9
Euercicio 19: Cambiar la forma de trabauar de una función……………………………………………10
12.9.1 Cómo meuorar una función…………………………………………………………………………….13
CAPÍTULO 13: VERIFICACIÓN DE TODA LA ELECTRÓNICA………………………………………………………………2
13.1 Introducción………………………………………………………………………………………………………………..2
13.2 Descarga y estudio del esquema eléctrico completo del robot………………………………………….2
13.3 Los cables de conexión entre las cuatro placas de circuito impreso……………………………………4
13.4 Conexionado de las placas y verifcación del funcionamiento……………………………………………5
13.4.1 Montaue del conector J1 de la placa PCB02……………………………………………………………..5
13.4.2 Verifcación del consumo de la placa de control PCB02…………………………………………….6
13.4.3 Montaue y verifcación de las placas PCB01 y PCB02…………………………………………………6
13.4.4 Montaue y verifcación de las placas PCB01, PCB02 y PCB03………………………………………7
13.4.5 Conectar la PCB04 de la cara en el teclado táctl y verifcar que funciona……………………8
13.4.6 Cambiar el nombre al módulo bluetooth………………………………………………………………..8
13.4.7 Verifcación del funcionamiento usando un dispositvo móvil……………………………………9
13.4.8 Pruebas con los motores conectados……………………………………………………………………10                      CAPÍTULO 14: DISEÑO Y FABRICACIÓN DE LA ESTRUCTURA 3D DEL ROBOT…………………………………….2
14.1 Introducción………………………………………………………………………………………………………………..2
14.2 Lo que ya sabemos sobre esta estructura……………………………………………………………………….2
14.2 Disposición de materiales para diseñar la estructura……………………………………………………….3
14.3 Proceso de diseño de la estructura………………………………………………………………………………..3
14.3.1 Diseño de la pieza que suueta los motores……………………………………………………………….4
14.3.2 Creación del soporte de los motores en 3D con Sketchup online……………………………….6
14.3.3 Creación del cuerpo……………………………………………………………………………………………10
14.3.4 Elementos del cuerpo…………………………………………………………………………………………13
14.3.5 Plantlla para el cuerpo del robot………………………………………………………………………….14
14.3.6 Creación de los brazos………………………………………………………………………………………..15
14.3.7 Creación de obuetos……………………………………………………………………………………………16
14.4 Todas las piezas de la estructura 3D……………………………………………………………………………..16
CAPÍTULO 15: MONTAJE DEL ROBOT Y PRUEBAS DE FUNCIONAMIENTO………………………………………..2
15.1 Introducción………………………………………………………………………………………………………………..2
15.1 Relación de materiales para montar el robot K-Bot v.4……………………………………………………..2
15.2 Montaue del robot K-Bot v.4………………………………………………………………………………………….3
15.2.1 Paso 1: Montaue del soporte de la canica sobre el soporte de los motores………………….4
15.2.2 Paso 2: Montaue de los motores…………………………………………………………………………….4
15.2.3 Paso 3: Montaue del soporte de las PCB………………………………………………………………….4
15.2.4 Paso 4: Colocación de los cables de los motores………………………………………………………5
15.2.5 Paso 5: Colocación de la PCB01 y de los separadores de 25 milímetros………………………5
15.2.6 Paso 6: Montaue de la PCB02 sobre los separadores plástcos……………………………………6
15.2.7 Paso 7: Verifcar que la PCB02 funciona………………………………………………………………….6
15.2.8 Paso 8: Montaue de la PCB03 del teclado táctl………………………………………………………..6
15.2.9 Paso 9: Conexión de la PCB04 y montaue de la pieza número 7 a la PCB03………………….7
15.2.10 Paso 10: Montaue de las ruedas y la canica……………………………………………………………7
15.2.11 Paso 11: Montaue del cuerpo del robot y de la PCB04 de la cara………………………………7
15.3 Realización de pruebas de funcionamiento…………………………………………………………………….8
15.3.1 Pruebas funcionales en modo K-Bot……………………………………………………………………….9
15.3.2 Pruebas de funcionamiento en los otros modos de trabauo…………………………………….11
15.3.3 Probar el pulsador de ayuda de la placa de control………………………………………………..11
15.4 Holograma del robot K-Bot v.4…………………………………………………………………………………….12
CAPÍTULO 16: DISEÑO DE LA APP DE CONTROL……………………………………………………………………………2
16.1 Introducción………………………………………………………………………………………………………………..2
16.2 La aplicación online APP Inventor…………………………………………………………………………………..2
16.3 Las funciones de la APP del robot K-Bot v.4…………………………………………………………………….3
16.4 Cómo funciona la APP…………………………………………………………………………………………………..3
16.4 La utlidad de las pantallas de la APP de control………………………………………………………………4
16.4.1 La pantalla principal de control………………………………………………………………………………4
16.4.2 La pantalla de los recursos…………………………………………………………………………………….5      16.4.3 La pantalla de calibración………………………………………………………………………………………5
16.5 El proceso de diseño y desarrollo de la APP de control del robot……………………………………….6
16.5.1 Diseño gráfco y bloques de la pantalla de inicio………………………………………………………6
16.5.2 Diseño gráfco y bloques de la pantalla de los recursos…………………………………………..12
16.5.3 Diseño gráfco y bloques de las otras pantallas de la APP………………………………………..13
CAPÍTULO 17: CREACIÓN DE ACTIVIDADES DIDÁCTICAS………………………………………………………………..3
17.1 Introducción………………………………………………………………………………………………………………..3
17.2 El robot K-Bot v.4 y el aprendizaue STEAM o robótca educatva…………………………………………4
17.3 El entorno virtual de las actvidades STEAM……………………………………………………………………4
17.4 Creación de actvidades didáctcas con el robot K-Bot v.4…………………………………………………5
17.4.1 Actvidades en modo “K-Bot”………………………………………………………………………………..5
17.4.1.1 Calibración del robot para trabauar en modo K-Bot…………………………………………..5
17.4.1.2 Actvidades sin plantllas para aprender a maneuar el robot………………………………7
Actvidad 1 – El saludo robótco……………………………………………………………………………..7
Actvidad 2 – Conociendo mundo…………………………………………………………………………..7
Actvidad 3 – Aprendiendo a evitar obstáculos…………………………………………………………7
Actvidad 4 – El cuadrado gigante…………………………………………………………………………..7
Actvidad 5 – El bailador………………………………………………………………………………………..7
Actvidad 6 – El robot miedoso……………………………………………………………………………….7
Actvidad 7 – Trabauando con colores………………………………………………………………………8
Actvidad 8 – El saludo robótco doble……………………………………………………………………8
Actvidad 9 – Carrera de obstáculos……………………………………………………………………….8
Actvidad 10 – Realización de fguras simétricas (4 partcipantes en 2 grupos)…………….8
Actvidad 11 – Crear una tarea para un alumno – tarea individual……………………………..9
Actvidad 12 – Crear una tarea para dos o más alumnos – tarea de grupo………………….9
17.4.1.3 Actvidades usando plantllas vacías……………………………………………………………….9
Actvidad 13 – Camino sencillo…………………………………………………………………………….10
Actvidad 14 – Evitar obstáculos…………………………………………………………………………..10
Actvidad 15 – Trabauando con dos robots a la vez………………………………………………….10
17.4.2 La parte más importante de este libro…………………………………………………………………..11
17.4.2.1 Cómo diseñar una plantlla a mano………………………………………………………………13
Actvidad 16 – Los parámetros eléctricos………………………………………………………………13
17.4.2.2 Cómo diseñar una plantlla por ordenador…………………………………………………….14
Actvidad 17 – Funcionamiento de varios componentes electrónicos……………………….14
17.4.2.3 Actvidades de todo tpo y para todas las edades……………………………………………16
Actvidad 18 – Normas de tráfco…………………………………………………………………………16
Actvidad 19 – Figuras geométricas y colores…………………………………………………………17
Actvidad 20 – Alimentación sana y actvidades saludables……………………………………..18
Actvidad 21 – Países de Europa y sus capitales……………………………………………………..18
Actvidad 22 – Concurso de disfraces……………………………………………………………………19
17.4.2.4 Obteniendo ideas de Internet………………………………………………………………………20                        17.4.2.5 Actvidades para formación profesional………………………………………………………..21
Actvidad 23 – Cómo crear un nuevo modo de trabauo -…………………………………………22
Actvidad 24 – Cómo diagnostcar problemas de funcionamiento y solucionarlos……..25
Actvidad 25 – Cómo meuorar un modo de trabauo…………………………………………………27
17.4.3 Actvidades en modo “Autónomo”……………………………………………………………………….31
17.4.3.1 Estudio de la función “FAUKBOT”…………………………………………………………………31
17.4.3.2 Propuestas de actvidades en modo Autónomo……………………………………………..33
Actvidad 26 – Comportamiento en autónomo simplifcado……………………………………33
Actvidad 27 – Comportamiento creado por el usuario…………………………………………..33
17.4.4 Actvidades en modo “Control remoto”………………………………………………………………..34
Actvidad 28 – Creación y reproducción de mensaues personalizados……………………….34
Actvidad 29 – El robot transportsta…………………………………………………………………….36
Actvidad 30 – Estudio de componentes electrónicos……………………………………………..37
17.4.5 Creación de actvidades TIC con el robot K-Bot v.4………………………………………………….38
Actvidad 31 – Cómo indicar si una tarea está bien o mal realizada usando el robot…..38
Actvidad 32 – Cómo crear un currículum para este robot usando un código QR……….38
Actvidad 33 – Estudio de la electricidad-electrónica usando la realidad aumentada….40
Actvidad 34 – Cómo crear aplicaciones de realidad aumentada……………………………..41
Actvidad 35 – Formulario sobre actvidades didáctcas con este robot…………………….42
17.5 El Hospital de Robots………………………………………………………………………………………………….42
ANEXO I – LOCALIZACIÓN DE AVERÍAS………………………………………………………………………………………..2
Introducción……………………………………………………………………………………………………………………….2
Qué necesita saber para reparar algo que no funciona……………………………………………………………2
Cómo arreglar algo que no funciona……………………………………………………………………………………..3
Cómo afrontar una avería…………………………………………………………………………………………………….5
Algunas otras causas por las que un circuito no funciona…………………………………………………………5
Relación de componentes nuevos que alguna vez no funcionaron……………………………………………6
ANEXO II – LOS RECURSOS DEL LIBRO…………………………………………………………………………………………2
Introducción……………………………………………………………………………………………………………………….2
Materiales adicionales…………………………………………………………………………………………………………2
Los recursos de cada capítulo……………………………………………………………………………………………….2
La introducción del libro…………………………………………………………………………………………………2
Capítulo 1: Sentándome a pensar…………………………………………………………………………………….3
Capítulo 2: Cómo empezar………………………………………………………………………………………………3
Capítulo 3: Diseño y desarrollo del bloque de alimentación………………………………………………..4
Capitulo 4: Diseño del esquema de bloques del bloque de control………………………………………5
Capitulo 5: Desarrollo del bloque de control parte 1 – Cerebro y entrada de alimentación……..5
Capitulo 6: Desarrollo del bloque de control parte 2 – Bluetooth y circuito de voz…………………6
Capitulo 7: Desarrollo del bloque de control parte 3 – Teclado Driver y Sensor de obstáculos. . .7
Capitulo 8: Desarrollo del bloque de control parte 4 – Bloques de Ayuda y Sensor de Sonido…8
Capitulo 9: Bloque de control terminado y diseño de la pcb……………………………………………….9                                                              17.4.2.5 Actvidades para formación profesional………………………………………………………..21
Actvidad 23 – Cómo crear un nuevo modo de trabauo -…………………………………………22
Actvidad 24 – Cómo diagnostcar problemas de funcionamiento y solucionarlos……..25
Actvidad 25 – Cómo meuorar un modo de trabauo…………………………………………………27
17.4.3 Actvidades en modo “Autónomo”……………………………………………………………………….31
17.4.3.1 Estudio de la función “FAUKBOT”…………………………………………………………………31
17.4.3.2 Propuestas de actvidades en modo Autónomo……………………………………………..33
Actvidad 26 – Comportamiento en autónomo simplifcado……………………………………33
Actvidad 27 – Comportamiento creado por el usuario…………………………………………..33
17.4.4 Actvidades en modo “Control remoto”………………………………………………………………..34
Actvidad 28 – Creación y reproducción de mensaues personalizados……………………….34
Actvidad 29 – El robot transportsta…………………………………………………………………….36
Actvidad 30 – Estudio de componentes electrónicos……………………………………………..37
17.4.5 Creación de actvidades TIC con el robot K-Bot v.4………………………………………………….38
Actvidad 31 – Cómo indicar si una tarea está bien o mal realizada usando el robot…..38
Actvidad 32 – Cómo crear un currículum para este robot usando un código QR……….38
Actvidad 33 – Estudio de la electricidad-electrónica usando la realidad aumentada….40
Actvidad 34 – Cómo crear aplicaciones de realidad aumentada……………………………..41
Actvidad 35 – Formulario sobre actvidades didáctcas con este robot…………………….42
17.5 El Hospital de Robots………………………………………………………………………………………………….42
ANEXO I – LOCALIZACIÓN DE AVERÍAS………………………………………………………………………………………..2
Introducción……………………………………………………………………………………………………………………….2
Qué necesita saber para reparar algo que no funciona……………………………………………………………2
Cómo arreglar algo que no funciona……………………………………………………………………………………..3
Cómo afrontar una avería…………………………………………………………………………………………………….5
Algunas otras causas por las que un circuito no funciona…………………………………………………………5
Relación de componentes nuevos que alguna vez no funcionaron……………………………………………6
ANEXO II – LOS RECURSOS DEL LIBRO…………………………………………………………………………………………2
Introducción……………………………………………………………………………………………………………………….2
Materiales adicionales…………………………………………………………………………………………………………2
Los recursos de cada capítulo……………………………………………………………………………………………….2
La introducción del libro…………………………………………………………………………………………………2
Capítulo 1: Sentándome a pensar…………………………………………………………………………………….3
Capítulo 2: Cómo empezar………………………………………………………………………………………………3
Capítulo 3: Diseño y desarrollo del bloque de alimentación………………………………………………..4
Capitulo 4: Diseño del esquema de bloques del bloque de control………………………………………5
Capitulo 5: Desarrollo del bloque de control parte 1 – Cerebro y entrada de alimentación……..5
Capitulo 6: Desarrollo del bloque de control parte 2 – Bluetooth y circuito de voz…………………6
Capitulo 7: Desarrollo del bloque de control parte 3 – Teclado Driver y Sensor de obstáculos. . .7
Capitulo 8: Desarrollo del bloque de control parte 4 – Bloques de Ayuda y Sensor de Sonido…8
Capitulo 9: Bloque de control terminado y diseño de la pcb……………………………………………….9                                                              Capitulo 10: Montaue y verifcación de la PCB de control…………………………………………………..10
Capitulo 11: Los bloques del teclado táctl y de la cara……………………………………………………..11
Capitulo 12: El programa del robot o frmware………………………………………………………………..12
Capitulo 13: Verifcación de toda la electrónica……………………………………………………………….12
Capitulo 14: Diseño y fabricación de la estructura 3D del ………..13
Capitulo 15: Montaue del robot y pruebas de funcionamiento………..13
Capitulo 16: Diseño de la APP de control………………………………………..13
Capitulo 17: Creación de actvidades didáctcas………………………….14
Recursos clasifcados por tpo……………………………………………………16
Relación de euercicios………………………………………………………….16
Relación de actvidades……………………………………………………17
Relación de entornos virtuales 360……………………………………………..19
Relación de contenidos en Realidad Aumentada……………………………………………………………..19
Relación de entornos 3D……………………………………………………20
Relación de hologramas…………………………………………….21
Despedida………………………………………………………………………21

A color
Páginas:
460
Edición:
1
Año Publicación:
06/06/2021
ISBN:
9788426732033
Formato:
19.5x28.5 cms
Colección

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