Introducción

Esta guía, destinada a las y a los docentes de las materias “Sistemas Tecnológicos”, “Procedimientos Técnicos” y “Lenguajes Tecnológicos” de segundo año del Ciclo Básico de la Educación Secundaria Técnica, ofrece un modelo de proyecto concreto para poder llevar a cabo actividades de manera articulada entre los tres espacios curriculares; sugiere estrategias para que las y los estudiantes asuman un rol activo. 

Está acompañada, a su vez, por una guía metodológica general sobre Aprendizaje Basado en Proyectos o Problemas y una Planificación modélica (ver materiales complementarios).

También tiene como complemento un Kit que ofrece diferentes metodologías y herramientas tecnológicas para tomar como insumo durante la planificación del proyecto.

De acuerdo a las capacidades, tanto generales como discretas, que se propone que logren las y los estudiantes en el Ciclo Básico de la ETP, se sugieren estas metodologías con el propósito de promover condiciones apropiadas para acompañar procesos de enseñanza que aseguren las mejores trayectorias pedagógicas posibles.

El material “Proyecto dragster para estudiantes de segundo año” incluye actividades resueltas que podrán tomarse como referencia y adecuarse a las necesidades de cada grupo de estudiantes. 

Se especifican los materiales necesarios que deben disponerse para propiciar un aprendizaje significativo, con el fin de establecer las condiciones necesarias y propias de cada entorno. 

Contenidos 

Teniendo en cuenta lo compartido en el ANEXO I Ciclo Básico DET¹, a lo largo del proyecto DRAGSTER se tratan, particularmente, los siguientes temas que forman parte de los contenidos del diseño curricular incorporando saberes digitales.

Diseño asistido por ordenador (CAD): los saberes digitales comienzan con el diseño del robot en un software de CAD. Aquí se crean los modelos 3D de los componentes, como el chasis, las ruedas, los ejes y los engranajes de reducción. Se utilizan herramientas digitales para asegurar la precisión y la compatibilidad entre las partes.

Simulación y análisis: antes de la fabricación, se pueden realizar simulaciones digitales para prever el rendimiento del robot en diferentes condiciones, como la velocidad, la resistencia y la eficiencia energética. Esto ayuda a optimizar el diseño y a identificar posibles problemas antes de construir el prototipo físico.

Fabricación aditiva: el chasis del robot y otros componentes pueden fabricarse utilizando tecnologías de impresión 3D. Los saberes digitales se aplican en la preparación de los archivos digitales para la impresión, así como en la configuración de los parámetros de impresión para garantizar la calidad y la resistencia de las piezas.

Integración de componentes electrónicos: en la etapa de montaje, se integran los componentes electrónicos, como el panel solar, el interruptor, el motor y la batería. Aquí se aplican saberes digitales para el cableado y la conexión de los componentes de manera segura y eficiente.

Programación y control: para controlar el funcionamiento del robot, se puede utilizar un microcontrolador programable, como Arduino. Los saberes digitales se aplican en la programación del microcontrolador para coordinar el funcionamiento de los diferentes componentes, como el motor, el interruptor y el sistema de dirección. Se pueden implementar algoritmos de control para optimizar el rendimiento del robot y maximizar su eficiencia energética.

Sistemas tecnológicos

Contenidos 

• Sistemas eléctricos. Concepto y elementos que componen un sistema eléctrico. Representación de sistemas eléctricos. Diseño y construcción de Circuitos eléctricos. Concepto. Elementos que lo forman. Continuidad. Realización de circuitos simples, serie y paralelo, Análisis funcional. Principales magnitudes y unidades. Representación de circuitos, simbología. Análisis descriptivo y funcional de circuitos sencillos: con pilas, lámparas, motores, interruptores, conmutadores, pulsadores, fusibles, etc.
• Sistemas de automatización y control. Concepto y elementos que componen un sistema de automatismo y control. Diseño y construcción de sistemas que impliquen la necesidad de controlar: el concepto de control, control manual y control automático. Analogías entre hombre y máquina: debate y reflexión acerca de la transferencia de funciones humana a la máquina.

Procedimientos técnicos

Contenidos

• Los recursos materiales: reconocimiento de las propiedades de los materiales de uso cotidiano mediante las acciones aplicadas (dureza, fragilidad, plasticidad, etc.). Especificaciones técnicas. Normalización. Accesibilidad y utilización adecuada. Reciclaje de los materiales: los residuos, generación, recolección y transporte. Separación y procesamiento de residuos. 
• Las herramientas y las máquinas: clasificación de máquinas según su función. Reconocimiento, descripción, uso y cuidado. Selección de las máquinas, e instrumentos adecuados vinculados al tipo de material a trabajar.
• Las normas de seguridad e higiene: seguridad en el uso de las máquinas, peligro y situación peligrosa. Riesgo, evaluación del riesgo. Accidente. Protección y prevención. Zona peligrosa. Identificación y señalización de las zonas peligrosas. Riesgo Eléctrico: riesgos de las personas y accidentes por contacto directo e indirecto con la electricidad. Prevención. 
• La organización en el trabajo: el trabajo en equipo. La dimensión colectiva del trabajo como relaciones sociales. Sentido de pertenencia, la construcción de identidades, el por qué de los vínculos de unas y unos con otras y otros, el carácter social de las relaciones humanas. Análisis y diseño de productos y procesos tecnológicos: confección de documentos básicos de organización y gestión en respuesta a las necesidades surgidas en el diseño y realización de proyectos técnicos. Análisis del impacto social y medioambiental producido por la explotación, transformación y desecho de materiales y el posible agotamiento de los recursos. 

Lenguajes tecnológicos

Contenidos

• Los procesos de representación y modelización. Proyecciones. Vistas fundamentales. Acotación. Proporciones y escalas. Cortes. Normas para la representación de superficies. Proyección Monge: obtención de las vistas fundamentales mediante la utilización de un diedro y su disposición. Modelos esquemáticos. Esquemas de circuitos. Simbología de representación. Informática. Selección y uso de la herramienta informática según el tipo de problema. Utilización de la computadora como herramienta de comunicación interactiva y multimedial: uso de programas de diseño y simulación. 

Etapas de desarrollo del proyecto 

A continuación, se presentan una gran variedad de actividades para llevar a cabo los encuentros en forma organizada y culminar en tiempo y forma el proyecto dragster. En esta guía se desarrollarán algunas actividades a modo de ejemplo. 

Etapa inicial

Destinada a la comprensión del problema planteado.

Actividad 1

En esta primera actividad se presenta la propuesta y sus distintas etapas, como así también los niveles de logros esperados según rúbricas. 

Problemática

Se propone el diseño y la construcción de un vehículo Dragster junto con su pista correspondiente, así como el dispositivo para homologar el vehículo. El vehículo debe ser fabricado en chapa, considerando diversos procesos productivos y métodos de ensamblaje. Además, las y los estudiantes deberán diseñar las ruedas utilizando la plataforma virtual Tinkercad para luego imprimirlas en 3D. Se requiere también la incorporación de un Buzzer con el fin de programar una melodía musical.

Cabe destacar que esta categoría implica una carrera de velocidad en línea recta, simula las carreras tipo Dragster o Cuarto de Milla. Los equipos participantes competirán para determinar cuál es el más veloz.

Requerimientos 

A continuación, se detallan los requerimientos necesarios para la fabricación del robot dragster.

Programación: trabajarán en equipos para diseñar y programar un robot capaz de reproducir una melodía utilizando un Arduino y un buzzer. La finalidad del robot será realizar un recorrido mientras reproduce la melodía seleccionada a través de notas musicales con pulsos PWM.

Diseño: chasis mediante representación técnica en Lenguajes Tecnológicos y ruedas mediante Tinkercad utilizando las formas básicas incorporadas en el software.

Impresión 3D: prototipado de las ruedas en ABS, PLA, o plástico similar.

Dimensiones: las dimensiones máximas de los mismos serán de 150 x 220 mm. 

Peso: no hay restricciones de peso. 

Componentes: utilizar motores del tipo CC de 3V, con transmisión por poleas. Placa Arduino, ledes, Buzzer.

Baterías: hasta 9 volts con las siguientes características.

• Alcalina de 9v de un solo uso del tipo comercial.
• Batería de 9v Recargable Li- on.
• Pilas batería en serie recargable 18650 motoma 3.7v 2600 mah.

Interruptor: llave palanca interruptor bipolar, voltaje nominal: 220V, corriente nominal: 10 A

Placa controladora: Arduino - Esp 32.

Buzzer: zumbador Pasivo 16 ohm 12v.

Se recomienda el reciclado y reutilización de componentes (lectoras, impresoras, equipos musicales, DVD). 

Etapas del proyecto

A continuación, se mencionan las etapas que se llevarán a cabo para el desarrollo del proyecto.

1	2	3	4	5
Etapa inicial destinada a la comprensión del problema planteado.	Etapa de diseño destinada a trabajos grupales de investigación, de creación y de toma de decisiones.	Etapa para la presentación, discusión e intercambio entre las y los estudiantes de los proyectos diseñados.	Etapa de fabricación del producto/ prototipo.	Etapa para la evaluación del proceso realizado.

Logros

Se comunica a las y a los estudiantes las pautas de evaluación, en este caso se optó por los siguientes criterios.

Criterio	Aspecto a mejorar	En proceso	Bueno	Sobresaliente
Creatividad	Las y los estudiantes dan evidencias insuficientes en los niveles de creatividad esperados.	Las y los estudiantes muestran creatividad y originalidad. No contemplan el uso de elementos reutilizados en el proyecto.	Las y los estudiantes muestran bastante creatividad y originalidad. No detectaron o encontraron componentes para ser reutilizados en el proyecto.	Las y los estudiantes muestran mucha creatividad y originalidad. Tienen la capacidad de reutilizar componentes de productos que ya no tengan vida útil.
Diseño	Las y los estudiantes dan evidencias insuficientes en el nivel de cuidado del diseño, la prolijidad y el orden de los componentes. No se puede observar el funcionamiento por estos detalles.	Las y los estudiantes cuidan poco el diseño, la prolijidad y el orden de los componentes. El funcionamiento se ve afectado en gran medida por estos detalles.	Las y los estudiantes cuidan bastante el diseño, la prolijidad y el orden de los componentes. Algunos funcionamientos se ven afectados por detalles.	Las y los estudiantes cuidan muy bien el diseño, la prolijidad y el orden de los componentes. Estas características favorecen el funcionamiento de la maqueta.
Comunicación	Las y los estudiantes no muestran preparación y organización en absoluto para la presentación.	Las y los estudiantes muestran poca preparación y organización durante la presentación.	Las y los estudiantes muestran preparación y organización durante la mayor parte de la presentación.	Las y los estudiantes muestran mucha preparación y organización durante toda la presentación.

Actividad 2 

A continuación se identifican factores esenciales a través del “Método 5W + 1H”.

Con esta metodología, las y los estudiantes generan preguntas para responder de manera amplia en función de la problemática, con el propósito de generar ideas que podrían contribuir a la resolución de un problema.

Estas preguntas actúan como punto de partida en el desarrollo del proyecto y generan un espacio de debate y análisis entre docentes y estudiantes.

¿Qué? What

• ¿Qué propuestas consideran pertinentes para abordar la problemática?
• ¿Mediante qué mecanismos podría funcionar nuestro Dragster?
• ¿Qué materiales reciclados se podrían utilizar para producir un prototipo al reto planteado
• ¿Qué componentes necesitaría?
• ¿Qué diseño mejoraría el funcionamiento del prototipo?
• ¿Qué peso sería el indicado?
• ¿Qué diámetro deberían tener las ruedas?
• ¿Qué es un buzzer?
• ¿Qué melodía emitirá el dragster?

¿Dónde? Where

• ¿Dónde va a posicionarse el peso?
• ¿Dónde resulta conveniente conseguir los insumos?
• ¿Dónde se aplican masivamente estos mecanismos? 
• ¿Dónde se pondrá el interruptor?
• ¿ Donde se utilizan generalmente los avisos sonoros en vehículos?

 ¿Cuándo? When

• ¿Cuándo es necesario que esté finalizado el proyecto?
• ¿Cuándo se pondrá iniciar la fabricación?
• ¿Cuándo se podrá realizar el test al prototipo que permitirá una retroalimentación? 

 ¿Quién? Who 

• ¿Quienes deben fabricar el proyecto?
• ¿Quienes deben generar la documentación técnica?
• ¿Quién ayudará a las y a los estudiantes a llevar a cabo el proyecto?

¿Por qué? Why

• ¿Por qué el uso de material reciclado?
• ¿Por qué es necesaria la fabricación del proyecto?
• ¿Por qué optaron por estos tipos de mecanismos?
• ¿Por qué se les exige a quien opera el Dragster el uso de antiparras?

¿Cómo? How

• ¿Cómo funciona un mecanismo de poleas?
• ¿Cómo se realiza la conexión de un motor?
• ¿Cómo se realiza una conexión de pilas en serie?
• ¿Cómo se podrían programar las tareas? 
• ¿Cómo se va a fabricar la estructura?
• ¿Cómo se va a fabricar la pista?

Actividad 3

En esta actividad la o el docente organiza a las y a los estudiantes en equipos de trabajo, “Conformación de equipos colaborativos”, en pos de favorecer el aprendizaje individual y colectivo. Esto les permitirá construir su propio conocimiento.

Actividad 4

Es el momento de organizar y planificar tareas por equipo mediante la “Metodología Kanban”.

En una hoja A4 y utilizando post-it², ir cargando clase a clase las tareas a desarrollar en la columna de pendientes. Una vez que se encuentran en proceso moverlas a la columna indicada. Cuando se concluyen derivar a terminadas. 

Etapa de diseño

Destinada a trabajos grupales de investigación.

Actividad 5

Trabajo grupal de investigación con el objeto de conocer posibles alternativas o propuestas a las problemáticas planteadas. La búsqueda de información se puede realizar mediante catálogos, manuales técnicos, folletos o internet. 

Imágenes archivo DGCyE.

Actividad 6

Se buscan imágenes de un producto o un componente para observar en ellas diferentes características. Las imágenes se disponen sobre una hoja, lámina o panel y se confecciona una “nube de imágenes”.

No importa el orden ya que en esta instancia se comienzan a reconocer las partes del producto, los materiales, las terminaciones, las formas de los componentes, etc.

El tamaño de las imágenes debe ser el apropiado para apreciar los detalles que se quieran analizar. 

Imágenes tomadas de Wikimedia Commons.

Actividad 7

Como parte de esta actividad, las y los estudiantes aportarán ideas sin orden ni filtro, mediante la técnica de lluvia de ideas. Inicialmente, éstas se recogen sin evaluación y, luego, se valoran. La base de esta técnica consiste en desencadenar una “lluvia de ideas” (brainstorming) y plasmarlas en papel para que todas y todos realicen, en una segunda instancia, una puesta en común que permita identificar posibles soluciones para la problemática asignada.

Imagen archivo DGCyE.

Actividad 8

Bocetado a mano alzada.

Luego de realizar la lluvia de ideas, las y los estudiantes bocetan varias propuestas para seleccionar, posteriormente, la más apropiada. 

Para el desarrollo de la actividad se sugiere consultar la guía Proyecciones axonométricas, disponible en el portal Continuemos Estudiando.

Propuesta 1 | Robot Dragster

Propuesta 2 | Robot Dragster

Propuesta 3 | Robot Dragster

Imágenes archivo DGCyE.

Actividad 9

Cuadro de virtudes y defectos. Se utiliza para ordenar virtudes y defectos que se encuentran en las tres propuestas bocetadas en la actividad 8, con el propósito de seleccionar una en función de las necesidades planteadas.

VEHÍCULO DRAGSTER
PROPUESTAS	VIRTUDES	DEFECTOS
1	Relación peso potencia. Materiales económicos para el chasis y la estructura (MDF). El MDF se puede trabajar muy fácilmente. El diseño se puede personalizar. Largo del chasis. Adherencia de las ruedas. Distribución del peso. Fácil ensamble. Posee luces led para tener mayor visualización.	Su estructura no es resistente a fuertes golpes.
2	Fácil ensamblaje de componentes. Estructura simple. Poca cantidad de piezas. Su estructura de madera es resistente a fuertes golpes. Adherencia de las ruedas.	Resulta pesado por los materiales utilizados. No posee aerodinámica.
3	Chasis realizado con chapa.Tracción trasera. Aerodinamia. Poca cantidad de piezas. Ancho del chasis. Gran estabilidad. Soporta golpes. Sistema de transmisión eficiente debido al ensamblaje de las ruedas y ejes. Posee luces led para tener mayor visualización.	El material del chasis requiere más tiempo para lograr diversas morfologías.

Actividad 10

Realización de lista de materiales. Se valora el proceso creativo para analizar e identificar componentes reutilizables de productos que ya cumplieron su vida útil, por ejemplo: cremallera de una impresora o lectora de CD. 

N°	Designación/Nombre	Función	Características técnicas	Adquisición
1	Chasis	Chasis El chasis de un robot dragster es una parte integral de su diseño, ya que afecta directamente al rendimiento, la estabilidad. Soporte estructural El chasis proporciona un marco estructural para sostener y mantener en su lugar todos los componentes del robot. Debe ser lo suficientemente resistente para soportar las fuerzas y cargas generadas.	Material  Aluminio  Chapa SAE 1010 Plástico 2 mm (PLA, PET, ABS)	Librerías técnicas, ferreterías industriales
	Alerón	Proporciona aerodinámica mejorando el desplazamiento del vehículo. Una forma aerodinámica puede reducir la resistencia al aire y mejorar la eficiencia en la aceleración.	Material  Aluminio  Chapa SAE 1010 Plástico 2 mm (PLA, PET, ABS)	Librerías técnicas, ferreterías industriales
2	Interruptor	Dispositivo que permite abrir y cerrar el paso de corriente eléctrica. Es, por lo tanto, un elemento fundamental de un circuito eléctrico ya que permite pasar o no la corriente de un circuito eléctrico mediante un sencillo funcionamiento.	Llave-palanca-switch- on off-2-patas- 220v-10a-	Casas de electrónica. Tiendas de venta on line. Reciclado: equipos eléctricos, fuentes de poder, etc
3	Motor DVD-CD 3V CC	Motor de CC con voltaje de funcionamiento de 3V producido para diferentes proyectos. En general se utiliza para usar en CD-ROM y DVD. Su función en el robot es la de transmitir el movimiento al sistema de poleas.	Diámetro del motor: 28 mm Altura del motor (sin eje): 12,5 mm Longitud del eje: 10 mm Diámetro del eje: 2mm Velocidad de trabajo: 4000 rpm	Casas de electrónica. Tiendas de venta on line. Reciclado: impresoras y fotocopiadoras.
5	Pilas/baterías	La batería es un acumulador y proporciona la energía eléctrica. Generalmente, cuando se elije una batería se observan principalmente tres características: capacidad, voltaje y espacio. Recargable o de un solo uso.	Pila/batería recargable LCR 18650 Motoma de 2600mAh - 3.7Vcc - Descarga de Corriente Standard. Pila/batería Carbon Zinc Super Heavy Duty 9V/1222- No recargable Composición: Zn-MnO 2	Casas de electrónica. Tiendas de venta on line. Reciclado: notebooks y netbooks. (baterías 18650)
6	Porta-pilas-18650	El soporte de batería lleva uno o más compartimientos o cámaras para sostener la batería. Generalmente plástico, resguarda a la pila o batería y permite una conexión segura.	Portapilas abierto - Capacidad: 3 Pilas/baterías - Compatible con pilas baterías de Litio 18650 - Cables conectados internamente	Casas de electrónica. Tiendas de venta on line.
8	Cable unipolar	Se utiliza para la transmisión y la distribución de la energía eléctrica.	Cable unipolar  Sección: 1 x 0,5 mm Material de la cubierta: PVC Materiales del conductor: cobre	Tiendas de venta on line. Ferreterías. Casas de electricidad.
10	Rueda de goma	Se utiliza para que el robot pueda desplazarse generando poco rozamiento.	Diámetro exterior 40 mm Llanta de ABS Exterior de caucho	Casas de electrónica. Tiendas de venta on line.
11	Eje diámetro 3 mm	Se utiliza para vincular las ruedas y las poleas del robot drugster.	Madera diámetro 3 mm Acero Sae 1010 diámetro 3 mm Aluminio diámetro 3 mm	Ferreterías, carpinterías, librerías técnicas.
12	Poleas	Se utilizan para transmitir el movimiento del motor al eje conductor.	Material PVC-PLA-ABS Diámetro exterior: 15 mm Diámetro interior 2 mm Ancho 8 mm	Tiendas de venta on line. Ferreterías. Casas de electricidad.
13	Led 5mm	Se utilizan para dar mejor estética al robot dragster, y semáforo.	Led 5mm.  Rojo-Blanco 2.000Mcd. 30/50mA.	Tiendas de venta on line. Ferreterías. Casas de electricidad.
14	Resistencias	La resistencia sirve para impedir, detener o atenuar el flujo de electrones que conforman la corriente eléctrica. De esta manera se evitan excesos de flujo eléctrico en piezas que no lo admiten.	Valores: - 1 k  - 4.7 k - 10 k - 47 k  - 100 k	Tiendas de venta on line. Ferreterías. Casas de electricidad.
15	Correa	Se utilizan para transmitir el movimiento del motor al eje conductor.	Material caucho, sección plana 3 mm. Largo 60 mm	Tiendas de venta on line. Ferreterías. Casas de electricidad.
16	Arduino Nano	El Arduino es una placa basada en un microcontrolador ATMEL. Permite programar instrucciones con el Arduino IDE para interactuar con sus circuitos. Tiene una interfaz de entrada para conectar periféricos, cuyos datos son procesados por el microcontrolador.	Microcontrolador: ATMega328P. Velocidad de reloj: 16 MHz. Voltaje de trabajo: 5V. Voltaje de entrada: 7,5 a 12 voltios. Pinout: 14 pines digitales (6 PWM) y 8 pines analógicos. 1 puerto serie por hardware. Memoria: 32KB Flash (2KB para bootloader), 2KB RAM y 1KB Eeprom	Tiendas de venta on line. Ferreterías. Casas de electricidad-electrónica.
	Buzzer	Un zumbador (en inglés buzzer) es un transductor electroacústico que produce un sonido o zumbido continuo o intermitente de un mismo tono (generalmente agudo). Sirve como mecanismo de señalización o aviso.	Material: PBT. Color: Negro. Voltaje: 12V. Voltaje de trabajo: 9V to 15V Max. Nivel de presión de sonido: 85dB at 10cm. Temperatura de trabajo : -20°C to +70°C. Peso: 2 gramos (aproximadamente)	Tiendas de venta on line. Ferreterías. Casas de electricidad-electrónica.

Actividad 11

En la siguiente actividad las y los estudiantes realizarán el diseño y la creación de la rueda en 3D con la aplicación virtual Tinkercad.

Tinkercad es una opción ideal debido a su interfaz amigable, integración con simulaciones y modelado 3D, acceso en línea gratuito, variedad de proyectos y compatibilidad con Arduino. Estas características lo convierten en una herramienta poderosa para enseñar programación de manera práctica y aplicada.

A continuación, se presenta una secuencia de pasos para crear una rueda para el vehículo Dragster. 

En primer lugar se debe ingresar a Tinkercad y crear una cuenta. Luego ingresar en la sección de Diseño 3D.

Desde el menú “Formas básicas”, elegir la opción cilindro. Editar las cotas según imagen.

Luego generar un nuevo cilindro de 38 mm que se acople alineado sobre el cuerpo anterior.

Repetir la secuencia y lograr de esta forma el soporte para el O’ring.

Realizar un vaciado en el centro de la rueda con un cilindro de 3mm para que atraviese el eje.

Crear 4 nuevos vaciados a fin de reducir el peso y generar una mejor estética de la rueda. 

Utilizar la herramienta agrupar para obtener la pieza final.

Es fundamental considerar que, como se puede apreciar, la figura no es completamente circular. Por lo tanto, para obtener una circunferencia perfecta, se debe aumentar al máximo la cantidad de lados en el menú de propiedades de las figuras.

Imágenes archivo DGCyE.

Actividad 12

Desarrollo de croquis normalizados a mano alzada, aplicando técnicas de rebatimiento y acotación para poder comunicar el proceso productivo de cada pieza o componente. 

Chasis dragster. Imagen archivo DGCyE.

Alerón dragster. Imagen archivo DGCyE.

Soporte motor. Imagen archivo DGCyE.

Eje rueda. Imagen archivo DGCyE.

Despiece dragster. Imagen archivo DGCyE.

Conjunto dragster. Imagen archivo DGCyE.

Actividad 12

En la siguiente actividad las y los estudiantes deberán realizar el plano del circuito eléctrico para llevar a cabo la conexión de las luces LED, el buzzer, la placa Arduino y el protoboard. A continuación se presentan los circuitos eléctricos correspondientes al proyecto en formato papel y digital.

Para llevar a cabo la realización en formato digital se utilizará el software Tinkercad, que además de poder diseñar en 3D, permite en su sección “Circuits” (circuitos) crear esquemas de circuitos que integran placas Arduino y componentes electrónicos básicos: led, motores, puentes H, fotoresistencias, diodos. Se facilita con ello el seguimiento telemático sin necesidad de disponer físicamente de este material.

Circuito eléctrico Dragster. Imagen archivo DGCyE.

Circuito eléctrico dragster utilizando Tinkercad. Imagen archivo DGCyE.

Actividad 13

Programación de melodía utilizando Arduino

En la siguiente actividad se propone que el robot realice una melodía musical utilizando el buzzer mientras se desplaza. Para llevar a cabo la tarea se utilizará Arduino y se llevarán a cabo una serie de pasos clave.

1. Importación de la librería necesaria para controlar el buzzer y configuración del pin correspondiente como salida.
2. Definición de las notas musicales mediante una tabla de correspondencia entre las notas y sus frecuencias, asignando variables a cada una.
3. Creación de la melodía, donde se define una secuencia de notas y se les asignan duraciones específicas.
4. Utilización de la función tone () de la librería Tone para generar pulsos PWM en el pin del buzzer, ajustando la frecuencia y duración de cada nota según la tabla previamente definida.
5. En el bucle principal, iteración sobre la secuencia de notas, reproduciendo cada una y esperando el tiempo correspondiente antes de pasar a la siguiente.
6. Conclusión de la reproducción de la melodía, detención del sonido del buzzer y realización de pruebas y ajustes para garantizar un funcionamiento óptimo del robot melódico.

1- Colocar el buzzer en el pin = 8 . Posteriormente conectar en serie al parlante una resistencia superior a 150 ohmios para proteger la salida de Arduino.  

2- Asignar las notas musicales teniendo en cuenta que se utiliza el cifrado americano donde:

a: La menor
b: Si menor
c: Do menor
d: Re menor
e: Mi menor
f: Fa menor
g: Sol menor
A: La mayor
B: Si mayor
C: Do mayor
E: Re mayor
F: Fa mayor
G: Sol Mayor
s: Fa bemol
v: Si bemol

3- Comenzar a escribir el código

void tocarnota(char note, int duration) {  

 char notesName[] = { 'c', 'd', 'e', 'f', 'g', 'a', 'b', 'C', 'D', 'E','F','G','A','B', 's', 'v' };

 int tones[] = { 261, 293, 329, 349, 392, 440, 494, 523, 587, 659, 698, 784, 880, 988, 466 };

 for (int k = 0; k<= sizeof(tones); k++) {

 4- Utilizar el comando tone con el tone que corresponde a cada nota tomado del listado tone

tone(buzzerPin, tones[k], duration);
}
}
}
void setup()
{
pinMode(2, OUTPUT);
pinMode(3, OUTPUT);
pinMode(4, OUTPUT);
pinMode(5, OUTPUT);
pinMode(6, OUTPUT);
pinMode(7, OUTPUT);
pinMode(buzzerPin, OUTPUT); //inicializo el pin del altavoz para que sea salida
analogWrite(buzzerPin, 0); //lo mismo con el pin del altavoz
}
void luces() {
digitalWrite(2, HIGH);
delay(80); // Wait for 80 millisecond(s)
digitalWrite(2, LOW);
digitalWrite(3, HIGH);
delay(80); // Wait for 80 millisecond(s)
digitalWrite(3, LOW);
digitalWrite(4, HIGH);
delay(80); // Wait for 80 millisecond(s)
digitalWrite(4, LOW);
digitalWrite(5, HIGH);
delay(80); // Wait for 80 millisecond(s)
digitalWrite(5, LOW);
digitalWrite(6, HIGH);
delay(50); // Wait for 50 millisecond(s)
digitalWrite(6, LOW);
digitalWrite(7, HIGH);
delay(80); // Wait for 80 millisecond(s)
digitalWrite(7, LOW);
}
void loop()
{
char notes[] = "cgfedCgfedCgfefd ";
int duration[] = {4,4,1,1,1,4,2,1,1,1,4,2,1,1,1,8,1};
int tempo=100;
for (int i = 0; i<=sizeof(notes)-1; i++) {
if (notes[i] == ' ') {

Etapa de presentación

Actividad 14

Generación de paneles de presentación con el objeto de socializar los proyectos realizados. Se deben mostrar situación de uso, accionamientos, materiales, entre otros. 

Imagen archivo DGCyE.

Actividad 15

Puesta en común de los proyectos diseñados en formato protocolo de crítica. Pro y contras de la propuesta final utilizando la herramienta FODA.

En una hoja A4 y utilizando post-it, ir cargando en cada cuadro los aspectos a destacar.

FORTALEZAS - La estructura del chasis al ser de chapa es resistente a los golpes. - Presenta bajo costo de materiales. - El circuito eléctrico es muy sencillo de realizar. - Programación utilizando Tinkercad. - Diseño 3D utilizando Tinkercad.	OPORTUNIDADES - Se construye con materiales reutilizados. - Las piezas de madera se cortan y ensamblan fácilmente. - Comprender el funcionamiento del circuito eléctrico. - Comprender el funcionamiento de mecanismos simples y transmisión de movimientos. - Utilización de Tinkercad para diseñar 3D y realizar circuitos
DEBILIDADES - El conexionado puede desconectarse fácilmente si no se manipula con cuidado. - Los mecanismos deben vincularse adecuadamente para transmitir potencia.	AMENAZAS - Presenta gran diversidad de variables a tener en cuenta al pensar el diseño y el montaje de los componentes. - Se necesita paciencia para armar circuitos, montaje, realizar estructura y puesta en marcha

Etapa de fabricación del producto/prototipo

Actividad 16

Con el objeto de organizar tareas y tiempos para materializar el proyecto se sugiere utilizar la herramienta “Diagrama de Gantt”, que permite visualizar rápidamente las tareas en función de los encuentros a llevarse a cabo. En este sentido, se presenta a modo de ejemplo cómo podrían desarrollarse las tareas en una clase de dos horas. En función de la articulación de las asignaturas LT-ST-PT, los tiempos podrán reducirse favoreciendo la integración de las y de los estudiantes.

ETAPA DE FABRICACIÓN PROYECTO: VEHÍCULO DRAGSTER
Tareas	Encuentro 1	Encuentro 2	Encuentro 3	Encuentro 4
Trazado, corte y plegado de chapa para chasis.
Trazado, corte y plegado de chapa para luces led y aleron.
Trazado y corte de ejes de madera.
Ensamble de componentes en carrocería. (Motor, interruptor, soporte para pilas, poleas, correa, ejes y ruedas, aleron).
Realización de cableado eléctrico y conexión de componentes.
Programación de la placa controladora.
Puesta en marcha y verificación.

Actividad 17

Se recomienda la generación de una “Hoja de proceso” con el objeto de organizar la fabricación de las piezas, la optimización de los espacios y generar autonomía en las y en los estudiantes. Esta metodología aporta la información necesaria para llevar a cabo las operaciones en la fabricación.

Actividad 18

Fabricación de dispositivo homologador: se requiere un instrumento para comprobar las medidas del robot dragster (150 mm x 220 mm). El vehículo no puede exceder estas dimensiones. El robot dragster debe encajar dentro de un espacio específico, ya sea una caja construida con madera de pino, MDF, mediante impresión 3D, o utilizando los materiales disponibles en el taller escolar.

Frente dispositivo homologador. Imagen archivo DGCyE.

Lateral dispositivo homologador. Imagen archivo DGCyE.

Perspectiva dispositivo homologador. Imagen archivo DGCyE.

Dispositivo homologador. Imagen archivo DGCyE.

Dispositivo homologador. Imagen archivo DGCyE.

Actividad 19

Pista de carreras: para que los robots dragster puedan desplazarse sin chocar al realizar las competencias, se sugiere realizar una pista de carreras, cuyas dimensiones son 690 mm x 4000 mm. La misma cuenta con cuatro carriles separados por un listón de madera de 10 mm de espesor. La pista puede ser construida con madera de pino, MDF, aglomerado, terciado o utilizando los materiales disponibles en el taller escolar.

Pista de carreras - Imagen cedida por el profesor PAULO VILLALBA - E.E.S.T 4 - Garín.

Actividad 20

Fabricación de semáforo

En la siguiente actividad las y los estudiantes realizarán el diseño y la creación de un semáforo con la aplicación virtual Tinkercad.

A continuación, se presenta una secuencia de pasos para crear el conjunto. 

Imágenes archivo DGCyE.

Actividad 21

Realización de lista de materiales para semáforo

N°	Designación/ Nombre	Función	Características técnicas	Adquisición
1	Cuerpo	Permite sostener los Ledes de forma vertical para una mejor visualización de cada uno de los estados.	MDF 3 mm	Carpintería, librerías técnicas.
2	Soporte	Genera un vínculo fuerte y resistente con la base y el cuerpo.	MDF 3 mm	Carpintería, librerías técnicas.
3	Base	Otorga estabilidad a todo el sistema, permitiendo que el cuerpo se sostenga de forma vertical.	MDF 3 mm	Carpintería, librerías técnicas.
4	Led	Se utilizan para dar mejor estética e identificar los estados del semáforo.	Led 5mm.  Rojo-Blanco 2.000Mcd. 30/50mA.	Tiendas de venta on line. Ferreterías. Casas de electricidad-electrónica.
5	Arduino	El Arduino es una placa basada en un microcontrolador ATMEL. Permite programar instrucciones con el Arduino IDE para interactuar con sus circuitos. Tiene una interfaz de entrada para conectar periféricos, cuyos datos son procesados por el microcontrolador.	Microcontrolador: ATMega328P. Velocidad de reloj: 16 MHz. Voltaje de trabajo: 5V. Voltaje de entrada: 7,5 a 12 voltios. Pinout: 14 pines digitales (6 PWM) y 8 pines analógicos. 1 puerto serie por hardware. Memoria: 32KB Flash (2KB para bootloader), 2KB RAM y 1KB Eeprom
6	Resistencias	La resistencia sirve para impedir, detener o atenuar el flujo de electrones que conforman la corriente eléctrica. De esta manera se evitan excesos de flujo eléctrico en piezas que no lo admiten.	Valores: - 1 k  - 4.7 k - 10 k - 47 k - 100 k	Tiendas de venta on line. Ferreterías. Casas de electricidad.
7	Porta-pilas-18650	El soporte de batería lleva uno o más compartimientos o cámaras para sostener la batería. Generalmente plástico, resguarda a la pila o batería y permite una conexión segura.	Portapilas Abierto - Capacidad: 3 pilas/baterías - Compatible con Pilas-baterías de Litio 18650 - Cables conectados internamente	Casas de electrónica. Tiendas de venta on line.
8	Pilas/ Baterías	La batería es un acumulador y proporciona la energía eléctrica. Generalmente, cuando vamos a elegir una batería nos fijamos principalmente en tres características: capacidad, voltaje y espacio. Recargable o de un solo uso.	Pila/ batería recargable LCR 18650 Motoma de 2600mAh - 3.7Vcc - Descarga de Corriente Standard. Pila/ Batería Carbon Zinc Super Heavy Duty 9V/ 1222- No recargable Composición: Zn-MnO 2	Casas de electrónica. Tiendas de venta on line. Reciclado: notebooks y netbooks. (baterías 18650).
9	Cable unipolar	Se utiliza para la transmisión y la distribución de la energía eléctrica.	Cable unipolar Sección: 1 x 0,5 mm Material de la cubierta: PVC Materiales del conductor: cobre	Tiendas de venta on line. Ferreterías. Casas de electricidad.
10	Interruptor	Dispositivo que permite abrir y cerrar el paso de corriente eléctrica. Es, por lo tanto, un elemento fundamental de un circuito eléctrico ya que permite pasar o no la corriente de un circuito eléctrico mediante un sencillo funcionamiento.	Llave-palanca-switch- on off-2-patas-220v-10a-	Casas de electrónica. Tiendas de venta on line. Reciclado: equipos eléctricos, fuentes de poder, etc.

Actividad 22

En la siguiente actividad las y los estudiantes realizarán el conexionado de las luces led del semáforo utilizando además la placa Arduino y el protoboard, para posteriormente hacer la programación por bloques de una secuencia lumínica.

Conexión a luces led Dragster. Imagen archivo DGCyE.

Actividad 23

En la siguiente actividad, las y los estudiantes programarán por bloques las luces del semáforo. En esta programación, dentro del bloque, siempre se activará el pin número 2 durante 50 milisegundos y luego se desactivará, seguido de la activación del pin número 4 durante 50 milisegundos y luego se desactivará. Finalmente, se procederá a la activación del pin número 3 durante 50 milisegundos y luego se desactivará. 

Programación por bloques. Imágenes archivo DGCyE.

Etapa para la evaluación del proceso realizado

En esta instancia, se sugiere utilizar el método de evaluación por rúbricas, y revisar los conceptos más importantes en el documento Guía metodológica general “(ver material complementario)”.

Actividad 24

Evaluación con el conjunto de las y de los estudiantes sobre el proceso que realizaron, aprendizajes logrados, cuestiones a mejorar. Se utilizarán las rúbricas indicadas en el documento Guía metodológica general “(ver material complementario)”.

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¹ Comunicación 3/2021 “Acerca de las pautas a considerar en el ciclado extendido 2020-2021 en los campos de la FCT y FTE del ciclo básico anexo correspondiente a la modalidad de Educación Técnica”.

² Post-it (o pósit) son unas pequeñas hojas de papel autoadhesivo de varias dimensiones, formas y colores que suelen llevar el pegamento solo en un extremo, las cuales son ideales para dejar notas a otras personas o para comunicar algo importante.