Crear un coche sin conductor con LEGO® MINDSTORMS EV3 |#LessonPlan

Los alumnos van a usar el proceso de diseño para resolver un problema del mundo real diseñando un vehículo autónomo que siga órdenes de conducción definidas por el usuario.

Preparar

• Lea este material para el profesor.
• Si lo considera necesario, prepare una lección con el material de primeros pasos que hay en la Aplicación de programación EV3 o el Software de Laboratorio EV3. Así, los alumnos pueden ir familiarizándose con LEGO® MINDSTORMS® Education EV3.

Despertar el interés (30 min.)

• Aproveche las ideas de la sección Debate abierto para animar a los alumnos a hablar sobre temas relacionados con este proyecto.
• Explique el proyecto.
• Ponga a los alumnos en parejas.
• Deles tiempo para que piensen en todas las ideas que se les ocurran.

Explorar (30 min.)

• Pida a los alumnos que creen varios prototipos.
• Anímeles a explorar tanto el montaje como la programación.
• Haga que cada pareja monte y pruebe dos soluciones.

Explicar (60 min.)

• Pida a los alumnos que prueben sus soluciones y elijan la mejor.
• Asegúrese de que son capaces de crear sus propias tablas de prueba.
• Deje tiempo para que cada equipo termine su proyecto y reúna datos para documentar su trabajo.

Desarrollar (60 min.)

• Dé a los alumnos tiempo para que preparen sus informes finales.
• Organice una sesión en la que cada equipo presente sus resultados.

Evaluar

• Valore el trabajo que ha hecho cada alumno.
• Puede usar las rúbricas de evaluación facilitadas para simplificar el proceso.

Debate abierto

Hoy en día, en los coches se usan muchos sistemas de navegación. Algunos de estos sistemas ya están asumiendo la responsabilidad de los conductores de llevar a los pasajeros a su lugar de destino de forma segura. Antes de determinar cuál es la mejor ruta entre los puntos A y B, los coches autónomos tienen que ser capaces de ejecutar una serie de movimientos basados en la información dada por el usuario.

Anime a los alumnos a hacer una lluvia de ideas.
Pídales que se planteen estas preguntas:

• ¿Qué es un coche autónomo y cómo funciona?
• ¿De dónde obtiene un coche autónomo las instrucciones?
• ¿Qué movimientos tiene que hacer el coche para moverse por las calles de una localidad en una cuadrícula con líneas norte, sur, este, oeste?

Dé a los alumnos tiempo para que contesten estas preguntas:

Anímeles a que documenten sus ideas iniciales y expliquen por qué han elegido la solución que van a usar para hacer su primer prototipo. Pídales que describan cómo van a evaluar sus ideas durante el proyecto. Así, mientras revisan y comprueban su trabajo, tendrán información específica que pueden usar para evaluar su solución y decidir si es o no efectiva.

El pseudocódigo es una buena herramienta para ayudar a los alumnos a organizar sus ideas antes de comenzar a programar.

Consejos de montaje

Lo primero es montar un vehículo. Los alumnos pueden usar cualquiera de los modelos sugeridos para la base de conducción LEGO® MINDSTORMS® EV3 o diseñar el suyo propio. Asegúrese de que se puede acceder bien a los botones en la parte superior del Ladrillo EV3 porque en esta actividad se van a usar para controlar la dirección.

VER INSTRUCCIONES DE MONTAJE(1,4 MB, PDF)

Consejos de programación

Explique a los alumnos que van a programar su robot para que se mueva siguiendo una serie de instrucciones grabadas que le enviarán con los botones del Ladrillo EV3. Use estos parámetros:

• Botón Arriba pulsado, el robot avanza 30 cm
• Botón Abajo pulsado, el robot retrocede 30 cm
• Botón Izquierda pulsado, el robot gira 90 grados a la izquierda
• Botón Derecha pulsado, el robot gira 90 grados a la derecha

Grabar una acción para que el robot se mueva

Explicación del Programa

1. Iniciar el programa.
2. Crear un Bloque Variable denominado «Conducir».
3. Esperar a que se pulse un botón del ladrillo.
4. Reproducir sonido «Click 2».
5. Grabar el valor numérico del botón presionado en la variable «Conducir».
6. Esperar dos segundos.
7. Reproducir sonido «G02».
8. Leer el número guardado en la variable «Conducir» y enviar el valor a un Interruptor.
9. Interruptor numérico:

a. Si Conducir = 0 (caso predeterminado), no hacer nada.
b. Si Conducir = 1, girar el robot a la izquierda.
c. Si Conducir = 3, girar el robot a la derecha.
d. Si Conducir = 4, mover el robot en línea recta hacia adelante dos rotaciones de las ruedas.
e. Si Conducir = 5, mover el robot en línea recta hacia atrás dos rotaciones de las ruedas.
10. Reproducir sonido «Game Over 2».

Grabar varias acciones para hacer que el robot se mueva

El Bloque Operaciones de matriz se utiliza para guardar una secuencia de datos. Se suele describir como una tabla con una única fila y varias columnas.

Explicación de la Solución

1. Iniciar el programa.
2. Crear un Bloque Variable denominado «Conducir». Elegir la opción «Escribir: Matriz Numérica».
3. Crear un Bucle. El código de ejemplo está establecido para ejecutarse cinco veces.
4. Esperar a que se pulse un botón del ladrillo.
5. Reproducir sonido «Click».
6. Leer el Bloque Variable «Conducir». Elegir la opción «Leer Matriz Numérica».
7. Usar el Bloque Operaciones de matriz. Elegir «Escribir en Índice - Numérico».

• Conectar el cable de datos del Bloque Variable «Conducir».
• Conectar el cable de datos del índice del Bucle desde la parte frontal del Bucle hasta la ubicación del índice en el Bloque Operaciones de matriz.
• Conectar el cable de datos del valor del Bloque Esperar a botón EV3 a la ubicación del valor en el Bloque Operaciones de matriz.

1. Escribir el resultado del Bloque Operaciones de matriz en el Bloque Variable «Conducir».
2. Esperar dos segundos.
3. Reproducir sonido «Go».
4. Crear un segundo Bucle. El código de ejemplo está establecido para ejecutarse cinco veces, el mismo número de veces que el primer Bucle.
5. Leer el Bloque Variable «Conducir». Elegir la opción «Leer Matriz Numérica».
6. Usar el Bloque Operaciones de matriz. Elegir la opción «Leer en Índice - Numérico».
7. Interruptor numérico:

• Si Conducir = 0 (caso predeterminado), no hacer nada.
• Si Conducir = 1, girar el robot a la izquierda.
• Si Conducir = 3, girar el robot a la derecha.
• Si Conducir = 4, mover el robot en línea recta hacia adelante dos rotaciones de las ruedas.
• Si Conducir = 5, mover el robot en línea recta hacia atrás dos rotaciones de las ruedas.

1. Reproducir sonido «Game Over 2».