guía del profesor de reess2

Guía de utilización del sitio web, para el profesor.

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Guía de utilización del sitio web, para el

profesor.

Para que exista una perfecta correlación entre esta guía de utilización y la página web, vamos a seguir el mismo orden establecido en la Secuencia de aprendizaje, a la que accedes desde la página de inicio al pulsar Comenzar, de esta forma se irán describiendo los distintos menús y apartados que forman el sitio web. Recuerda que puedes estar visitando cualquier zona del web y volver a esta página desde el menú Inicio > Secuencia de aprendizaje.

1) ¿Qué es www. reess ?

REESS es el acrónimo correspondiente a las siglas de “Robótica en las Enseñanzas Secundarias” y se trata de un proyecto de innovación pedagógica que nos planteamos un grupo de profesores de Secundaria (E.S.O.,Bachillerato y F.P.) pertenecientes al área de influencia del C.F.I.E. de Béjar (Salamanca).

Para afrontar el proyecto se realizó una memoria bastante exhaustiva, con el fin de que nos concedieran una subvención (menú Acerca de REESS > Acerca de la subvención) por parte de la Junta de Castilla y León, que sale todos los años en el B.O.C y L.. durante el mes de septiembre

El grupo (no siempre los mismos componentes) lleva 8 años trabajando en distintos temas relacionados con la electrónica, automática etc. ya sea en cursos, seminarios o grupos de trabajo, teniendo como “base de operaciones”, el taller de Electrotecnia del I.E.S. “Río Cuerpo de Hombre” de Béjar, donde se realizó la fotografía del grupo que puedes ver a continuación y cuyos componentes, (ver menú Acerca de REESS >¿Quiénes hacen REESS?) de izquierda a derecha, son los siguientes:

Javier Sánchez Gutiérrez. Profesor de Instalaciones Electrotécnicas del I.E.S “Río Cuerpo de Hombre” de Béjar.

Benito Benito Ballesteros. Profesor de Sistemas Electrotécnicos y Automáticos del I.E.S “Río Cuerpo de Hombre” de Béjar.

Francisco Martín Elices. Profesor de Física y Química y Jefe de Estudios del I.E.S “Río Cuerpo de Hombre” de Béjar.

Enrique Huertas Talón. Profesor de Sistemas Electrotécnicos y Automáticos que imparte Tecnología en el I.E.S. “Ramón Olleros Gregorio” de Béjar.

Juan Carlos Martín Castillo. Profesor de Instalaciones Electrotécnicas del I.E.S “Río Cuerpo de Hombre” de Béjar, coordinador y “Alma Mater” del proyecto.


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Jesús Gómez Colorado. Catedrático de Sistemas Electrotécnicos y Automáticos

del I.E.S “Río Cuerpo de Hombre” de Béjar.

Manuel Carlos García Macías. Profesor de Instalaciones Electrotécnicas del I.E.S “Río Cuerpo de Hombre” de Béjar.

Victoriano M. Hernández Maestre. Profesor de Electrónica del I.E.S. “García Bernalt” de Salamanca, ausente el día en que se realizó la foto. (puedes verlo en otras fotos del menú Acerca de REESS> Álbum de fotos del grupo trabajando)

Componentes del grupo de trabajo, en el taller de Electrotecnia.

Los objetivos que nos propusimos y planteamos en la memoria mencionada anteriormente, fueron los siguientes:

Proponer, diseñar y desarrollar desde el punto de vista didáctico, la construcción de una tarjeta de interfaz para el puerto paralelo del PC, y sus elementos de conexión con el mismo y con maquetas.

Desarrollar un micromundo WinLOGO (basado en técnicas avanzadas de automatización), que permita en uso sencillo para la programación del


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funcionamiento de las maquetas, controlado por el PC a través de la tarjeta interfaz.

Desarrollar un conjunto de clases (objetos) en Visual C++, que permita un control de las maquetas similar al enunciado anteriormente, pero que, además, sirva como actividad de programación informática en los niveles educativos adecuados.

Proponer y desarrollar actividades didácticas completas para el uso de los elementos anteriores, en clase.

Incluir en nuestras programaciones didácticas y desarrollar con los alumnos de Tecnología e Iniciación a la Electricidad y Electrónica (4º ESO) y con los de Informática Industrial (CFGS “Sistemas de Regulación y Control Automáticos”) las actividades que propongamos y que se adapten a los niveles adecuados.

Crear un sitio WEB puramente interactivo y didáctico (no un simple conjunto de textos con enlaces) que pueda ser utilizado tanto por profesores como por alumnos y que contenga la totalidad de la información didáctica y metodológica que generemos, sirviendo de apoyo directo al alumno, hasta el punto de poderse usar en el autoaprendizaje.

Crear un sistema de autoevaluación y evaluación externa de los aprendizajes conseguidos, que funcione sobre el mismo sitio WEB.

Con solo un vistazo por encima del sitio WEB que hemos creado, puedes observar que estos objetivos han sido alcanzados e incluso superados en lo que se refiere a información didáctica de los distintos componentes de la tarjeta controladora.

2) Aspecto de la controladora terminada.

Para tener una visión del trabajo que se va a realizar, tienes fotografías de dos de las tarjetas montadas por nosotros en el menú El circuito > Placa montada.

La primera es una placa de matriz de puntos y la segunda, es una placa

fotosensible con una cara de cobre; Todo lo relacionado con tipos de placas, lo encontraras en el punto 5 de esta guía.


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El uso de la placa de matriz de puntos, puede ser aconsejable didácticamente,

pues el alumno tiene que seguir el circuito conexión a conexión pero, como puedes observar, el acabado tiene mucho mejor aspecto con la segunda.

Esquema del circuito.

En el menú El circuito > Esquema, está el dibujo completo del esquema de conexiones, que ha sido realizado con el programa AUTOCAD 2000. Al ir moviendo el ratón, puedes ver que se amplían de tamaño ciertas zonas, para poder verlas con mayor detalle.

A continuación se expone una breve descripción de la misión que tienen los distintos componentes utilizados en el circuito. (Para más profundidad, ver el paso siguiente de esta guía.)

De todas formas, lo mejor para tener una visión completa del esquema, es imprimir el archivo PDF, picando en Esquema_reess.PDF o en la zona de descarga del punto 2 de la secuencia de aprendizaje.

3) Conoce e identifica los componentes a utilizar.

Aquí se trata de que el alumno, no solamente construya la tarjeta controladora, sino que conozca las características de funcionamiento y las propiedades más importantes de los distintos componentes que la forman.

Será, por tanto, la parte teórica a explicar en el aula, sobre los distintos temas de electrónica de la Tecnología de la E.S.O. o el Bachillerato y en los temas específicos de los ciclos formativos correspondientes.


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Para ver los componentes. Puedes elegirlos desde la placa o desde el esquema,

bien picando en este paso de la secuencia de aprendizaje o en el menú Componentes > Elegir desde la placa del circuito impreso o bien Elegir desde el esquema.

Al picar en cualquiera de los componentes aparecen una serie de ventanas, que puedes seleccionar y mover a voluntad, picando y arrastrando sobre ellas, también puedes seleccionarlas ordenadamente en el menú desplegable REESS que aparece en la esquina superior derecha. En todos los componentes tienes las siguientes ventanas:

Descripción de componentes.

Se describen las características más importantes del componente en cuestión en no más de un folio.

Símbolo.

Simbología normalizada y actualizada.

Conexionado y patillaje.

Distintas conexiones del componente, con diversos circuitos y animaciones.

Actividades.


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Diversos ejercicios teóricos y prácticos, para que el alumno pueda asimilar, de forma amena, los contenidos expuestos.

Recursos WEB.

De la multitud de páginas que se pueden visitar, hemos elegido para cada componente las 4 o 5 que, a muestro juicio, hemos considerado más interesantes por sus contenidos, y se han colocado sus correspondientes enlaces a las mismas.

Dada la cantidad incalculable de información existente en la Red, pedimos vuestra colaboración y si conocéis alguna web que creáis que merece la pena conocerse, no dudéis en mandarnos dicha información utilizando el menú Comunidad > Foro REESS o bien E-mail REESS.

Cuestionario interactivo.

Con una serie de preguntas y varias posibles soluciones que se pueden ir eligiendo. Al accionar el botón de comprobación se obtiene el resultado de las preguntas acertadas, lo que permite una valoración objetiva del alumno sobre los conocimientos adquiridos.

En la parte baja de este menú hay otra serie de opciones indicadas por su leyenda

y son :

Abrir todas las ventanas.

Cerrar todas las ventanas.

Pantalla completa.

Cerrar ventana.

Acerca de REESS.

Inicio.

Menú

Ventanas


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Los componentes que se describen y para los cuales tienes toda la información

expuesta anteriormente son:

Bornes de entradas, salidas y conexión de alimentación.

Relés.

LEDs de señalización de entradas, salidas y alimentación.

Resistencias de polarización de los LEDs.

Condensadores.

Regulador de tensión.

Conector para el circuito impreso DB25 acodado.

Circuito integrado 4069. (6 puertas NOT inversoras)

Circuito integrado ULN 2803. (etapa de potencia)

Circuito integrado HC 245. (Óctuple transmisor bidireccional triestado no inversor)

Recuerda que se pueden elegir los componentes desde la placa o desde el esquema del circuito.

Aunque no se montan en la placa, hemos creído conveniente describir otros componentes utilizados en la mayoría de circuitos electrónicos, siguiendo la misma estructura de ventanas. Éstas son:

El diodo.

El transistor.


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Así mismo la tarjeta controladora está destinada al control de motores por lo que

también se describen pequeños motores de C.C. que son normalmente utilizados en el aula-taller, para la realización de prácticas.

5) Antes de construir la placa del circuito impreso.

Una vez conocidas las características de los componentes, cuya explicación en el aula llevará el número de sesiones que se estime oportuno, dependiendo del nivel educativo en el que se desarrolle y por tanto la profundidad que se le quiera dar, hay dos opciones para la construcción de la tarjeta controladora:

Sobre placa de matriz de puntos.

Utilizada sobre todo en experimentación y pruebas. Para ver las características de este tipo de placas visita el menú Componentes > Tipos de placas > Placas de matriz de puntos, la más común es la de “zonas conductoras cuadradas de 2 mm. de lado”. Para conocer todo tipo de placas comerciales, así como precios etc. pica el link http://www.micropick.com/pagmatcircuitos.htm que es una empresa de todo tipo de componentes electrónicos, ya tienes seleccionadas algunas que tienen que ver con la construcción de la placa.

En este caso se tendrán que ir realizando todas las conexiones entre componentes según el esquema del circuito, visto en el punto 2 de esta guía. Todos los detalles los puedes encontrar en el menú Técnicas > Montaje sobre placas de matriz de puntos.

Si se quiere una utilización permanente de la placa, lo mejor es construir la tarjeta sobre:

Placa de material fotosensible con una cara de cobre.


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Es sobre la que hemos desarrollado el resto de las técnicas de trabajo y la primera será obtener las pistas de la placa del circuito impreso en el menú Recursos > Descarga > Pistas de la placa del circuito impreso. Es ¡IMPORTANTE! leer con atención el menú Técnicas > Construcción de placas de circuito impreso > Impresión del archivo de pistas, para imprimir el archivo que está en formato PDF, pues ocurre que de lo contrario las patillas de los componentes no coinciden con los orificios en que deben ser alojados. (Este consejo te lo damos por propia experiencia)

6,7,8,9,10) Técnicas de trabajo.

Ya tenemos todo el bagaje necesario para la construcción de la controladora, solo queda explicar al alumno en el taller las distintas técnicas de trabajo:

a) Construcción de la placa de circuito impreso.

Insolación.

Tienes toda la descripción de pautas a seguir, en el menú Técnicas > Construcción de placas de circuito impreso > Diseño mediante insolación.

Tanto las descripciones como las fotografías, están referidas a nuestra propia experiencia en el desarrollo de este proyecto.


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Ataque químico de placas de circuito impreso, mediante cloruro

férrico.

Tienes toda la secuencia de pautas a seguir en el menú anterior, eligiendo la opción Ataque químico.

Se debe poner mucha atención en esta fase, para que el cloruro férrico no deteriore alguna pista de cobre.

Diseño de placas de circuito impreso con rotulador permanente.

Este sistema se puede utilizar para circuitos más sencillos o bien si no se dispone de insoladora (que no es un recurso muy caro), desde luego el resultado no será tan perfecto.

Las pautas a seguir están en el mismo menú, con la opción Diseño son rotulador permanente.


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b) Taladrado de la placa.

Esta es una técnica muy sencilla, pero hay que realizarla con cuidado y sobre todo ¡paciencia! si, como en este caso, hay que hacer un número elevado de orificios.

Todas las pautas a seguir las tienes en el menú Técnicas > Taladrado, si no se dispone de un pequeño taladro Dreemel, los resultados son igualmente buenos con un taladro normal (Black&Decker o Bosch) y columna de sujeción, poniendo un poquito más de cuidado.

c) Soldadura.

La soldadura blanda también parece una técnica muy sencilla, pero no es así, pues solo se consiguen buenos resultados con la experiencia, para ello sigue los consejos prácticos del final de la página en el menú Técnicas > Soldadura y desoldadura > Soldadura.

Si por cualquier causa necesitas desoldar algún componente, tienes una guía en el mismo menú en la opción Desoldadura.

Para realizar la soldadura de los componentes de la placa con mayor facilidad es conveniente descargar el archivo “Lado de componentes de la placa de circuito impreso” que encontrarás en el menú Recursos > Descarga. También, en el mismo menú tienes los puentes, que no ha habido más remedio que colocar, (a no ser con un considerable aumento del tamaño de la placa) en la opción “ Ubicación de los puentes a realizar en el lado de los componentes”.


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11,12) Alimentación de la placa.

La placa ya está montada, solo queda probarla, para ello se debe conectar a una fuente de alimentación de entre 12 y 30 V.(Cuanto menos mejor, para que no se calienten demasiado los reguladores de tensión) Sirve perfectamente el modelo de fuente de alimentación disponible en casi todos los centros de enseñanza.

Si hay cualquier duda consultar en el menú Técnicas > Cómo alimentar el circuito.

Insistir al alumno en la polaridad de la fuente de alimentación de la placa, ya que se trata de corriente continua.

13) Comunicación con el PC.

Una vez comprobado que la placa recibe alimentación, debemos comunicarla con el ordenador, mediante un cable de comunicación adecuado.

De todas las posibles elecciones, el más sencillo y rápido de montar, es el cable plano de 25 hilos con conectores DB25 para cable plano.

Para conseguirlo, seguir las instrucciones indicadas en el menú Técnicas > Construcción cable tarjeta <-> PC, donde se encuentran todos los detalles del montaje.

Para mayor información sobre la comunicación tarjeta <-> PC, consulta el menú Componentes > El puerto paralelo.


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14,15,16) Conexión de la tarjeta controladora.

No hacen falta comentarios para conectar el PC a la tarjeta, mediante al cable de 25 hilos, alimentar la placa y encender el PC.

17,18) Lenguajes de programación.

Antes de empezar a trabajar con la tarjeta controladora, se debe hacer una introducción sobre los lenguajes de programación que se pueden utilizar, en nuestro caso para los alumnos de 4º de ESO hemos elegido WinLOGO, sobre todo por que su aprendizaje se realiza con suma rapidez y comprensibilidad por parte del alumno, con otros lenguajes el tiempo necesario para su aprendizaje hace imposible su utilización para este nivel de enseñanza.

Para comprender mejor algunas primitivas de WinLOGO, se debe utilizar al menos un periodo lectivo en la introducción anterior y en explicar el sistema de numeración binario. En el menú Técnicas > Sistema de numeración binario, puedes encontrar los puntos clave sobre el tema de una forma tremendamente práctica y resumida.

Para habituarse a la programación en WinLOGO, serán necesarios varios periodos lectivos y realizar el aprendizaje de algunas primitivas, para ello dispones de una guía bastante válida para alumnos de 4º de ESO (probado en el aula de Tecnología del I.E.S. “Ramón Olleros Gregorio” de Béjar ) en el menú Técnicas > Programación en WinLOGO, siguiendo por orden los apartados de la parte superior de la página:

Introducción -> Las primitivas ->Recursividad -> Micromundo REESS -> y Programación de la controladora.

En caso de que vuestro sistema operativo sea Windows NT/2000/XP, será necesario un driver de comunicación, cuyas instrucciones de instalación están en el menú Técnicas > Acceso al puerto en Windows XP.

Para Windows 95,98 y ME esto no es necesario, pues la comunicación con el puerto paralelo (el de la impresora) es automático.

Si los alumnos son de Bachillerato o Ciclos Formativos de grado superior el lenguaje a utilizar puede ser C o C++.

Tienes aplicaciones y actividades comentadas, realizadas en entorno Visual C++ en el menú Técnicas > Programación en C++. Todas las actividades propuestas han sido desarrolladas y probadas en el taller de Regulación y Control del I.E.S. “Río Cuerpo de Hombre” de Béjar.


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19,20) Utilización de la tarjeta controladora.

Con todos estos conocimientos, que no son pocos, ya se pueden realizar prácticas de programación son maquetas construidas por los propios alumnos (montacargas, cinta transportadora, puerta de garaje ...) en el aula-taller, o bien otras existentes en el mercado, como las que puedes ver en el menú Recursos > Conjunto Desafío de Lego o en Recursos > Robots Fischer Technik.

Para cualquier duda en las conexiones de sensores y actuadores a la entradas y salidas de la tarjeta, consulta los menús Técnicas > Conexión de sensores a las entradas y Técnicas > Conexión de actuadores a las salidas.

Si se quiere realizar la inversión de giro de motores de C.C. consulta en la opción anterior la ventana Conexión de motores a salidas pareadas.

La explicación del porqué de éstas conexiones la exponemos a continuación:

Como sabemos, la inversión de giro de un motor de C.C. se realiza mediante la conexión del esquema de la figura, mediante el uso de un relé doble. Pero en la tarjeta controladora las conexiones marcadas en rojo están realizadas internamente y el relé doble tiene solamente los 4 puntos de conexión marcados en azul.

De ésta forma el motor gira a derechas con la primitiva “apaga 1” y a izquierdas con la primitiva “conecta 1”. Pero ¿cómo parar el motor?


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Para ello será necesario conectar un interruptor a la alimentación del motor (4,5 V.) que será la salida de un relé simple como se observa en los esquemas realizados más abajo, donde el motor actúa de la siguiente forma:

Motor parado con las primitivas “apaga 2”, independientemente de que el relé 1 este apagado o conectado.

Gira a derechas con las primitivas “conecta 2” y “apaga 1”.

Gira a izquierdas con las primitivas “conecta 2” y “conecta 1”.

En el menú Proyectos dispones de algunos ejemplos prácticos desarrollados en nuestros Institutos, con su correspondiente explicación y sus instrucciones de programación.

Como se dijo con anterioridad nos proponemos para el próximo curso, una publicación electrónica de “experiencias en el aula” que esperamos que puedan resultarte útiles.


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EVALUACIÓN

Como en toda actividad didáctica, una parte muy importante es la evaluación de la misma.

Uno de los objetivos planteados en este proyecto educativo era:

Crear un sistema de autoevaluación y evaluación externa de los aprendizajes conseguidos, que funcione sobre el mismo sitio WEB.

Pues bien, en el menú Didáctica > Evaluación, en la ventana “pruebas”,dispones de una serie de formularios (archivos PDF) con pruebas de evaluación que pueden realizarse on-line y enviar a través del correo electrónico entre alumno y profesor.

Además los alumnos disponen de unos cuestionarios de autoevaluación para cada

uno de los componentes de la tarjeta controladora, los puedes encontrar una vez elegido cualquier componente desde el esquema o desde la placa (menú Componentes > Elegir desde la placa de circuito impreso o Elegir desde el esquema) en el menú de la esquina superior izquierda REES > Cuestionario.

Esperamos que este proyecto de innovación te haya resultado de interés y sobre todo que te sea útil en tu labor docente en el aula

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