Componentes de la placa Arduino UNO

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Tinkercad y Arduino - Taller 1

 

Actividad a desarrollar

1.      Ingrese al simulador Tinkercad https://www.tinkercad.com/ y de clic en la opción ÚNETE YA MISMO o en Empezar a usar… para luego elegir Crear una cuenta personal.

2.      De clic en Iniciar sesión con el correo electrónico y diligencie los datos de país y cumpleaños según las instrucciones dadas en clase (pregunte si no se ha indicado). Luego clic en Siguiente.

3.      Luego diligencie su correo electrónico y asigne una contraseña que acepte la plataforma:

4.      Finalmente, de clic en Listo. Con esto debe haber obtenido el registro en Tinkercad.

5.      Para trabajar con el simulador de Arduino, de clic en Circuitos y luego en Crear nuevo circuito lo que hará que aparezca la interfaz donde trabajará su diseño. Vamos a trabajar con los componentes de la categoría Básico.

6.      Arme el siguiente circuito buscando los elementos correspondientes en la categoría Básico del panel derecho. Sea muy observador y note cómo se colocan los componentes para no hacer corto, de acuerdo con lo explicado en clase en cuanto a las protoboards (placas de pruebas):

7.      De clic en el botón Código y como podrá observar, la plataforma muestra en el centro, la lista de bloques que se pueden trabajar y a la derecha un código inicial en Bloques que corresponde al apagado y encendido del led integrado que viene en la tarjeta Arduino. Analícelo con su compañero(a) de trabajo y comenten qué se supone que hace cada bloque según la información que contienen.

8.      Dé clic en Iniciar simulación para ver si el circuito y el programa funcionan y verificar si hace lo que creyeron hacía el código sobre el circuito.

9.      Detenga la simulación y cambie el valor de la resistencia ya que podrá observar que al seleccionar la resistencia su valor predeterminado es de 1 KΩ y el valor correcto para que el led brille mejor es con una resistencia de 220 Ω o una de 330 Ω. Pruebe como cambia iniciando nuevamente la simulación (puede que no sea tan visible en el simulador, pero en realidad si afecta).

10. Cambie el tiempo de 1 segundo a 200 milisegundos para probar nuevamente cómo se ejecuta el programa y observe qué varía es esta ocasión. No olvide que, para hacer cambios en el circuito, la simulación debe estar detenida.

11. Cambie el circuito para que ahora el protoboard tenga toda una línea de contactos a tierra (GND) y pueda incluir más dispositivos con la facilidad de conectar sus tierras a esta línea (recuerde lo explicado en la parte teórica de la clase sobre el protoboard).  Además, incluya otro LED y otra resistencia del valor adecuado para incrementar la dificultad del circuito. Obviamente conecte los nuevos componentes correctamente (recuerde: cátodo a la resistencia y a tierra y ánodo al pin que le dará voltaje cuando sea el momento).

12. ¿Qué sucede si ejecuta de nuevo el código sobre el circuito? Ejecutar es hacer que el programa actúe sobre el circuito iniciando la simulación. Ensaye y observe. ¿En qué momento se le está dando voltaje a cada led?

13. El LED programado es el primero, como aún no se ha incluido nada referente al segundo LED entonces el simulador muestra que solo enciende el primer. El primer LED está en el pin o pasador 13. Este pin es especial ya que tiene un LED incorporado, usted lo puede apreciar ejecutando el programa, es muy pequeñito y está marcado con una L. Se utiliza para probar el funcionamiento correcto de la tarjeta encendiendo y apagando el led de acuerdo al código que tenemos por si uno no tiene un LED de los otros para probar. Este es uno de los circuitos más básicos que se tienen con Arduino y se usa para probar la tarjeta. Pero volviendo al tema que nos compete, es el único pin que tiene un nombre especial: “LED integrado”. Vamos a cambiar los dos bloques azules que dicen “definir LED integrado en ALTA y en BAJA por unos nuevos bloques: “definir pasador 0▼ en ALTA” y cambie el 0 por un 13 en ambos y en el segundo ALTA por BAJA. Aquí solo está cambiando para que el programa no reconozca el pin por su nombre especial sino por su número asignado en la tarjeta. Ejecute y pruebe que enciende el primer led correctamente.

14. De la misma manera asigne debajo de estos bloques azules, otros bloques de los mismos, pero para programar también el pin 11 que es el que maneja el segundo LED. Ejecute y observe si ahora si prenden y se apagan los dos bombillos.

15. Configure el programa para que prenda el primer LED mientras el segundo se mantiene apagado y que luego se apague el primero y se encienda el segundo y así sucesivamente.

16. Vamos a incrementar ahora un botón pulsador para que prenda y apague los LEDs. Como es importante tener voltaje directo para una pata del botón pulsador, antes de incluirlo vamos a conectar la otra línea del protoboard (la que está debajo de la que se asignó para todas las GND) a los 5 voltios de la tarjeta.

17. Ahora incluiremos en la protoboard un botón pulsador, el cual tendrá dos de sus paticas de un lado de la protoboard y las otras dos paticas en la otra mitad del protoboard. O sea que quedará en toda la franja central horizontal, pero ubíquelo bien al lado derecho de la protoboard (observe la imagen del circuito que está más abajo para observar dónde se ubicó el pulsador).

18. Vamos a utilizar las dos paticas de abajo para programarlo: una pata debe quedar alimentada por los 5 voltios y la otra patica debe ir a conectarse con una resistencia de 10 KΩ que a su vez se conecta a GND. Además de esta segunda pata (la del GND) también debe salir una conexión al pin que manejará el botón (se recomienda que sea el 2 para que quede bien distribuido el circuito con lo que se va a incluir más adelante).

19. El botón será el que activará el encendido y apagado de los leds. Si se tiene oprimido o presionado, los LEDs se encenderán y si se suelta el botón pulsador, los LED deben apagarse. Como podrá comprender esto es una “condición” y ya sabemos por experiencias en hojas de cálculo,  en diagramas de flujo y haciendo las actividades de mBlock, que una condición se maneja con un “SI”. Por lo tanto, el bloque “si” y “si no”, de la categoría Control es el que debe manejar los encendidos y apagados de los LEDs modificando en principio el código así:

20. Ahora falta asignar la condición que irá en el hexágono que está en la parte superior: pasamos entonces a requerir un bloque de la categoría Entrada para leer el pasador o pin digital asignado al botón (o sea el No. 2)

21. Pero este bloque debe ir dentro de uno de comparación que tiene la forma hexagonal, entonces buscamos de la categoría Matemáticas el siguiente bloque:

Y lo configuramos para comparar si lo leído por el pin 2 es igual a 1 (que es ALTA)

22. Asignamos la condición armada en el hexágono de nuestro condicional y probamos el programa. Deben encenderse los dos LEDs cuando se mantiene presionado el botón y deben apagarse al soltarlo.

Completar el circuito para una serie de 6 LEDs los cuales, al presionar el botón deben prenderse uno a uno sistemáticamente, mientras el anterior se apaga, con un lapso de tiempo de 200 o 300 milisegundos de encendido de cada led.

 

Micro:bit y MakeCode - Taller 2

Termómetro digital

Un termómetro es un instrumento que sirve para medir la temperatura; el más habitual consiste en un tubo capilar de vidrio cerrado y terminado en un pequeño depósito que contiene una cierta cantidad de mercurio o alcohol, el cual se dilata al aumentar la temperatura o se contrae al disminuir y cuyas variaciones de volumen se leen en una escala graduada. En el caso de termómetros digitales se utilizan dispositivos transductores, con circuitos electrónicos que convierten en números las pequeñas variaciones de tensión obtenidas, mostrando finalmente la temperatura en un visualizador gráfico.

La micro:Bit cuenta con un sensor de temperatura integrado y podemos utilizar el panel LED para visualizar la temperatura detectada por el sensor. Para ello, debemos iniciar el programa usando el evento “para siempre” y el bloque mostrar número, localizado en la categoría Básico. Este bloque muestra en la pantalla LED el número detectado, si este número es de más de una cifra, se desplazará hacia la izquierda mostrando las demás cifras que lo componen. 

Como vemos en la imagen anterior, no solo podemos utilizar el bloque mostrar número para visualizar un número digitado, sino también el valor obtenido por algún sensor de los incorporados en la micro:bit. Uno de esos sensores es el termómetro. Podemos encontrarlo en la categoría Entrada.

Realicemos el cambio y observemos que en el panel LED se mostrará el número 21 y como es una simulación, aparece una barra vertical que representa el termómetro para que podamos hacer variaciones manuales de la temperatura simulando que puede aumentar o disminuir. Esta temperatura se da en grados centígrados. Ensaye variar la temperatura.

A continuación, se borra la pantalla y se pausa 1000 ms quedando el programa de la siguiente manera: 

 

Actividad a desarrollar – Primera parte

Trabaje los siguientes ejercicios llevando evidencia de lo realizado con capturas de pantalla en un documento. Además, obtenga el link de los retos y compártalo en este mismo documento debajo de la captura de pantalla respectiva.

Recuerde que, al compartir un reto para obtener su link, el programa pide asignar nombre al proyecto. La metodología de asignación de nombres a los archivos siempre es: apellido y nombre más el tema y actividad, ejemplo: Vanegas Lis – MicroBit Reto 1. Igual se hace para cualquier archivo generado. No olvide descargar cada reto y subirlo a su carpeta en Google Drive. Al final de la clase, no deje archivos en la computadora.

Ejercicio 1

Muchos vehículos incorporan en sus sensores uno que captura la temperatura exterior y muestra con ayuda de un testigo con forma de copo de nieve, la posible existencia de placas de hielo en la carretera. Este testigo suele iluminarse cuando la temperatura baja de 2 grados centígrados o Celsius. Muestre en el panel LED de la micro:bit un ícono en forma de copo de nieve cuando la temperatura esté por debajo de 3 grados.

Ejercicio 2

La temperatura óptima de un frigorífico es de 7ºC, mientras que la de un congelador debe estar cercana a los 18ºC. Algunas neveras incorporan un sonido que se activa cuando la temperatura no es óptima. Mostrar en el panel LED de la micro:bit la temperatura del frigorífico y activar una alarma cuando la temperatura esté por encima de 7ºC.

Reto 1

Hacer un programa con el cual al pulsar el botón A, muestre la temperatura en grados Celsius y al pulsar el botón B, la temperatura mostrada sea en grados Fahrenheit.

Nota: (0 °C × 9/5) + 32 = 32 °F

 

Sensor de luminosidad

Los sensores de luz se usan para detectar el nivel de luminosidad y producir una señal de

salida representativa de la cantidad de luz detectada. En algunas ocasiones puede ser interesante conocer el nivel lumínico que hay en diferentes situaciones y así poder calibrar un dispositivo que dependa del valor de la intensidad luminosa.

MakeCode dispone del bloque nivel de luz en la categoría Entrada, que lee el valor de luz aplicado en la pantalla LED. Este valor se mueve en un rango de 0 (oscuro) a 255 (luminoso).

Muchas son las aplicaciones que se le pueden dar a un sensor de luz, la más conocida es la relacionada con la fotografía, pero también se suelen usar en instalaciones, como por ejemplo, encender las luces de la calle, de forma automática, cuando la intensidad luminosa desciende por debajo de un valor fijado.

Cuando utilizamos el sensor de luz, la micro:BIT mostrará en el panel LED el valor numérico leído por este sensor. Al usar el evento para siempre, donde se introduce el bloque mostrar número y el sensor nivel de luz mostrará el valor medido por el sensor de luz exactamente igual que con el bloque de temperatura.

La tarjeta simula la intensidad de luz recibida por medio de este nivel, el cual pude ser modificado para indicar más luz o menos luz, lo cual se verá reflejado en el valor mostrado por el panel LED.

Se propone crear tres sketchs diferentes y que cada uno e inicie según el botón o combinación de botones presionados.

Al pulsar sobre el botón A se mostrará el valor numérico de la intensidad luminosa. Se usará el bloque mostrar número introduciendo el bloque nivel de luz como valor a presentar.

Al pulsar el botón B se encenderán los LEDs necesarios, para mostrar de forma gráfica el valor del nivel de luz. Se usará el bloque plot bar graph of ... up to ... localizado en la sección LED. En primer lugar, se introduce el bloque nivel de luz y en el segundo término se sustituye el valor por defecto por 255, valor máximo que detecta el sensor de luz.

Para terminar, se usará la pulsación combinada de los botones A y B para borrar y apagar la pantalla LED.

 

Actividad a desarrollar – Segunda parte

Ejercicio 3

Crear un código que permita encender todos los LEDs del panel de la micro:BIT al pulsar el botón A y apagarlos al pulsar el botón B, pero no se encenderá si el valor del sensor de luz es superior a 175

Ejercicio 4

En la actualidad hay estudios que demuestran la relación entre la exposición al sol y el riesgo de padecer cáncer de piel. Los dermatólogos recomiendan evitar la exposición al sol durante las horas de máxima radiación y el uso de cremas protectoras. Se propone crear, usando la micro:BIT, un dispositivo que avise que estamos expuestos a un valor de elevado de radiación solar.

Al iniciar el programa se indica que hay que pulsar el botón A para que muestre el valor de la intensidad del sol. Al pulsar el botón se mostrará una carita feliz si el valor es inferior a 175(*) y una carita triste si es superior. Pasados 3 segundos se pasará a modo de ahorro de energía, quedando a la espera de que se vuelva a pulsar el botón A.

Nota: El valor usado como límite, carece de validez científica, solo es para hacer este ejercicio.

Modificar el código, para que además de mostrar una “carita triste” se active un sonido.

Reto 2

La mayoría de los teléfonos móviles incorporan la posibilidad de modificar la luminosidad de la pantalla, para adaptarse a la luz ambiente.

Diseñar un programa que permita modificar la luminosidad de los LEDs, cada vez que se pulse el botón A la luminosidad aumentará iniciando del valor intermedio que estableceremos en 128 unidades y, por el contrario, cuando se accione el botón B la luminosidad debe disminuir desde ese valor intermedio. Si se pulsan A+B el panel LED debe mostrar el valor intermedio de luminosidad que se asignó.

 

Micro:bit y MakeCode - Taller 1

Introducción

Microsoft MakeCode es una plataforma gratuita de código abierto para programación gráfica o con bloques. La BCC micro:bit es una pequeña tarjeta programable de tan solo 4 x 5 cm, pensada para su uso en el aula y programable mediante el editor gráfico online MakeCode, sencillo pero muy potente. La Micro:bit también se puede programar en otros entornos gráficos o de bloques como Scratch y mBlock (añadiendo una extensión) o con lenguajes de programación como JavaScript y Python, pero el día de hoy lo vamos a dedicar a MakeCode.

Gracias a la gran cantidad de sensores que incorpora la tarjeta micro:bit, se pueden llevar a cabo centenares de proyectos. BBC micro: bit también es una plataforma IoT (Internet of Things), lo que la hace muy interesante para usuarios avanzados. Es Open Source, por supuesto, lo que significa que tanto el hardware como el software de “micro:bit” es de código abierto. 

Si se utiliza Windows 10, existe la posibilidad de descargar MakeCode desde la Microsoft Store, pero nosotros vamos a utilizar la versión online, accesible desde el siguiente enlace: https://makecode.microbit.org/

 

 

Actividad a desarrollar

Para facilitar la comprensión y localización de los diferentes comandos vamos a utilizar en esta ocasión el formato de microtalleres y retos, ordenados según el sensor o actuador a estudiar.

El estudiante debe visualizar los microtalleres relacionados abajo, hacer la pequeña práctica que plantea al final cada microtaller, conformar un documento donde se irán llevando las evidencias de estas prácticas trabajadas (capturas de pantalla) y cuando se tengan realizados todos los ejercicios de esa sección, pasar a trabajar el reto correspondiente, el cual al ser terminado debe compartirse para obtener su link y a la vez compartido en el documento debajo de la respectiva captura de pantalla y así continuar con la siguiente sección.

Nota: Al compartir un reto para obtener su link, el programa pide asignar nombre al proyecto. Recordemos la metodología de asignación de nombres a los archivos: apellido y nombre más el nombre y número del reto, ejemplo: Vanegas Lis - Reto 1. No olvide también descargar cada reto y subirlo a su cuenta de Google Drive. Al final de la clase, no deje archivos en la computadora.

Primera sección de microtalleres

* Presentación de la plataforma (2:52 min.): https://youtu.be/gTtuW1XirMI

* Mostrar una cadena de texto (1:05 min): https://youtu.be/-jPYu17nFQs

* Mostrar un número (1:23 min): https://youtu.be/o8EqF51IPMg

* Mostrar un ícono (0:44 min): https://youtu.be/EYNYkA_CG-s

* Animar un ícono (1:32 min): https://youtu.be/pu1OO_zVJnE

* Diseñar un ícono (0:57 min): https://youtu.be/S-Z3861RFhg

Reto 1: Diseñe una animación con íconos en la que intervengan por lo menos 20 bloques de los trabajados en los microtalleres. Combine situaciones, aplique su creatividad.

 

Segunda sección de microtalleres

* Panel Led. Encender y apagar un led (1:07 min): https://youtu.be/4zIYilf6gWU

* Panel Led. Ajustar el brillo del panel (1:10 min): https://youtu.be/bLyCbtB0q08

* Panel Led. Indicar el brillo de un led (0:58 min): https://youtu.be/RTuVzKqItus

* Como crear un cielo estrellado con el panel led (1:45 min): https://youtu.be/-b2xLiHdVio

Reto 2: Diseñe un programa que muestre en el panel led un mensaje que diga Reto 2, luego pausa de medio minuto, otro mensaje con la palabra MakeCode, pausa de medio segundo y luego muestre la simulación de cielo estrellado durante.

 

Tercera sección de microtalleres

* Programa los pulsadores con un evento (2:19 min): https://youtu.be/grGv21ghLLc

* Programar los pulsadores con una condición (1:58 min): https://youtu.be/x8dYRp0KMx8

Reto 3: Diseñe un programa que muestre 3 animaciones geométricas diferentes, una al oprimir el botón A, otra al oprimir el botón B y otra si se oprimen los dos botones al tiempo.

No olvide que la metodología de asignación de nombres al guardar los archivos siempre es la misma, por lo tanto, este documento de Word generado debería tener el siguiente nombre: apellido y nombre suyo, más el tema y actividad, ejemplo con mi nombre: Vanegas Lis – MicroBit Taller 1. Acostúmbrese a tener buenas prácticas o costumbres informáticas, en este caso el guardado de los archivos.

Cargue su documento a la asignación de Classroom correspondiente en formato PDF.

 

Cierre de la actividad

Observaremos, en algunos momentos de la clase y al final, cómo subir algunos retos trabajados a las tarjetas que se tienen en físico, mientras se hace sondeo de los conceptos aplicados en las actividades.

 

Fuente de apoyo para el planteamiento de esta actividad:

http://academy.bot/programando-la-microbit-con-makecode