¿Cómo programar una línea de detección para ayudar a prevenir accidentes viales?  

¡Mejora la seguridad vial con LEGO Education MINDSTORMS EV3!

¿POR QUÉ PROGRAMAR?

La programación está siendo crucial gracias al contacto diario que tenemos con nuestros dispositivos electrónicos y digitales. Gracias a ella nos ayudamos a sistematizar feaenas e información de forma mucho más eficiente y rápida. Trabajos que anteriormente hacíamos de forma manual, ahora, gracias a la programación, podemos planificar y ayudarnos a hacer nuestra vida más cómoda. Pero no solo eso, gracias a la programación también podemos ayudar a prevenir accidentes viales, como por ejemplo con la actividad que os proponemos hoy: la programación de una línea de detección. Gracias a esto, los coches podrán detenerse de forma automática ante los semáforos. ¡Veamos cómo! LEGO MINDSTORMS Education EV3 es una solución creativa que trabaja por proyectos basados en STEM, a través de los cuales los alumnos pueden experimentar las aplicaciones prácticas de la ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas. Motiva al alumnado de Educación Secundaria a diseñar, construir y programar robots mediante el uso de motores, sensores, engranajes, ruedas, ejes y otros componentes técnicos. Materias: Programación, STEM, Ingeniería, Ciencia Computacional. Curso: Educación Secundaria. Duración de la actividad: 45-90 min. Dificultad: Intermedia.

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OBJETIVOS DE LA ACTIVIDAD

Después de completar la sesión, el alumnado sabrá:

• Explorar el concepto de "Trayectoria Circular".
• Entender el concepto de un interruptor y cómo utilizarlo para realizar operaciones verdaderas y falsas.

MATERIAL NECESARIO

• Set LEGO MINDSTORMS Education EV3 
• Software o APP de programación de LEGO MINDSTORMS Education EV3 
• ROBOTC software (opcional)

RECURSOS ADICIONALES

• Introducción a las actividades de programación de EV3
• Enlaces curriculares
• Evaluación
• Modelo base EV3 (Instrucciones de construcción)

HOJA DE EVALUACIÓN DEL ALUMNADO

• Descargar PDF

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ACTIVIDAD LÍNEA DE DETECCIÓN CON LEGO MINDSTORMS Education EV3: PASO A PASO

1. CONECTAR (5 minutos)

Inicia un debate en clase sobre las siguientes cuestiones:

• ¿Pueden los coches autónomos reaccionar ante diferentes señales de los semáforos?
• ¿Qué puede pasar si un conductor se queda dormido al volante?
• ¿Cómo se puede detectar cuando un conductor se está quedando dormido?

Permite que el alumnado selecciones la/s herramienta/s que encuentren más apropiadas para capturar y compartir sus ideas. Anímales a que anoten todos sus pensamientos utilizando textos, vídeos, imágenes, bocetos o cualquier otro medio creativo. Explícales que una vez que otra vez más harán uso del Sensor de Colores. Ampliarán su comprensión sobre cómo este sensor reacciona ante las luces mediante el uso de la intensidad lumínica reflejada para crear un programa que conducirá su robot de ruedas a lo largo de una pista determinada. Diles que utilizarán el Sensor de Colores para hacer que sus robots de ruedas se muevan de forma más autónoma para estimular cómo un coche autónomo puede responder ante una determinada trayectoria o pista.

2. CONSTRUIR (15-30 MINUTOS)

Construir El alumnado construirá su modelo base de Robot Educativo y añadirán el Sensor de Color apuntando hacia abajo. El alumnado tiene que realizar el siguiente control de construcción antes de que programen sus robots:

• ¿Las ruedas giran libremente?
• ¿Están los cables correctamente conectados desde el Sensor de Colores al puerto 3?

Programar Haz que el alumnado empiece un nuevo proyecto en el entorno de programación EV3. Tendrán que empezar explorando la función del Sensor de Colores que reconoce los colores de los bricks LEGO® programando sus robots de ruedas para conducir a través de la pista y detenerse en el brick rojo. Haz que los estudiantes simulen simulen el comportamiento de un vehículo en los semáforos haciendo que su robot de ruedas responda a un conjunto de señales verdes y rojas. Colocar su código dentro de la trayectoría circular posibilitará la posibilidad de múltiples semáforos por la pista. Permite que el alumnado seleccione la/s herramienta/s más apropiadas para capturar y compartir su pseudocódigo. Anímales a utilizar textos, vídeos, imágenes, bocetos o cualquier otro medio creativo. Nota Haz referencia a los Tutoriales de Robots Educativos para obtener más ayuda. En el Software EV3:

• Robot Educativo > Básico > Movimiento recto
• Robot Educativo > Básico > Movimiento curvo
• Robot Educativo > Hardware > Sensor de Color - Color
• Robot Educativo > Más allá de lo Básico > Trayectoria Circular
• Robot Educativo > Básico > Pararse en la Línea
• Robot Educativo > Más allá de lo Básico > Interruptor

El alumnado tendrá que utilizar el Wait Block para hacer esto. Señala que el Wait Block puede ser configurado para ser disparado por múltiples colores, o solo uno. En este caso, el alumnado podrá crear un programa que usa el Sensor de Color para parar los motores cuando detecte el color rojo. Muéstrales que necesitarán asegurarse de que los otros colores están deseleccionados por el Sensor de Color para responder de forma más efectiva los colores que ellos escojan (rojo y verde). Explícales también que estarán explorando cómo funcionan los interruptores y las trayectoras circulares, y cómo se incorporan cada uno de ellos a a sus programas. Instalación Utiliza las vigas técnicas disponibles en el conjunto de núcleos EV3 para simular luces verdes y rojas. Coloca las vigas en la mesa para que el Sensor de Color pueda detectarlas mientras se desplaza sobre ellas. POSIBLE SOLUCIÓN DETECCIÓN DE LUZ ROJA

1. Inicia el programa.
2. Inicia los motores B y C (conduce hacia adelante).
3. Espera a que el Sensor de Color detecte el color rojo.
4. Para los motores.

POSIBLE SOLUCIÓN DETECCIÓN DE LUZ ROJA Y VERDE EN LA TRAYECTORIA CIRCULAR

1. Inicia el programa.
2. Inicia los motores B y C (conduce hacia adelante).
3. Espera a que el Sensor de Color detecte el color rojo.
4. Para los motores.
5. Espera a que el Sensor de Color detecte el color verde.
6. Repite los pasos 2 y 5.

3. CONTEMPLAR (35 MINUTOS)

El alumnado debería utilizar la misma función que el Sensor de Color para reconocer cuándo el robot está sobrepasando la línea. Utiliza una línea oscura y grusa (aproximadamente 2 o 3/4 cm.) si tiene una superfície blanca o clara, o una línea blanca si tiene una superfície oscura. Haz que simulen una señal de alarma para el conductor si los robots están cruzando esta línea. Esta característica está a menudo disponible en los coches nuevos. POSIBLE SOLUCIÓN LÍNEA DE DETECCIÓN EN LA TRAYECTORIA CIRCULAR

1. Inicia el programa.
2. Inicia los motores B y C (conduce hacia adelante haciendo una curva en la línea).
3. Espera a que el Sensor de Color detecte el color negro, después empieza los pasos 1 y 2.

PASO 1

1. Pon el sonido "Bocina 1"

PASO 2

1. Inicia los motores B y C (conduce hacia adelante con una curva alejada de la línea).
2. Espera a que el Sensor de Color detecte el color blanco.
3. Repita los pasos 2 a 6.

Opción de diferenciación El alumnado creará un vehículo automatizado y sin conductor, que pueda seguir una línea. Haz que exploren cómo un vehículo automatizado puede ser guiado a lo largo de una carretera o vía. Deberán ser introducidos en el Bloque de interruptores, que funcionará dentro de una trayectoria circular. Explícales que el Bloque de interruptores se puede usar para automatizar un programa que permite que el robot de ruedas funcione de manera autónoma. También explícales que el Bloque de interruptores se puede usar para controlar el flujo de un programa. Predeterminado y con el Sensor táctil, es un ejemplo clásico de lógica booleana. Demuéstrales cómo cambiar el Bloque de interruptores al Sensor de Color y explícales que el punto de activación se usa para crear la declaración verdadera / falsa (mirando el Bloque de interrupciones, observad cómo el programa fluye por encima del punto de activación para hacer una cosa o por debajo para hacer otra). Indícales que para crear el programa de seguimiento de línea, deberán "mover" el robot de ruedas a lo largo de la línea. Es decir, el robot de ruedas girará a la izquierda y luego a la derecha dependiendo de si la línea (ej. el disparador) se ha cruzado. Encuentra un video adecuado para demostrar un ejemplo de esto al alumnado. Indícales que los Bloques de dirección de movimiento utilizados en este desafío deben configurarse en "Encendido", no en "Encendido para" (por ejemplo, segundos, grados o rotaciones). Una vez que el robot de ruedas sigue la línea, ¿se puede mejorar para comportarse más como un automóvil (es decir, moverse en una línea recta en lugar de un movimiento)? POSIBLE SOLUCIÓN LÍNEA SIGUIENDO LA TRAYECTORIA CIRCULAR

1. Inicia el programa.
2. Inicia los motores B y C (conduce hacia adelante con una curva hacia la línea).
3. Espera a que el Sensor de Color detecte el color negro.
4. Inicia los motores B y C (conduce hacia adelante con una curva alejada de la línea).
5. Espera a que el Sensor de Color detecte el color blanco.
6. Repite de los pasos 2 al 5.

Nota El alumnado volverá a utilizar el Sensor de Color, pero esta vez necesitarán programarlo para que responda ante la intensidad de la luz reflejada. Necesitarán tomar nota sobre la intensidad de la luz reflejada en la Vista de Puerto para medir qué valor ingresar en el bloque de espera. Esto funcionará mejor si usa cinta negra o azul en una superficie muy clara (o blanca). Tendrás que pasar algún tiempo explicando el concepto de un interruptor y cómo es un ejemplo de lógica booleana. Una posible extensión desde aquí sería agregar un segundo Sensor de Color y combinar los programas de seguimiento de línea y semáforo para simular servicios automáticos de pasajeros, como un sistema de trenes en un aeropuerto. Compartir Permite que el alumnado seleccione la/s herramienta/s que encuentren más apropiadas para capturar y compartir sus creaciones, sus procesos de aprendizaje y sus razonamientos únicos. Anímales a utilizar textos, videos, imágenes, bocetos, o cualquier otro medio creativo. Esta actividad ha cubierto muchos conceptos y ha introducido muchos bloques nuevos del software EV3. Utiliza este tiempo para recapitular esta información y asegurarse de que el alumnado la entienda. Pide a uno o dos grupos que demuestren sus programas. También que compartan lo que esperaban que sucediera en comparación con lo que realmente sucedió con sus programas. Pregúntales si les sorprendió algo sobre los resultados de sus programas. Oportunidad de evaluación Las rúbricas específicas para evaluar las habilidades de pensamiento computacional se pueden encontrar en "Evaluación".

3. CONTINUAR (45 MINUTOS)

Utilizar programación basada en texto Haz que el alumnado explore las soluciones de programación basadas en texto para que puedan comparar diferentes lenguajes de programación. MakeCode - POSIBLE SOLUCIÓN Programa con Bloques o con  JavaScript en tu buscador web utilizando el editor Microsoft MakeCode para LEGO® MINDSTORMS® Education EV3. Puedes encontrar la Actividad de Línea de Detección aquí.