Post on 20-Aug-2021
transcript
Treball de fi de màster – DOCUMENT ANNEX
ANNEX al document de memòria de:
Disseny d’un entorn de treball per a l’aprenentatge de les tècniques bàsiques de control i automatització a 4t d’ESO basat en la plataforma d’arquitectura oberta ARDUINO.
Cognoms: Portero Sobrino
Nom: Daniel
Titulació: Màster en Formació del Professorat d’Educació Secundària Obligatòria i Batxillerat, Formació Professional i Ensenyament d’Idiomes
Especialitat: Tecnologia (Tec 3)
Director/a: Jordi Regalés Barta Data de lectura: 27 de juny de 2011
Màster en Formació del Professorat d'Educació Secundària Obligatòria i Batxillerat, Formació
Professional i Ensenyament d'Idiomes
Disseny d’un entorn de treball per a l’aprenentatge de les tècniques bàsiques de control i automatització a 4t d’ESO basat en la plataforma d’arquitectura oberta ARDUINO
Pàgina 2
ÍNDEX
1. INTRODUCCIÓ ....................................................................................................... 4 2. CONSTRUCCIÓ FÍSICA DEL MODEL DE SEMÀFOR ...................................... 5
2.1. 1a opció de construcció: Placa de prototipat (protoboard) ................................. 6 2.2. 2a opció de construcció: Panell .......................................................................... 7
3. PROGRAMA DE CONTROL DEL SEMÀFOR ................................................... 10 4. PROGRAMACIÓ DE LA UNITAT DIDÀCTICA ............................................... 13 5. MATERIAL PER L’ALUMNAT – FITXA_1 ....................................................... 17 6. MATERIAL PER L’ALUMNAT – FITXA_2 ....................................................... 22 7. MATERIAL PER L’ALUMNAT – FITXA_3 ....................................................... 25 8. MATERIAL D’AULA ........................................................................................... 29 9. PROVA d’AVALUACIÓ DE L’ALUMNAT ........................................................ 36 10. BIBLIOGRAFIA ................................................................................................ 39
10.1. Referències bibliogràfiques .......................................................................... 39 10.2. Referències en línia ...................................................................................... 39
11. ACRÒNIMS ....................................................................................................... 40
Màster en Formació del Professorat d'Educació Secundària Obligatòria i Batxillerat, Formació
Professional i Ensenyament d'Idiomes
Disseny d’un entorn de treball per a l’aprenentatge de les tècniques bàsiques de control i automatització a 4t d’ESO basat en la plataforma d’arquitectura oberta ARDUINO
Pàgina 3
TAULES
Taula 1. Pressupost del model de semàfor utilitzat a la UD ......................................... 5 Taula 2. Taula de referències bibliogràfiques............................................................. 39 Taula 3. Taula de referències en línia ......................................................................... 39 Taula 4. Acrònims ...................................................................................................... 40
IL·LUSTRACIONS
Figura 1. Esquema elèctric de connexions amb ARDUINO (Fritzing) ..................... 6 Figura 2. Muntatge del semàfor sobre una protoboard (Fritzing) .............................. 7 Figura 3. Panell adhesiu sobre el que es muntaran els components ........................... 8 Figura 4. Part frontal del model de semàfor. .............................................................. 9 Figura 5. Part posterior (connexions) del model de semàfor. .................................... 9 Figura 6. Seqüència del programa de demostració del semàfor ............................... 10
Màster en Formació del Professorat d'Educació Secundària Obligatòria i Batxillerat, Formació
Professional i Ensenyament d'Idiomes
Disseny d’un entorn de treball per a l’aprenentatge de les tècniques bàsiques de control i automatització a 4t d’ESO basat en la plataforma d’arquitectura oberta ARDUINO
Pàgina 4
1. INTRODUCCIÓ
Aquest document correspon a les seccions annexes de la memòria del Treball de Fi de Màster:
Disseny d’un entorn de treball per a l’aprenentatge de les tècniques bàsiques de control i automatització a 4t d’ESO basat en la plataforma d’arquitectura oberta ARDUINO.
Màster en Formació del Professorat d'Educació Secundària Obligatòria i Batxillerat, Formació
Professional i Ensenyament d'Idiomes
Disseny d’un entorn de treball per a l’aprenentatge de les tècniques bàsiques de control i automatització a 4t d’ESO basat en la plataforma d’arquitectura oberta ARDUINO
Pàgina 5
2. CONSTRUCCIÓ FÍSICA DEL MODEL DE SEMÀFOR
En aquesta secció es proporciona la informació necessària per a la construcció del model electrònic de semàfor utilitzat a les pràctiques de programació.
La construcció és senzilla i no és l’objecte principal de la unitat didàctica. Per aquests motius no es proporciona una guia de construcció pas a pas però si les llistes de materials i esquemes necessaris per reproduir el model. La construcció i el disseny electrònic es podria integrar en alguna de les unitats didàctiques d’electrònica.
Per raons de temps i donat que no n’era la prioritat curricular, els alumnes no han construït el model de semàfor en l’experiència pràctica d’aquesta unitat. El grup disposava d’un model construït pel professor que han pogut utilitzar durant les pràctiques de programació.
Materials necessaris i pressupost (Abril 2011):
Component Quantitat Preu
Controladora ARDUINO UNO 1 22
LEDs gran format (Vermell, verd, taronja) 3 2,64
LEDs convencionals (vermell, verd) 2 1,46
Brunzidor 1 2,25
Polsador (normalment obert) 1 1,16
Interruptor en miniatura 1 2,25
Portapiles 9V 1 0,75
Resistència 1 kΩ, 5%, 1/4 W 3 0,45
Resistència 12 kΩ, 5%, 1/4 W 1 0,15
Resistència LDR 1 0,71
Cable USB tipus B (típic d’impressora) 1 3,68
Preu total (€) 37,50
Preu total IVA (€) 44,25
Taula 1. Pressupost del model de semàfor utilitzat a la UD
L’esquema elèctric de les connexions amb la placa ARDUINO és la següent:
Màster en Formació del Professorat d'Educació Secundària Obligatòria i Batxillerat, Formació
Professional i Ensenyament d'Idiomes
Disseny d’un entorn de treball per a l’aprenentatge de les tècniques bàsiques de control i automatització a 4t d’ESO basat en la plataforma d’arquitectura oberta ARDUINO
Pàgina 6
Figura 1. Esquema elèctric de connexions amb ARDUINO (Fritzing)
2.1. 1a opció de construcció: Placa de prototipat (protoboard)
El circuit es suficientment senzill per poder-lo reproduir en una placa de prototipus (protoboard). En aquest cas les úniques eines necessàries són una placa protoboard, un pelacables i cable de nucli rígid per fer les connexions.
El procés de construcció seguint l’esquema elèctric no hauria de superar una hora de temps.
Màster en Formació del Professorat d'Educació Secundària Obligatòria i Batxillerat, Formació
Professional i Ensenyament d'Idiomes
Disseny d’un entorn de treball per a l’aprenentatge de les tècniques bàsiques de control i automatització a 4t d’ESO basat en la plataforma d’arquitectura oberta ARDUINO
Pàgina 7
Figura 2. Muntatge del semàfor sobre una protoboard (Fritzing)
2.2. 2a opció de construcció: Panell
En el marc de l’experiència pràctica s’ha dut a terme la construcció d’un model en format panell. Per raons de pressupost només ha estat possible adquirir una controladora ARDUINO. Calia doncs un panell robust que integrés la controladora i els diferents components del semàfor per tal que el model pogués passar de grup en grup a mesura que aquests realitzessin les proves dels seus programes.
A més del material electrònic llistat anteriorment s’ha utilitzat una base rígida de plàstic per tal de disposar els components en forma de panell. Es pot utilitzar una fullola o qualsevol superfície plana de plàstic recuperada d’alguna capsa.
Màster en Formació del Professorat d'Educació Secundària Obligatòria i Batxillerat, Formació
Professional i Ensenyament d'Idiomes
Disseny d’un entorn de treball per a l’aprenentatge de les tècniques bàsiques de control i automatització a 4t d’ESO basat en la plataforma d’arquitectura oberta ARDUINO
Pàgina 8
Figura 3. Panell adhesiu sobre el que es muntaran els components
Les eines necessàries són el soldador d’estany, el pelacables i el trepant per realitzar forats al panell; la majoria de 0,5 i 1mm.
També es requereix una pistola de cola tèrmica per fixar els LEDs al panell i la resta del cablat.
Màster en Formació del Professorat d'Educació Secundària Obligatòria i Batxillerat, Formació
Professional i Ensenyament d'Idiomes
Disseny d’un entorn de treball per a l’aprenentatge de les tècniques bàsiques de control i automatització a 4t d’ESO basat en la plataforma d’arquitectura oberta ARDUINO
Pàgina 9
Figura 4. Part frontal del model de semàfor.
Figura 5. Part posterior (connexions) del model de semàfor.
Màster en Formació del Professorat d'Educació Secundària Obligatòria i Batxillerat, Formació
Professional i Ensenyament d'Idiomes
Disseny d’un entorn de treball per a l’aprenentatge de les tècniques bàsiques de control i automatització a 4t d’ESO basat en la plataforma d’arquitectura oberta ARDUINO
Pàgina 10
3. PROGRAMA DE CONTROL DEL SEMÀFOR
El llistat que s’adjunta a continuació controla el funcionament del semàfor segons la configuració electrònica descrita a l’apartat anterior.
Aquest programa gestiona tots els LEDs, el brunzidor i el sensor de llum. S’ha utilitzat principalment a les demostracions. A les fitxes d’activitats dels alumnes s’utilitzen variacions d’aquest programa.
Per carregar aquest programa a la memòria d’ARDUINO cal seguir els següents passos:
1. Crear un nou projecte amb l’aplicació ARDUINO022. 2. Copiar el llistat de programa adjunt. 3. Guardar el projecte. Menú: File->SaveAs 4. Compilar el programa. Menú: SKETCH->Verify/Compile 5. Connectar la placa ARDUINO al PC mitjançant el cable USB 6. Carregar el programa a la memòria: Menú: File->Upload to I/O Board 7. El missatge d’estat a la barra de missatges d’ARDUINO022 ens hauria d’indicar que el
programa s’ha carregat correctament 8. Verificar que el programa s’executa a la placa ARDUINO tal i com estava previst.
En cas que s’observi algun error en aquest procés es pot recórrer a la guia d’iniciació a ARDUINO on s’explica detalladament els passos a seguir i els errors més típics: [ARD_GUI].
Com a la fitxa d’activitats número 2, el programa gestiona l’activació de pas dels vianants en un semàfor que normalment està en un estat fix (Pas Vehicles). A diferencia del llistat presentat a la fitxa 2, el programa de demostració també gestiona un brunzidor que sona quan tenen pas obert els vianants. A més, en cas que el nivell de llum sigui molt baix, considerem que és de nit i desactivem el semàfor de vianants. El semàfor de vehicles passa a intermitència (llum groc).
Figura 6. Seqüència del programa de demostració del semàfor
Verd Vermell
Pas Vehicles
Verd Vermell
Espera 5 s
Groc Vermell
Espera 2 s
Vermell Verd
Vianants 20 s
Activar Polsador
Màster en Formació del Professorat d'Educació Secundària Obligatòria i Batxillerat, Formació
Professional i Ensenyament d'Idiomes
Disseny d’un entorn de treball per a l’aprenentatge de les tècniques bàsiques de control i automatització a 4t d’ESO basat en la plataforma d’arquitectura oberta ARDUINO
Pàgina 11
// // UD Control i Automatització // Practica de taller: Control d'un semafor // // // RUTINA DE CONFIGURACIO DE LES ENTRADES / SORTIDES // void setup() // sortides digitals pinMode(9, OUTPUT); // vianants verd pinMode(10, OUTPUT); // vianants vermell pinMode(11, OUTPUT); // vehicles verd pinMode(12, OUTPUT); // vehicles groc pinMode(13, OUTPUT); // vehicles vermell // entrades digitals pinMode(0, INPUT); // polsador vianants // // RUTINA PRINCIPAL: es repeteix continuament // void loop() // sensorValue pot valdre entre 0 i 1023 // // Tal com tenim configurat el nostre sensor de llum: // - valors baixos de sensorValue corresponen a molta llum // - valors alts de sensorValue corresponen a poca llum // int sensorValue = analogRead(A0); if(sensorValue > 100) // es de nit digitalWrite(9, LOW); // Semafor parat digitalWrite(10, LOW); digitalWrite(11, LOW); digitalWrite(13, LOW); // Intermitencia groc-vehicles digitalWrite(12, LOW); // Desactivar groc delay(500); digitalWrite(12, HIGH); // Activar groc delay(500); return; // Estat inicial digitalWrite(9, LOW); // vianants stop digitalWrite(10, HIGH); digitalWrite(11, HIGH); // vehicles passen digitalWrite(12, LOW); digitalWrite(13, LOW);
Màster en Formació del Professorat d'Educació Secundària Obligatòria i Batxillerat, Formació
Professional i Ensenyament d'Idiomes
Disseny d’un entorn de treball per a l’aprenentatge de les tècniques bàsiques de control i automatització a 4t d’ESO basat en la plataforma d’arquitectura oberta ARDUINO
Pàgina 12
// llegix l'estat del polsador de vianants int estatPulsador = digitalRead(0); // "0" => polsat if (estatPulsador == 0) delay(5000); // espera 5 segons // avisar vehicles (activo groc) digitalWrite(11, LOW); digitalWrite(12, HIGH); delay(2000); // espera 2 segons digitalWrite(9, HIGH); // vianants passen digitalWrite(10, LOW); digitalWrite(12, LOW); digitalWrite(13, HIGH); // vehicles stop // // gestio del brunzidor // for(int i=0; i< 20; i++) // 20 segons tone(3, 440, 500); delay (1000); noTone(3); // tornem a l'estat inicial
Màs
ter
en F
orm
ació
del
Pro
fess
orat
d'E
duca
ció
Sec
undà
ria O
blig
atòr
ia i
Bat
xille
rat,
For
mac
ió
Pro
fess
iona
l i E
nsen
yam
ent
d'Id
iom
es
Dis
seny
d’u
n en
torn
de
treb
all p
er a
l’ap
rene
ntat
ge d
e le
s tè
cniq
ues
bàsi
ques
de
con
trol
i au
tom
atitz
ació
a 4
t d’
ES
O b
asat
en
la p
lata
form
a d’
arqu
itect
ura
ober
ta A
RD
UIN
O
Pàg
ina
13
4. P
RO
GR
AM
AC
IÓ D
E L
A U
NIT
AT
DID
ÀC
TIC
A
La p
rogra
maci
ó p
roposa
da a
contin
uaci
ó é
s la
qu
e h
a e
stat util
itzad
a a
l’exp
eri
èn
cia prà
ctic
a.
TECNOLOGIA
4t ESO
3r TRIMESTRE
UNITAT DIDÀCTICA:
CONTROL AMB SISTEMES AUTOMÀTICS PROGRAMABLES
DURADA ESTIMADA:
5 SESSIONS
JUSTIFICACIÓ:
• A
qu
est
a u
nita
t did
àct
ica
est
à v
incu
lada
al b
loc
curr
icu
lar
de
Co
ntr
ol i
Au
tom
atitz
aci
ó.
Le
s a
ctiv
itats
re
colli
des
en
la m
ate
ixa
pe
rme
ten
qu
e l’
alu
mn
at c
omp
reng
ui l
a im
port
ànc
ia d
el c
ontr
ol
pe
r o
rdin
ado
r a
pa
rtir
d’e
xem
ple
s se
nzi
lls i
pa
rtin
t de
situ
aci
ons
con
egu
des
prè
via
me
nt
(co
nst
ruct
ivis
me
).
• A
qu
est
a
unita
t s’
ha
de
pro
gra
ma
r am
b p
ost
eri
orit
at a
les
un
itats
d’e
lect
ròn
ica
an
alò
gic
a i
dig
ital
OBJECTIUS DIDÀCTICS
CONTINGUTS DIDÀCTICS
ACTIVITATS
MATERIAL
CRITERIS D’AVALUACIÓ I
RECUPERACIÓ
•
Va
lora
r e
ls a
van
tatg
es d
els
sist
em
es d
e co
ntr
ol
pro
gra
ma
ble
s r
esp
ecte
les
solu
cion
s e
lect
ròn
ique
s
esp
ecífi
qu
es
• C
on
èix
er
els
pri
ncip
als
ele
men
ts f
ísic
s d’
un
sist
em
a d
e c
ontr
ol p
rog
ram
at
• S
ele
ccio
na
r e
ls r
ecu
rsos
ne
cess
aris
pe
r
imp
lem
en
tar
un
sis
tem
a p
rog
ram
at c
apa
ç d
e
reso
ldre
un
a n
ece
ssita
t tè
cnic
a
• I
nte
rpre
tar
i mod
ifica
r u
na
seqü
èn
cia
de
pro
gra
ma
pe
r m
od
ifica
r e
l com
po
rtam
en
t d’u
n
sist
em
a
• A
nà
lisi d
els
dife
rent
s e
lem
en
ts
de
co
ntr
ol:
sen
sors
, act
ua
dors
i
dis
posi
tius
de c
oman
dam
en
t.
•
An
àlis
i de
sis
tem
es
au
tom
àtic
s: c
ompo
ne
nts
i
fun
cio
nam
ent
• Ú
s d
e l'
ord
ina
do
r co
m a
ele
me
nt d
e p
rog
ram
ació
i co
ntr
ol
• E
xpo
sici
ó i
dem
ostr
aci
ons
– E
stru
ctu
ra d
els
sist
eme
s
de
co
ntr
ol p
rog
ram
ats
– P
rog
ram
ació
de
sis
tem
es
de
co
ntr
ol
• E
xerc
icis
i q
ües
tion
aris
• P
rog
ram
aci
ó d
’un
sis
tem
a
de
co
ntr
ol
per
a u
n s
em
àfo
r
de
cru
ïlla
Alu
mne
s:
• I
nte
rnet
: D
ocu
me
nta
ció
de
la c
on
trol
ado
ra
• F
oto
còp
ies
de
:
- Fitxa UDx-01,
- Fitxa UDx-02,
- Fitxa UDx-03
Au
la:
• P
roje
cto
r
• P
rese
nta
ció
de
l te
ma
• C
on
tro
lad
ora
AR
DU
INO
UN
O
• P
C a
mb
l’e
nto
rn d
e
• C
on
èix
er
les
dife
ren
cies
de
con
cept
e
en
tre
un
sis
tem
a d
e c
ont
rol
pro
gra
ma
ble
i u
n s
iste
ma
ca
bla
t
• S
er
cap
aç
d’e
nu
me
rar
les
pa
rts
d’u
n
sist
em
a d
e c
ontr
ol p
rog
ram
at
•
Re
sold
re c
orr
ecta
me
nt l
es q
üest
ion
s
i els
pro
ble
mes
d’a
uto
ma
titza
ció
pla
nte
jats
al f
ina
l de
ca
da s
essi
ó
•
Inte
rpre
tar
corr
ecta
me
nt e
l cod
i de
con
tro
l (p
rog
ram
a)
pro
porc
iona
t co
m a
exe
mp
le
• M
od
ifica
r a
deq
uad
ame
nt
els
pa
ràm
etr
es e
n e
l co
di d
e co
ntr
ol
per
Màs
ter
en F
orm
ació
del
Pro
fess
orat
d'E
duca
ció
Sec
undà
ria O
blig
atòr
ia i
Bat
xille
rat,
For
mac
ió
Pro
fess
iona
l i E
nsen
yam
ent
d'Id
iom
es
Dis
seny
d’u
n en
torn
de
treb
all p
er a
l’ap
rene
ntat
ge d
e le
s tè
cniq
ues
bàsi
ques
de
con
trol
i au
tom
atitz
ació
a 4
t d’
ES
O b
asat
en
la p
lata
form
a d’
arqu
itect
ura
ober
ta A
RD
UIN
O
Pàg
ina
14
pro
gra
ma
ció
d’A
RD
UIN
O
• P
laca
pro
tob
oa
rd
• L
ED
s (v
erm
ell,
verd
,
am
bre
), P
ols
ado
r, L
DR
,
resi
stè
ncie
s
vari
ar
el c
omp
ort
am
en
t de
l sis
tem
a
Notes:
S’h
a t
riat
l'op
ció
de
l sem
àfo
r co
m a
cas
d’e
stu
di p
erq
uè
pe
rme
t con
tra
sta
r el
s a
van
tatg
es d
el c
on
trol
pe
r o
rdin
ado
r e
n b
ase
a u
na f
unci
on
alita
t p
rop
era
i co
ne
gud
a.
COMPETÈNCIES BÀSIQUES I EDUCACIÓ EN VALORS
• C
om
pe
tèn
cia
com
un
ica
tiva
ling
üís
tica
i au
dio
visu
al
Es
treb
alla
al r
ed
acta
r le
s so
luci
ons
als
pro
ble
me
s d
e c
ad
a s
essi
ó
• C
om
pe
tèn
cia
art
ístic
a i
cultu
ral
no
apl
ica
a a
que
sta
uni
tat
• T
ract
am
ent
de
la in
form
ació
i co
mp
etè
nci
a d
igita
l E
s tr
eb
alla
en
la r
ece
rca
d’in
form
ació
(In
tern
et)
. E
s re
que
reix
a l’
alu
mn
at
que
bus
qui s
olu
cio
ns
bas
ant-
se e
n le
s a
plic
ades
pe
r d
’altr
es
inte
rna
ute
s pe
r si
tuac
ion
s si
mila
rs.
Co
ntr
ol d
e d
isp
ositi
us a
mb
lle
ngu
atg
e d
e p
rog
ram
aci
ó.
• C
om
pe
tèn
cia
ma
tem
àtic
a
C
àlc
ul d
e m
agn
ituds
ele
ctrò
niq
ues
i re
solu
ció
de
pro
ble
mes
. Lò
gic
a i
alg
orí
smic
a.
• C
om
pe
tèn
cia
d’a
uto
nom
ia i
inic
iativ
a p
ers
ona
l
L’a
lum
ne
bu
sca
la in
form
aci
ó n
ece
ssà
ria p
er
reso
ldre
el p
rob
lem
a te
cno
lògi
c p
lan
teja
t
• C
om
pe
tèn
cia
en
el c
on
eix
em
ent
i la
inte
racc
ió a
mb
el m
ón
físi
c E
s tr
eba
lla a
l’id
en
tific
ar
ele
me
nts
que
fo
rme
n p
art
d’u
n s
iste
ma
de
co
ntr
ol p
rog
ram
at i
les
seve
s a
plic
acio
ns
al m
ón r
ea
l
• C
om
pe
tèn
cia
so
cia
l i c
iuta
dan
a
n
o a
plic
a a
aqu
est
a u
nita
t
CONNEXIÓ AMB ALTRES MATÈRIES I ALTRES UNITATS DIDÀCTIQUES
• U
nita
t did
àctic
a:
Ele
ctró
nic
a a
na
lògi
ca
• U
nita
t did
àctic
a:
Ele
ctrò
nic
a d
igita
l
DISTRIBUCIÓ DE LES ACTIVITATS D’ENSENYAMENT - APRENENTATGE I TEMPORITZACIÓ
SESSIÓ ACTIVITAT
TIPUS
AGRUPAMENT
ESPAI
S 1
EXPLORACIÓ DE CONEIXEMENTS PREVIS
Qu
è é
s u
n s
iste
ma
aut
om
àtic
? D
eb
at
TA
LL
ER
Màs
ter
en F
orm
ació
del
Pro
fess
orat
d'E
duca
ció
Sec
undà
ria O
blig
atòr
ia i
Bat
xille
rat,
For
mac
ió
Pro
fess
iona
l i E
nsen
yam
ent
d'Id
iom
es
Dis
seny
d’u
n en
torn
de
treb
all p
er a
l’ap
rene
ntat
ge d
e le
s tè
cniq
ues
bàsi
ques
de
con
trol
i au
tom
atitz
ació
a 4
t d’
ES
O b
asat
en
la p
lata
form
a d’
arqu
itect
ura
ober
ta A
RD
UIN
O
Pàg
ina
15
On
tro
bem
aqu
est
tip
us
de
sis
tem
es?
Gra
n g
rup
CONCEPTES GENERALS I HARDWARE
Est
ruct
ura
d’u
n s
iste
ma
de
con
tro
l: S
en
sors
- U
nita
t de
con
tro
l – A
ctu
ado
r
Exp
osi
ció
• S
iste
mes
de
con
tro
l pe
r o
rdin
ad
or
o S
iste
me
s de
co
ntr
ol c
abla
ts.
Dife
renc
ies,
ava
nta
tge
s, in
con
ven
ien
ts
• E
stru
ctu
ra d
’un
a u
nita
t d
e co
ntro
l pe
r o
rdin
ado
r –
cas
AR
DU
INO
Me
mò
ria
, C
PU
, E
ntr
ade
s /
So
rtid
es (
Tip
us)
• P
rese
nta
ció
de
l cas
d’e
stu
di:
Se
mà
for
sim
ple
co
ntr
ola
t pe
r or
din
ado
r
De
mo
stra
ció
• E
ntr
eg
a i e
xplic
aci
ó d
e la
fitx
a d
e p
rob
lem
es i
exe
rcic
is U
Dx-
01
-
Com
enç
ar
a l’
au
la /
aca
bar
a c
asa
T
reb
all
a c
asa
Ind
ivid
ual
S 2
PROGRAMACIÓ DEL DISPOSITIU DE CONTROL – 1a Part
• I
ntr
odu
cció
bre
u a
la p
rog
ram
aci
ó: c
on
cep
te, l
len
gua
tges
, eta
pe
s
Exp
osi
ció
Gru
p D
esd
ob
lat
AU
LA
INF
OR
MA
TIC
A
• C
om
inte
rpre
tar
/ mod
ifica
r u
n p
rog
ram
a in
form
àtic
se
nzi
ll
Exp
osi
ció
• E
ntr
eg
a i e
xplic
aci
ó d
e la
fitx
a d
e p
rob
lem
es i
exe
rcic
is U
Dx-
02
-
Com
enç
ar
a l’
au
la /
aca
bar
a c
asa
T
alle
r P
are
lles
S3
PROGRAMACIÓ DEL DISPOSITIU DE CONTROL – 2a Part
• E
ntr
eg
a i e
xplic
aci
ó d
e la
fitx
a d
e p
rob
lem
es i
exe
rcic
is U
Dx-
03
E
xpo
sici
ó G
rup
De
sdo
bla
t A
UL
A
INF
OR
MÀ
TIC
A
• P
rova
de
l pro
gra
ma
sob
re e
l mo
del
re
al d
el c
as
d’e
stud
i: S
emà
for
sim
ple
co
ntr
ola
t pe
r o
rdin
ad
or
Ta
ller
Pa
relle
s
S4
DEMOSTRACIÓ FINAL I RESOLUCIÓ DE QÜESTIONS OBERTES
• D
em
ost
raci
ó s
ob
re la
pla
ca d
e co
ntr
ol r
ea
l
• C
orr
ecc
ió c
onj
un
ta f
itxe
s U
Dx-
01
/UD
x-0
2/U
Dx-
03
• R
eso
luci
ó d
e d
ubte
s
Exp
osi
ció
Gra
n g
rup
TA
LL
ER
• P
rese
nta
r a
l’alu
mn
at r
ecu
rsos
dis
pon
ible
s p
er
am
plia
r te
mar
i
De
mo
stra
ció
Màs
ter
en F
orm
ació
del
Pro
fess
orat
d'E
duca
ció
Sec
undà
ria O
blig
atòr
ia i
Bat
xille
rat,
For
mac
ió
Pro
fess
iona
l i E
nsen
yam
ent
d'Id
iom
es
Dis
seny
d’u
n en
torn
de
treb
all p
er a
l’ap
rene
ntat
ge d
e le
s tè
cniq
ues
bàsi
ques
de
con
trol
i au
tom
atitz
ació
a 4
t d’
ES
O b
asat
en
la p
lata
form
a d’
arqu
itect
ura
ober
ta A
RD
UIN
O
Pàg
ina
16
S5
AVALUACIÓ DE LA UNITAT
• T
est
+ in
terp
reta
ció
d’u
n ll
ista
t de
pro
gra
ma
Exa
me
n G
ran
gru
p A
UL
A
ANOTACIONS DEL PROFESSOR SOBRE L’AVALUACIÓ DEL PROCÉS D’ENSENYAMENT APRENENTATGE
MILLORA CONTINUA DEL PROCÉS
S’o
bse
rvara
n e
ls s
egüent
s asp
ecte
s:
1.
L’ i
nte
rès
genera
t en
l’alu
mnat:
- L’a
ctitu
d o
bse
rvada a
l’aula
: q
üest
ions
i com
enta
ris p
lante
jats
per
l’alu
mnat
, in
terè
s per
amplia
r -
L’in
terè
s per
la r
eso
luci
ó d
els
exe
rcic
is p
lante
jats
a c
lass
e. La q
ualit
at d
e le
s re
spos
tes
- E
nq
uest
a i
propost
es
de
mill
ora
2.
L’a
ssim
ilaci
ó d
els
obje
ctiu
s de la
unita
t
- E
xam
en f
inal
Màster en Formació del Professorat d'Educació Secundària Obligatòria i Batxillerat, Formació
Professional i Ensenyament d'Idiomes
Disseny d’un entorn de treball per a l’aprenentatge de les tècniques bàsiques de control i automatització a 4t d’ESO basat en la plataforma d’arquitectura oberta ARDUINO
Pàgina 17
5. MATERIAL PER L’ALUMNAT – FITXA_1
Títol Disseny electrònic del semàfor
Grup Individual Espai A casa
Avaluació Si. Es recull en sessió 2
Correcció Sessió 4
UDx- Control amb Sistemes Automàtics Programables
FITXA_1: Disseny Electrònic
Disseny d’un entorn de treball per a l’aprenentatge de les tècniques bàsiquesde control i automatització a 4t d’ESO basat en la plataforma d’arquitectura oberta ARDUINO
CONTROL D’UN SEMÀFOR
Volem dissenyar la maqueta d’un semàfor de cruïlla. Els llums del semàfor els modelarem amb díodes LED i el polsador de vianants amb un polsador en miniatura del tipus normalment obert. La seqüència i els temps estaran gestionats per un dispositiu programable.
Explicarem amb més detall la seqüència d’encesa dels llums del semàfor en l’activitat de programació. Ara només ens interessem en els dispositius electrònics que hem d’utilitzar.
CONTROLADOR PROGRAMABLE
ARDUINO és un controlador programable que es pot utilitzar per automatitza
mena de sistemes: màquines, joguines, robots, etc. Es tracta d’un producte lliure. És a dir, tothom el pot comprar, fabricar i modificar
lliurement. Tota la informació i eines de pr Pot funcionar alimentat amb una pila de 9V (Vcc) o connectat a un ordinador personal. Pot comunicar-se amb un ordinador personal i amb Internet. Ex. Publicar en una WEB
la temperatura d’un local, activar remotam La millor manera de començar un projecte amb
d’exemples publicats a Internet. Segur que n’hi ha algun similar al nostre i només l’haurem d’adaptar.
Senyals d’Entrada/Sortida Digitals
VCC Prog
USB Prog
amb Sistemes Automàtics Programables Nom_1:
Data: Tecnologia 4t ESO
Disseny d’un entorn de treball per a l’aprenentatge de les tècniques bàsiques de control i automatització a 4t d’ESO basat en la plataforma d’arquitectura oberta ARDUINO
SEMÀFOR PER VEHICLES I VIANANTS
Volem dissenyar la maqueta d’un semàfor de cruïlla. Els llums del semàfor els amb díodes LED i el polsador de vianants amb un polsador en
miniatura del tipus normalment obert. La seqüència i els temps estaran gestionats per un dispositiu programable.
Explicarem amb més detall la seqüència d’encesa dels llums del semàfor en l’activitat de programació. Ara només ens interessem en els dispositius
CONTROLADOR PROGRAMABLE - ARDUINO UNO
és un controlador programable que es pot utilitzar per automatitzamena de sistemes: màquines, joguines, robots, etc. Es tracta d’un producte lliure. És a dir, tothom el pot comprar, fabricar i modificar lliurement. Tota la informació i eines de programació estan disponibles gratuïtament. Pot funcionar alimentat amb una pila de 9V (Vcc) o connectat a un ordinador personal.
se amb un ordinador personal i amb Internet. Ex. Publicar en una WEB la temperatura d’un local, activar remotament un sistema de ventilació, etc. La millor manera de començar un projecte amb ARDUINO és mirar els centenarsd’exemples publicats a Internet. Segur que n’hi ha algun similar al nostre i només
Terminals
ARDUINO
D0, D1, D2, D4, D7, D8 D12, D13
Configurable:(1) Entrada digital(2) Sortida digital
D3,D 5, D6, D9, D10, D11
Configurable:(1) Entrada digital(2) Sortida digital(3) Sortida analògica
A0, A1, A2, A3, A4, A5
Entrades analògiques
Port USB (1) Programació del controlador(2) Comunicació amb un PC
Vcc Alimentació 7
Senyals d’Entrada/Sortida Digitals
Senyals d’Entrada Analògiques
Tecnologia 4t ESO
Pàgina 18
PER VEHICLES I VIANANTS
és un controlador programable que es pot utilitzar per automatitzar tota
Es tracta d’un producte lliure. És a dir, tothom el pot comprar, fabricar i modificar ogramació estan disponibles gratuïtament.
Pot funcionar alimentat amb una pila de 9V (Vcc) o connectat a un ordinador personal. se amb un ordinador personal i amb Internet. Ex. Publicar en una WEB
ent un sistema de ventilació, etc. els centenars
d’exemples publicats a Internet. Segur que n’hi ha algun similar al nostre i només
Funció
Configurable: (1) Entrada digital (2) Sortida digital
Configurable: (1) Entrada digital (2) Sortida digital (3) Sortida analògica
Entrades analògiques
(1) Programació del controlador (2) Comunicació amb un PC
Alimentació 7-12V
UDx- Control amb Sistemes Automàtics Programables
FITXA_1: Disseny Electrònic
Nom_1:
Data: Tecnologia 4t ESO
Disseny d’un entorn de treball per a l’aprenentatge de les tècniques bàsiques de control i automatització a 4t d’ESO basat en la plataforma d’arquitectura oberta ARDUINO
Pàgina 19
ACTIVITATS
1. Quin tipus de components necessitaríem per construir el nostre semàfor amb un
circuit analògic, és a dir, sense utilitzar un controlador programable?
2. Quins d’aquests components hauríem de modificar per variar els temps del semàfor?
3. Quins creus que són els avantatges i els inconvenients de construir el nostre semàfor
amb components analògics o amb un dispositiu programable:
Opció Avantatges Inconvenients
Circuit analògic
Circuit amb dispositiu programable
4. Relaciona cadascun dels elements del nostre semàfor amb un terminal del controlador
ARDUINO on el podríem connectar. La solució no es única: Ex. El LED vermell el podem
connectar a diferents terminals. Tria’n un.
Dispositiu Tipus de
dispositiu [Sensor/Actuador]
Tipus de senyal
[Analògica/Digital]
Terminal ARDUINO
Polsador de Vianants
LED Vermell Vehicles
LED Ambre Vehicles
LED Verd Vehicles
LED Vermell Vehicles
LED Verd Vehicles
UDx- Control amb Sistemes Automàtics Programables
FITXA_1: Disseny Electrònic
Nom_1:
Data: Tecnologia 4t ESO
Disseny d’un entorn de treball per a l’aprenentatge de les tècniques bàsiques de control i automatització a 4t d’ESO basat en la plataforma d’arquitectura oberta ARDUINO
Pàgina 20
5. En cas que volguéssim ampliar el nostre semàfor amb un detector de llum (ex.
resistència LDR) per passar a un mode nocturn i amb un brunzidor (ex. altaveu) per a
persones invidents:
Dispositiu Tipus de dispositiu
[Sensor/Actuador]
Tipus de senyal
[Analògica/Digital]
Terminal ARDUINO
Detector de llum
Brunzidor
El següent esquema ens mostra com es connecten els sensors i actuadors del semàfor al controlador ARDUINO.
Esquema elèctric del semàfor
UDx- Control amb Sistemes Automàtics Programables
FITXA_1: Disseny Electrònic
Nom_1:
Data: Tecnologia 4t ESO
Disseny d’un entorn de treball per a l’aprenentatge de les tècniques bàsiques de control i automatització a 4t d’ESO basat en la plataforma d’arquitectura oberta ARDUINO
Pàgina 21
Muntatge en una placa de prototipus
a) Quina és la funció de les resistències?
b) Quina és la tensió a D0 quan POLSADOR està obert? I Quan és tancat?
Obert:____V (Estat normal del polsador)
Tancat: ____V (Un vianant demana el pas)
PER SABER-NE MÉS
Portal ARDUINO: Tota la informació necessària per fer projectes amb ARDUINO http://www.ARDUINO.cc/es
Video Tutorial ARDUINO: Primeros passos: Video molt interessant d’introducció a ARDUINO http://www.youtube.com/watch?v=qhy5UtIzZfo
Màster en Formació del Professorat d'Educació Secundària Obligatòria i Batxillerat, Formació
Professional i Ensenyament d'Idiomes
Disseny d’un entorn de treball per a l’aprenentatge de les tècniques bàsiques de control i automatització a 4t d’ESO basat en la plataforma d’arquitectura oberta ARDUINO
Pàgina 22
6. MATERIAL PER L’ALUMNAT – FITXA_2
Títol Programació
Grup Parelles Espai Sala d’informàtica
Avaluació Si. Es recull en sessió 3 Correcció Sessió 4
UDx- Control amb Sistemes Automàtics Programables
FITXA_2: Programació
Nom_1: Nom_2:
Data: Tecnologia 4t ESO
Disseny d’un entorn de treball per a l’aprenentatge de les tècniques bàsiques de control i automatització a 4t d’ESO basat en la plataforma d’arquitectura oberta ARDUINO
Pàgina 23
CONTROL D’UN SEMÀFOR PER VEHICLES I VIANANTS AMB POLSADOR
El dispositiu de control programable tindrà carregat a la seva memòria un programa que realitzarà la seqüència següent:
El semàfor es troba en estat “Pas de Vehicles” fins que algun vianant sol·licita el pas pitjant el polsador. Al cap de 5 segons s’avisa als vehicles que es cedirà el pas als vianants passant el semàfor de vehicles a groc. Es manté 2 segons en groc. Finalment es deixa 20 segons de temps als vianants per passar. Després d’aquest temps es torna a l’estat inicial.
ACTIVITATS: Interpretació / manipulació del programa de control
1. Obriu l’entorn de programació ARDUINO 022
2. Obriu el projecte practica_semafor.pde
3. Apareixerà un llistat escrit en llenguatge C com el que es reprodueix en les pàgines següents
4. Interpreteu el programa instrucció per instrucció amb l’ajut de la guia de referència que trobareu a http://ARDUINO.cc/es/Reference/HomePage. Escriviu comentaris sobre la fotocòpia indicant a quina fase del semàfor correspon cada instrucció.
5. Són correctes els valors de temps en el llistat? Corregiu-los amb els valors indicats en les figures de més amunt.
6. Tracteu de compilar el programa. Apareixeran almenys dos errors. Tracteu de corregir-los amb ajut de la guia de referència.
7. Quan tingueu el programa compilat tracteu de carregar-lo en la controladora ARDUINO amb el muntatge del semàfor per comprovar si funciona com esperàvem
Verd Vermell
Pas Vehicles
Verd Vermell
Espera 5 s
Groc Vermell
Espera 2 s
Vermell Verd
Vianants 20 s
Activar Polsador
UDx- Control amb Sistemes Automàtics Programables
FITXA_2: Programació
Nom_1: Nom_2:
Data: Tecnologia 4t ESO
Disseny d’un entorn de treball per a l’aprenentatge de les tècniques bàsiques de control i automatització a 4t d’ESO basat en la plataforma d’arquitectura oberta ARDUINO
Pàgina 24
LLISTAT DEL PROGRAMA DE CONTROL
// RUTINA DE CONFIGURACIO DE LES ENTRADES / SORTIDES
void setup() // sortides digitals pinMode(9, OUTPUT); // vianants verd pinMode(10, OUTPUT); // vianants vermell pinMode(11, OUTPUT); // vehicles verd pinMode(12, OUTPUT); // vehicles groc pinMode(13, OUTPUT); // vehicles vermell // entrades digitals pinMode(0, INPUT); // polsador vianants // RUTINA PRINCIPAL: es repeteix continuament
void loop() // Estat inicial digitalWrite(9, LOW); // vianants stop digitalWrite(10, HIGH); digitalWrite(11, HIGH); // vehicles passen digitalWrite(12, LOW); digitalWrite(13, LOW); // // llegix l'estat del polsador de vianants int estatPulsador = digitalRead(0); // "0" => polsat if (estatPulsador == 0) delay(4000); // avisar vehicles (activo groc) digitalWrite(11, LOW); digitalWrite(12, HIGH); delay(3000); digitalWrite(9, HIGH); // vianants passen digitalWrite(10, LOW); digitalWrite(12, LOW); digitalWrite(13, mal_mal);// vehicles stop delay(60000); aixo_no_compilara; // tornem a l'estat inicial
PER SABER-NE MÉS
1) Portal ARDUINO: Guia de referència d’instruccions
http://ARDUINO.cc/es/Reference/HomePage
2) Introducció a la programació en llenguatge C http://ies-jaumebalmes.xtec.net/montse/manualC/indexC.html
Màster en Formació del Professorat d'Educació Secundària Obligatòria i Batxillerat, Formació
Professional i Ensenyament d'Idiomes
Disseny d’un entorn de treball per a l’aprenentatge de les tècniques bàsiques de control i automatització a 4t d’ESO basat en la plataforma d’arquitectura oberta ARDUINO
Pàgina 25
7. MATERIAL PER L’ALUMNAT – FITXA_3
Títol Programació
Grup Parelles
Espai Sala d’informàtica Avaluació Si. Es recull al final de la sessió 3
Correcció Sessió 4
UDx- Control amb Sistemes Automàtics Programables
FITXA_3: Programació
Nom_1: Nom_2:
Data: Tecnologia 4t ESO
Disseny d’un entorn de treball per a l’aprenentatge de les tècniques bàsiques de control i automatització a 4t d’ESO basat en la plataforma d’arquitectura oberta ARDUINO
Pàgina 26
AMPLIACIÓ DEL SEMÀFOR: Brunzidor i Sensor de llum Volem ampliar la funcionalitat del nostre semàfor:
1. Quan es detecti que és de nit desactivem el semàfor: Tots els llums apagats menys el
groc de vehicles que passa a intermitència
2. Quan el semàfor està actiu i obert als vianants activarem un senyal acústic per avisar
els invidents
Les entrades analògiques d’una placa de control com ARDUINO serveixen per llegir valors de sensors analògics. Recorda: Sensors Analògics: Capten senyals que poden prendre molts valors: sensor de llum (LDR), micròfon, etc. Sensors Digitals: Capten senyals que poden prendre dos valors (Activat/desactivat) (1, 0): polsador, interruptor, etc.
ACTIVITATS:
1. Obriu l’entorn de programació ARDUINO 022
2. Descarregueu de la web de la unitat el programa: practica_semafor_ampliat
3. Obriu-lo amb ARDUINO022 i guardeu-lo amb el nom: practica_semafor_ampliat_Gx
x és el vostre numero de grup
4. Tracteu de compilar-lo. Compila?
5. Respon a les següents qüestions
ACTIVITAT _1
Amb l’ajut de la guia de referència ARDUINO (http://ARDUINO.cc/es/Reference/HomePage) i amb el que saps del què fa aquest semàfor comenta la funció de les següents instruccions en el programa:
Q1 analogRead
Q2 return
Q3 for
Q4 Tone
Q5 noTone
UDx- Control amb Sistemes Automàtics Programables
FITXA_3: Programació
Nom_1: Nom_2:
Data: Tecnologia 4t ESO
Disseny d’un entorn de treball per a l’aprenentatge de les tècniques bàsiques de control i automatització a 4t d’ESO basat en la plataforma d’arquitectura oberta ARDUINO
Pàgina 27
ACTIVITAT 2
Què haig de modificar en el meu programa si el meu sensor de llum desactiva el semàfor en els dies nuvolats? Es a dir, no és fosc del tot.
Fes la modificació en el propi programa i compila fins que no tinguem error de compilació.
ACTIVITAT 3
Què haig de fer en el meu programa si vull que el senyal acústic per a invidents tingui un to diferent i un ritme més ràpid?
Fes la modificació en el propi programa i compila fins que no tinguem error de compilació.
LLISTAT DEL PROGRAMA DE CONTROL // RUTINA DE CONFIGURACIO DE LES ENTRADES / SORTIDES void setup() // sortides digitals pinMode(9, OUTPUT); // vianants verd pinMode(10, OUTPUT); // vianants vermell pinMode(11, OUTPUT); // vehicles verd pinMode(12, OUTPUT); // vehicles groc pinMode(13, OUTPUT); // vehicles vermell // entrades digitals pinMode(0, INPUT); // polsador vianants // RUTINA PRINCIPAL: es repeteix contínuament void loop() // // sensorValue pot valdre entre 0 i 1023: veure analogRead a la guia de referencia // // Tal com tenim configurat el nostre sensor de llum: // - valors baixos de sensorValue corresponen a molta llum // - valors alts de sensorValue corresponen a poca llum // int sensorValue = analogRead(A0); // Q1 ???
if(sensorValue > 100) // es de nit digitalWrite(9, LOW); // Semafor parat digitalWrite(10, LOW); digitalWrite(11, LOW);
UDx- Control amb Sistemes Automàtics Programables
FITXA_3: Programació
Nom_1: Nom_2:
Data: Tecnologia 4t ESO
Disseny d’un entorn de treball per a l’aprenentatge de les tècniques bàsiques de control i automatització a 4t d’ESO basat en la plataforma d’arquitectura oberta ARDUINO
Pàgina 28
digitalWrite(13, LOW); // intermitencia de l'groc digitalWrite(12, LOW); // Desactivar groc delay(500); digitalWrite(12, HIGH); // Activar groc delay(500); return; // Q2 ??? // Estat inicial digitalWrite(9, LOW); // vianants stop digitalWrite(10, HIGH); digitalWrite(11, HIGH); // vehicles passen digitalWrite(12, LOW); digitalWrite(13, LOW); // llegix l'estat del polsador de vianants int estatPulsador = digitalRead(0); // "0" => polsat if (estatPulsador == 0) delay(5000); // espera 5 segons // avisar vehicles (activo groc) digitalWrite(11, LOW); digitalWrite(12, HIGH); delay(2000); // espera 2 segons digitalWrite(9, HIGH); // vianants passen digitalWrite(10, LOW); digitalWrite(12, LOW); digitalWrite(13, HIGH);// vehicles stop // // gestió del brunzidor // for(int i=0; i< 20; i++) // Q3 ???
tone(3, 440, 500); // Q4 ???
delay (1000); noTone(3); // Q5 ???
// tornem a l'estat inicial
PER SABER-NE MÉS
3) Portal ARDUINO: Guia de referència d’instruccions
http://ARDUINO.cc/es/Reference/HomePage
4) Introducció a la programació en llenguatge C http://ies-jaumebalmes.xtec.net/montse/manualC/indexC.html
Màster en Formació del Professorat d'Educació Secundària Obligatòria i Batxillerat, Formació
Professional i Ensenyament d'Idiomes
Disseny d’un entorn de treball per a l’aprenentatge de les tècniques bàsiques de control i automatització a 4t d’ESO basat en la plataforma d’arquitectura oberta ARDUINO
Pàgina 29
8. MATERIAL D’AULA
Diapositiva 1
Diapositiva
2
Màster en Formació del Professorat d'Educació Secundària Obligatòria i Batxillerat, Formació
Professional i Ensenyament d'Idiomes
Disseny d’un entorn de treball per a l’aprenentatge de les tècniques bàsiques de control i automatització a 4t d’ESO basat en la plataforma d’arquitectura oberta ARDUINO
Pàgina 30
Diapositiva
3
Diapositiva
4
Màster en Formació del Professorat d'Educació Secundària Obligatòria i Batxillerat, Formació
Professional i Ensenyament d'Idiomes
Disseny d’un entorn de treball per a l’aprenentatge de les tècniques bàsiques de control i automatització a 4t d’ESO basat en la plataforma d’arquitectura oberta ARDUINO
Pàgina 31
Diapositiva
5
Diapositiva
6
Màster en Formació del Professorat d'Educació Secundària Obligatòria i Batxillerat, Formació
Professional i Ensenyament d'Idiomes
Disseny d’un entorn de treball per a l’aprenentatge de les tècniques bàsiques de control i automatització a 4t d’ESO basat en la plataforma d’arquitectura oberta ARDUINO
Pàgina 32
Diapositiva
7
Diapositiva
8
Màster en Formació del Professorat d'Educació Secundària Obligatòria i Batxillerat, Formació
Professional i Ensenyament d'Idiomes
Disseny d’un entorn de treball per a l’aprenentatge de les tècniques bàsiques de control i automatització a 4t d’ESO basat en la plataforma d’arquitectura oberta ARDUINO
Pàgina 33
Diapositiva
9
Diapositiva
10
Màster en Formació del Professorat d'Educació Secundària Obligatòria i Batxillerat, Formació
Professional i Ensenyament d'Idiomes
Disseny d’un entorn de treball per a l’aprenentatge de les tècniques bàsiques de control i automatització a 4t d’ESO basat en la plataforma d’arquitectura oberta ARDUINO
Pàgina 34
Diapositiva
11
Diapositiva
12
Màster en Formació del Professorat d'Educació Secundària Obligatòria i Batxillerat, Formació
Professional i Ensenyament d'Idiomes
Disseny d’un entorn de treball per a l’aprenentatge de les tècniques bàsiques de control i automatització a 4t d’ESO basat en la plataforma d’arquitectura oberta ARDUINO
Pàgina 35
Diapositiva
13
Diapositiva
14
.
Màster en Formació del Professorat d'Educació Secundària Obligatòria i Batxillerat, Formació
Professional i Ensenyament d'Idiomes
Disseny d’un entorn de treball per a l’aprenentatge de les tècniques bàsiques de control i automatització a 4t d’ESO basat en la plataforma d’arquitectura oberta ARDUINO
Pàgina 36
9. PROVA D’AVALUACIÓ DE L’ALUMNAT
Test de Coneixements
• Només hi ha una resposta valida. Marca la resposta correcta
• Les respostes incorrectes resten 0,2 punts de la nota de la pregunta. No responguis les preguntes que no saps
1. Un sensor és: (0,7 punts) a) Un dispositiu que transforma un senyal físic en un senyal elèctric b) Un dispositiu que transforma un senyal elèctric en un senyal físic c) Un dispositiu que realitza càlculs i pren decisions
2. Exemples de sensors són: (0,7 punts) a) Una placa ARDUINO, un PC b) Un resistència variable LDR, un micròfon, una càmera c) Un motor, un LED, un servo, un relé
3. D’un sensor analògic podem obtenir: (0,7 punts) a) Diversos valors d’una magnitud física b) Només dos valors: activat(1), desactivat (0) c) Els sensors no proporcionen valors de mesura
4. Un sistema de control programable consisteix de: (0,7 punts) a) Sensors, actuadors i un dispositiu de control programable amb el seu corresponent programa b) Transistors, díodes, resistències i condensadors c) Sensors i actuadors
5. Són dispositius programables: (0,7 punts) a) Un transistor, un condensador, un díode b) Un microcontrolador (com el d'ARDUINO), un PC c) Un circuit amb components analògics i portes lògiques
6. La funció principal d’un dispositiu de control programable és: (0,7 punts) a) Captar estímuls físics i transformar-los en senyals elèctrics b) Transformar senyals elèctrics en efectes físics c) Mesurar, memoritzar, calcular i prendre decisions en base a un programa
7. El principal avantatge de dissenyar solucions utilitzant sistemes programables:
(0,7 punts)
a) No tenen cap avantatge b) Podem modificar el funcionament variant només el programa c) Es sempre la solució més econòmica
8. La funció d’un compilador és: (0,7 punts) a) Traduir un programa escrit en un llenguatge de programació en codi màquina b) Compilar informació c) Traduir de codi màquina a un llenguatge de programació
9. Un llenguatge de programació com ara BASIC, C, JAVA: (0,7 punts) a) L’ordinador els entén directament b) Són tecnologies del passat. No s’utilitzen avui dia c) Permet escriure programes que després podran ser traduïts perquè l’ordinador els entengui
10. Els passos a seguir en un projecte de control amb sistemes programables són:
(0,7 punts)
a) Escriure els requeriments -> Dissenyar el Hardware -> Provar el sistema
Màster en Formació del Professorat d'Educació Secundària Obligatòria i Batxillerat, Formació
Professional i Ensenyament d'Idiomes
Disseny d’un entorn de treball per a l’aprenentatge de les tècniques bàsiques de control i automatització a 4t d’ESO basat en la plataforma d’arquitectura oberta ARDUINO
Pàgina 37
b) Escriure els requeriments -> Dissenyar el Hardware -> Provar el sistema -> Escriure el programa -> Compilar -> Carregar el programa a la controladora
c) Escriure els requeriments -> Dissenyar el Hardware -> Escriure el programa -> Compilar -> Carregar el programa a la controladora -> Provar el sistema
Interpretació d’un Programa
A partir del següent programa en llenguatge C respon a les qüestions de més avall:
const int polsador = 2; // numero del terminal ARDUINO on conecto el polsador const int led = 13; // numero del terminal ARDUINO on conecto el LED // Setup: nomes s'executa una vegada void setup()
pinMode(led, OUTPUT); pinMode(polsador, INPUT);
// loop: vol dir que es repeteix constantment void loop()
int estatBoto = digitalRead(polsador); // HIGH: polsat, LOW: no-polsat if (estatBoto == HIGH) // "if" vol dir "si" digitalWrite(led, HIGH); else // "else" vol dir altrament digitalWrite(led, LOW);
Aquest programa controla l’estat (encès/apagat) d’un LED a partir de l’estat d’un polsador: Q1: Quin és l’estat del LED (encès/apagat) quan el polsador està polsat? Reescriu la línia del
programa que controla l’estat del polsador. (1 punt)
Estat:
Línia del programa:
Q2: Que s’ha de fer per invertit el funcionament, és a dir que passi just el contrari quan
premem el polsador? Escriu el canvi que faries en el programa. (1 punt)
Canvi en la línia del programa:
Màster en Formació del Professorat d'Educació Secundària Obligatòria i Batxillerat, Formació
Professional i Ensenyament d'Idiomes
Disseny d’un entorn de treball per a l’aprenentatge de les tècniques bàsiques de control i automatització a 4t d’ESO basat en la plataforma d’arquitectura oberta ARDUINO
Pàgina 38
Q3: On haig d’introduir una instrucció delay dins de la condició if si vull que l’efecte de
prémer el botó trigui 2 segons a succeir? (1 punt)
Opció a:
if (estatBoto == HIGH) digitalWrite(led, HIGH); delay (2000);
Opció b:
if (estatBoto == HIGH) delay (2000);
digitalWrite(led, HIGH);
Opció c:
if (estatBoto == HIGH) delay (2);
digitalRead(boto); delay(2);
Recorda!: delay (x milisegons) => espera x milisegons
Màster en Formació del Professorat d'Educació Secundària Obligatòria i Batxillerat, Formació
Professional i Ensenyament d'Idiomes
Disseny d’un entorn de treball per a l’aprenentatge de les tècniques bàsiques de control i automatització a 4t d’ESO basat en la plataforma d’arquitectura oberta ARDUINO
Pàgina 39
10. BIBLIOGRAFIA
10.1. Referències bibliogràfiques
REFERÈNCIA
[DC-143/2007] DECRET 143/2007, de 26 de juny, pel qual s'estableix l'ordenació dels ensenyaments de l'educació secundaria obligatòria. DOGC núm. 4915 - 29/06/2007
Taula 2. Taula de referències bibliogràfiques
10.2. Referències en línia
Nota: Referències disponibles a Internet a finals de juny de 2011.
REFERÈNCIA
[ARD] Portal principal d’ARDUINO
www.ARDUINO.cc
[ARD_REF]
Guia de referència per a la programació d’ARDUINO
http://ARDUINO.cc/en/Reference/HomePage
[PROC] Portal principal del llenguatge Processing
http://processing.org/
[VBB] Simulador VirtualBreadboard
http://www.virtualbreadboard.net/
[SCRT] Scratch + ARDUINO project
http://seaside.citilab.eu/scratch/ARDUINO
[FRITZ] Fritzing
http://fritzing.org/
[ARD_GUI] Guia d’iniciació a ARDUINO
http://ARDUINO.cc/en/Guide/HomePage
Taula 3. Taula de referències en línia
Màster en Formació del Professorat d'Educació Secundària Obligatòria i Batxillerat, Formació
Professional i Ensenyament d'Idiomes
Disseny d’un entorn de treball per a l’aprenentatge de les tècniques bàsiques de control i automatització a 4t d’ESO basat en la plataforma d’arquitectura oberta ARDUINO
Pàgina 40
11. ACRÒNIMS
LDR Light Dependent Resistor
LED Light Emission Diode
TFM Treball de Fi de Màster
UD Unitat didàctica
Taula 4. Acrònims
Màster en Formació del Professorat d'Educació Secundària Obligatòria i Batxillerat, Formació
Professional i Ensenyament d'Idiomes
Disseny d’un entorn de treball per a l’aprenentatge de les tècniques bàsiques de control i automatització a 4t d’ESO basat en la plataforma d’arquitectura oberta ARDUINO
Pàgina 41
#-- FI DEL DOCUMENT