electrònica,
programació
 i robòtica
TICs: simuladors, entorns de programació,
          microcontroladors...
Electrònica, programació, automatismes, robòtica...
           a l'INS Lluís de Peguera (Manresa)


OPs departament Tecnologia INS:
➲ Control per ordinador BATX
➲ Electrònica BATX
➲ Electrònica, programació i robòtica BATX
➲ Tecnologia 4t ESO
➲ Informàtica 4t ESO



Comuna:
➲ Treball de recerca de BATX
OP Electrònica, programació i robòtica


OP 1r Batx dissenyada pel centre
2 hores/setmana x 3 trimestres

Distribució trimestral
➲ 1r: electrònica analògica
➲ 2n: electrònica digital i programació
➲ 3r: automatització / robòtica



OP “multi-modalitat”
➲ mínima teoria
➲ moltes pràctiques
Electrònica analògica


➲   Conceptes
➲   Muntatge i mesures (aparells de l'aula-taller)
➲   Components
➲   Pràctiques
➲   Seguiment
Electrònica analògica


➲       Conceptes
●   Corrent elèctric
    ●   Tensió i Intensitat
    ●   Lleis de Kirchhoff
●   Resistència
    ●   Resistors
    ●   Llei d'Ohm
●   (Corrent altern)
    ●   Utilitat
    ●   Freqüència i període
●   Senyal
    ●   Utilitat
Electrònica analògica


➲       Muntatge i mesures:
●   Connexions amb cocodrils
●   Font d'alimentació
●   Polímetre
●   (C.A.)
    ●   Oscil·loscopi
    ●   Generador de funcions
    ●   Altaveus amplificats
Electrònica analògica

➲   Pràctiques
●   Identificació de components electrònics
●   El generador de laboratori
●   El multímetre
●   Els resistors
●   Els sensors resistius
●   El díode i el LED
●   El corrent altern (demo)
●   La conversió de C.A. a C.C.
Electrònica analògica

➲   Seguiment (moodle)
●   Enunciats pràctiques
●   Presentació pràctiques PDF (o en paper)
●   Calendari
●   Dubtes (missatges o fòrum)
Electrònica digital

➲   Conceptes
➲   Eines TIC (Simulador)
➲   Muntatge de circuits
➲   Seguiment
Electrònica digital

➲   Conceptes
●   Digital vs analògic
●   Estats i nivells lògics
●   Funcions lògiques
●   Sistema binari i codi BCD
●   Circuits combinacionals
Electrònica digital

➲       Eines TIC
●   Ordinadors
●   Simulador de circuits lògics: Logisim
      http://ozark.hendrix.edu/~burch/logisim/
    ●   lliure
    ●   java
    ●   multiplataforma
Electrònica digital

➲   Muntatge de circuits:
●   Placa breadboard
●   Circuits integrats TTL/CMOS
●   LEDs i visualitzadors de 7 segments
Electrònica digital

➲       Seguiment (moodle)
●   Enunciats pràctiques
●   Presentació pràctiques
    ●   Captura pantalla simulador
    ●   Fotografia muntatge en placa
    ●   Respostes en línia o PDF
Programació

➲   IDE -> Scratch
➲   Pràctiques -> conceptes
➲   Seguiment -> web Scratch + Moodle
Programació

➲       Eines TIC
●   Ordinadors
●   IDE lliure i visual: Scratch
http://scratch.mit.edu
    ●   Imagina
    ●   Programa
    ●   Comparteix
●   Usuaris registrats web Scratch
      (emmagatzematge, compartició,
      avaluació)
Programació

➲   Pràctiques
●   Moviments amb tecles de fletxa
●   Dibuixar polígons amb nombre de costats variable
●   Variables (velocitat, comptadors...)
●   Simulació 7 segments (vestits, inc/decrem)
●   Bomba (rellotge, sensors color...)
●   Scrolling vertical
Automatització i robòtica

➲   Microcontroladors
➲   Eines TIC
➲   Disseny / Muntatge
➲   Seguiment
Automatització i robòtica


➲   Microcontroladors
●   Plaques Arduino (Duemilanove)
●   S4A
●   IDE Arduino (firmware)
●   Scratch com a "simulador"
●   Fritzing pel disseny
Arduino


http://arduino.cc
Alternatives

➲   Picaxe
● més barat
● no lliure (gratuït)
● actualment multiplataforma
● llenguatge BASIC / diagrames de flux
➲ Sensorboard
● pocs distribuïdors (PicoBoard, PicoCAT)
● més car
● sensors i actuadors limitats
➲ Lego WeDo
● propietari
● poc compatible
● sensors i actuadors limitats
Avantatges / Inconvenients Arduino


➲   Avantatges
●   Lliure
●   Àmplia comunitat
●   Barat
●   Connexions fàcils
●   Moltes versions
●   Adaptable (shields)
➲   Inconvenients
●   IDE llenguatge "estil C" (anglès)
●   Placa poc robusta
S4A

http://seaside.citilab.eu/scratch/arduino
S4A


Blocs placa Arduino:
➲ 6 sensors analògics
➲ 2 sensors digitals
➲ 3 sortides analògiques
➲ 3 sortides digitals
➲ 2 motors
➲ 2 servos
S4A

Plafó sensors
➲ 6 sensors analò-
   gics
➲ 2 sensors digitals
S4A

Hola món (modificat)
Arduino i S4A


➲   Problemàtica Arduino
●   IDE llenguatge "estil C" (anglès)
●   Placa poc robusta
➲   Limitacions S4A:
●   nombre E/S reduït (fix)
●   connexió amb l'ordinador necessària
Projectes amb S4A


➲   semàfor
➲   pong amb joystick (potenciòmetre)
➲   alarma per sensor òptic
➲   visualitzador 7 segments
➲   comptador aforament local:
●   comptadors ascendent (descendent) tecles Scratch
●   comptadors ascendent (descendent) sensors òptics S4A
●   1 visualitzador 7 segments S4A
➲   seguidor solar (servo)
Semàfor S4A


LEDs:
Vermell
Groc
Verd
Semàfor S4A
Semàfor S4A
Alarma amb S4A


Sensor LDR
Pantalla
So
Alarma amb S4A
Alarma amb S4A
Alarma amb S4A
Seguidor solar amb S4A


2 sensors LDR
1 servomotor
Visualitzador 7 segments amb S4A


7 sortides!!
➲ imatge S4A modificada
➲ firmware modificat
Continuitat - Evolució


Pràctiques amb Arduino IDE sense S4A:
●   robots
●   automatismes
➲    moviment:
●   servos
●   motoreductors
➲    sensors
●   fototransistors
●   ultrasons / infraroigs


Pràctiques -> Treball de recerca
Recursos necessaris
➲   Aula-taller / Aula d'informàtica / Aula estàndard
➲   Equipament laboratori (generadors, multímetres,
    connexions...)
➲   Emmagatzematge material
➲   Ordinadors: sobretaula / portàtils
➲   Programari (lliure i multiplataforma):
●   Logisim
●   Scratch
●   IDE Arduino
●   S4A
●   Fritzing
Seguiment / Control / Avaluació


Moodle
➲ Informació de referència
➲ Magatzem o enllaç de programari i altres fitxers
➲ Enunciats pràctiques
➲ Emmagatzematge informes pràctiques i fitxers
  alumnat
➲ Registre de tasques i avaluació
Electrònica, programació i robòtica a l'aula
   TICs: simuladors, entorns de programació, microcontroladors...



Disponible en línia a:
    http://www.slideshare.net/aubieto/op-electrnica-metodologies

Totes les imatges són propietat dels seus respectius propietaris*, la resta:
Antoni Ubieto CC BY-NC-SA 3.0
   * Scratch (MIT), Arduino, S4A (Citilab), Logisim (Carl Burch), Fritzing (IDL)


Presentació: Antoni Ubieto CC BY-NC-SA 3.0


                                                   antoni.ubieto@gmail.com
                                                       INS Lluís de Peguera
                                                                    Manresa

OP electrònica (metodologies)

  • 1.
    electrònica, programació i robòtica TICs:simuladors, entorns de programació, microcontroladors...
  • 2.
    Electrònica, programació, automatismes,robòtica... a l'INS Lluís de Peguera (Manresa) OPs departament Tecnologia INS: ➲ Control per ordinador BATX ➲ Electrònica BATX ➲ Electrònica, programació i robòtica BATX ➲ Tecnologia 4t ESO ➲ Informàtica 4t ESO Comuna: ➲ Treball de recerca de BATX
  • 3.
    OP Electrònica, programaciói robòtica OP 1r Batx dissenyada pel centre 2 hores/setmana x 3 trimestres Distribució trimestral ➲ 1r: electrònica analògica ➲ 2n: electrònica digital i programació ➲ 3r: automatització / robòtica OP “multi-modalitat” ➲ mínima teoria ➲ moltes pràctiques
  • 4.
    Electrònica analògica ➲ Conceptes ➲ Muntatge i mesures (aparells de l'aula-taller) ➲ Components ➲ Pràctiques ➲ Seguiment
  • 5.
    Electrònica analògica ➲ Conceptes ● Corrent elèctric ● Tensió i Intensitat ● Lleis de Kirchhoff ● Resistència ● Resistors ● Llei d'Ohm ● (Corrent altern) ● Utilitat ● Freqüència i període ● Senyal ● Utilitat
  • 6.
    Electrònica analògica ➲ Muntatge i mesures: ● Connexions amb cocodrils ● Font d'alimentació ● Polímetre ● (C.A.) ● Oscil·loscopi ● Generador de funcions ● Altaveus amplificats
  • 7.
    Electrònica analògica ➲ Pràctiques ● Identificació de components electrònics ● El generador de laboratori ● El multímetre ● Els resistors ● Els sensors resistius ● El díode i el LED ● El corrent altern (demo) ● La conversió de C.A. a C.C.
  • 8.
    Electrònica analògica ➲ Seguiment (moodle) ● Enunciats pràctiques ● Presentació pràctiques PDF (o en paper) ● Calendari ● Dubtes (missatges o fòrum)
  • 9.
    Electrònica digital ➲ Conceptes ➲ Eines TIC (Simulador) ➲ Muntatge de circuits ➲ Seguiment
  • 10.
    Electrònica digital ➲ Conceptes ● Digital vs analògic ● Estats i nivells lògics ● Funcions lògiques ● Sistema binari i codi BCD ● Circuits combinacionals
  • 11.
    Electrònica digital ➲ Eines TIC ● Ordinadors ● Simulador de circuits lògics: Logisim http://ozark.hendrix.edu/~burch/logisim/ ● lliure ● java ● multiplataforma
  • 12.
    Electrònica digital ➲ Muntatge de circuits: ● Placa breadboard ● Circuits integrats TTL/CMOS ● LEDs i visualitzadors de 7 segments
  • 13.
    Electrònica digital ➲ Seguiment (moodle) ● Enunciats pràctiques ● Presentació pràctiques ● Captura pantalla simulador ● Fotografia muntatge en placa ● Respostes en línia o PDF
  • 14.
    Programació ➲ IDE -> Scratch ➲ Pràctiques -> conceptes ➲ Seguiment -> web Scratch + Moodle
  • 15.
    Programació ➲ Eines TIC ● Ordinadors ● IDE lliure i visual: Scratch http://scratch.mit.edu ● Imagina ● Programa ● Comparteix ● Usuaris registrats web Scratch (emmagatzematge, compartició, avaluació)
  • 16.
    Programació ➲ Pràctiques ● Moviments amb tecles de fletxa ● Dibuixar polígons amb nombre de costats variable ● Variables (velocitat, comptadors...) ● Simulació 7 segments (vestits, inc/decrem) ● Bomba (rellotge, sensors color...) ● Scrolling vertical
  • 17.
    Automatització i robòtica ➲ Microcontroladors ➲ Eines TIC ➲ Disseny / Muntatge ➲ Seguiment
  • 18.
    Automatització i robòtica ➲ Microcontroladors ● Plaques Arduino (Duemilanove) ● S4A ● IDE Arduino (firmware) ● Scratch com a "simulador" ● Fritzing pel disseny
  • 19.
  • 20.
    Alternatives ➲ Picaxe ● més barat ● no lliure (gratuït) ● actualment multiplataforma ● llenguatge BASIC / diagrames de flux ➲ Sensorboard ● pocs distribuïdors (PicoBoard, PicoCAT) ● més car ● sensors i actuadors limitats ➲ Lego WeDo ● propietari ● poc compatible ● sensors i actuadors limitats
  • 21.
    Avantatges / InconvenientsArduino ➲ Avantatges ● Lliure ● Àmplia comunitat ● Barat ● Connexions fàcils ● Moltes versions ● Adaptable (shields) ➲ Inconvenients ● IDE llenguatge "estil C" (anglès) ● Placa poc robusta
  • 22.
  • 23.
    S4A Blocs placa Arduino: ➲6 sensors analògics ➲ 2 sensors digitals ➲ 3 sortides analògiques ➲ 3 sortides digitals ➲ 2 motors ➲ 2 servos
  • 24.
    S4A Plafó sensors ➲ 6sensors analò- gics ➲ 2 sensors digitals
  • 25.
  • 26.
    Arduino i S4A ➲ Problemàtica Arduino ● IDE llenguatge "estil C" (anglès) ● Placa poc robusta ➲ Limitacions S4A: ● nombre E/S reduït (fix) ● connexió amb l'ordinador necessària
  • 27.
    Projectes amb S4A ➲ semàfor ➲ pong amb joystick (potenciòmetre) ➲ alarma per sensor òptic ➲ visualitzador 7 segments ➲ comptador aforament local: ● comptadors ascendent (descendent) tecles Scratch ● comptadors ascendent (descendent) sensors òptics S4A ● 1 visualitzador 7 segments S4A ➲ seguidor solar (servo)
  • 28.
  • 29.
  • 30.
  • 31.
    Alarma amb S4A SensorLDR Pantalla So
  • 32.
  • 33.
  • 34.
  • 35.
    Seguidor solar ambS4A 2 sensors LDR 1 servomotor
  • 36.
    Visualitzador 7 segmentsamb S4A 7 sortides!! ➲ imatge S4A modificada ➲ firmware modificat
  • 37.
    Continuitat - Evolució Pràctiquesamb Arduino IDE sense S4A: ● robots ● automatismes ➲ moviment: ● servos ● motoreductors ➲ sensors ● fototransistors ● ultrasons / infraroigs Pràctiques -> Treball de recerca
  • 38.
    Recursos necessaris ➲ Aula-taller / Aula d'informàtica / Aula estàndard ➲ Equipament laboratori (generadors, multímetres, connexions...) ➲ Emmagatzematge material ➲ Ordinadors: sobretaula / portàtils ➲ Programari (lliure i multiplataforma): ● Logisim ● Scratch ● IDE Arduino ● S4A ● Fritzing
  • 39.
    Seguiment / Control/ Avaluació Moodle ➲ Informació de referència ➲ Magatzem o enllaç de programari i altres fitxers ➲ Enunciats pràctiques ➲ Emmagatzematge informes pràctiques i fitxers alumnat ➲ Registre de tasques i avaluació
  • 40.
    Electrònica, programació irobòtica a l'aula TICs: simuladors, entorns de programació, microcontroladors... Disponible en línia a: http://www.slideshare.net/aubieto/op-electrnica-metodologies Totes les imatges són propietat dels seus respectius propietaris*, la resta: Antoni Ubieto CC BY-NC-SA 3.0 * Scratch (MIT), Arduino, S4A (Citilab), Logisim (Carl Burch), Fritzing (IDL) Presentació: Antoni Ubieto CC BY-NC-SA 3.0 antoni.ubieto@gmail.com INS Lluís de Peguera Manresa