Guía de aula para los contenidos de robótica de la LOMCE con Crumble

Con la siguiente tabla presentamos una serie de actividades basadas en la tecnología Crumble, relacionadas directamente con los contenidos de la LOMCE para la asignatura Tecnología, Programación y Robótica, de acuerdo a lo publicado en el Boletín Oficial de la Comunidad de Madrid número 118, con fecha de 20 de mayo de 2015, página 297 y siguientes.

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Video de muestra
BLOQUE 1 – PROGRAMACIÓN ACTIVIDADES
Epígrafe 1.2 Instala y desinstala de manera segura software básico (ofimática,antivirus, diseño gráfico, robótica y simuladores tecnológicos).
Descargaremos, abriremos y desinstalaremos el software de Crumble.
Instalar y desinstalar el entorno de programación gráfica de Crumble
Epígrafe 2.1 Identifica las características de los lenguajes de programación de bajo nivel.
Epígrafe 2.2 Describe las características de los lenguajes de programación de alto nivel.
Para explicar este epígrafe, podemos utilizar el lenguaje de programación de Crumble como ejemplo con el que ilustrar las diferencias entre lenguaje de alto y bajo nivel.
Epígrafe 3.2 Emplea, con facilidad, las diferentes herramientas básicas del entorno de programación.
Epígrafe 3.4 Inicia y detiene la ejecución de un programa.
Epígrafe 3.6 Maneja, con soltura, los principales bloques del entorno.
Cargar un programa.
Epígrafe 3.7 Utiliza, con facilidad, los comandos de control de ejecucción: condicionales y bucles.
Epígrafe 3.8 Emplea de manera adecuada variables y listas.
Epígrafe 3.10 Analiza el funcionamiento de un programa a partir de sus bloques.
Con estas dos actividades estaremos viendo los comandos de variables, bucles y condicionales combinados con la información que nos aporta los sensores o el uso de actuadores.
Sigue líneas básico.
“Coche fantástico” con Sparkles.
Epígrafe 3.9 Usa, con soltura, la interacción entre los elementos de un programa.
Epígrafe 3.10 Analiza el funcionamiento de un programa a partir de sus bloques.
Con esta actividad podemos ver la interacción existente en la LDR y el Sparkle.
Control de un Sparkle con una LDR.
BLOQUE 2 – TECNOLOGÍA ACTIVIDADES
Epígrafe 1.1 Analiza los objetos y sistemas técnicos para explicar su funcionamiento, distinguir sus elementos y las funciones que realizan.
Con esta serie de actividades trabajaremos con los distintos componentes del kit Crumble y observaremos las funciones que realizan.
Sparkle controlado por pulsador.
Sparkle controlado por interruptor.
Control de un motor.
Motor controlado con pulsador.
Motor controlado con interruptor.
Control de un Sparkle con una LDR.
Control de un motor con una LDR.
Epígrafe 6 Determinar y calcular los elementos mecánicos que permiten desarrollar un elemento tecnológico: estructuras y mecanismos.
Con esta serie de actividades trabajaremos con los distintos componentes del kit Crumble y observaremos las funciones que realizan.
Guía de montaje del Crumble Robot Uno Plus.
Epígrafe 7 Demostrar tener destrezas técnicas en el uso de materiales, herramientas y máquinas en la construcción de prototipos respetando las normas de seguridad e higiene en el trabajo.
Con el montaje de Crumble estaremos trabajando con distintos componentes mecánicos que son necesarios para su correcta elaboración y funcionamiento.
Guía de montaje del Crumble Robot Uno Plus.
BLOQUE 3 – ROBÓTICA – ELECTRÓNICA Y PROGRAMACIÓN ACTIVIDADES
Epígrafe 1.1 Clasifica los elementos básicos de un circuito eléctrico en continua: generadores, resistencias, conmutadores, bombillas. Reconoce, clasifica y describe los elementos del Crumble electronics kit.
Elabora un circuito que integre dichos componentes.
Epígrafe 1.2 Interpreta el significado y calcula las magnitudes que explican el funcionamiento de dichos circuitos: tensión, intensidad, resistencia eléctrica, potencia y energía. Cálculo de las resistencias en un circuito que integra ledes, resistencias, portapilas, pulsadores, cableado del Crumble electronics kit.
Epígrafe 1.3 Distingue el significado de circuito abierto y del cortocircuito. Este epígrafe se trabaja basándose en los ejercicios propuestos anteriormente y el libro de texto, preguntando a los alumnos la diferencia entre un circuito abierto y un cortocircuito.
Epígrafe 1.4 Utiliza otros elementos sencillos como motores o zumbadores. Integra un zumbador piezoeléctrico (incluido en el Crumble electronics kit) y un motor (crumb motor o motor DC) al circuito realizado anteriormente.
Epígrafe 1.5 Mide, utilizando adecuadamente la instrumentación, las magnitudes básicas (tensión, intensidad) de un circuito eléctrico. Medir con el polímetro la tensión y la intensidad del circuito.
Epígrafe 1.6 Calcula la potencia y la energía consumida por el circuito y lo relaciona con el sistema de alimentación utilizando pilas, baterías y fuentes. Cálculo de la potencia y el voltaje consumido por un motor con un polímetro.
Epígrafe 1.7 Describe las condiciones de reciclado de los materiales eléctricos y electrónicos. Este epígrafe se trabaja basándose en los ejercicios propuestos anteriormente y el libro de texto.
Epígrafe 2.1 Distingue señales periódicas y aleatorias. Este epígrafe se trabaja basándose en los ejercicios propuestos anteriormente y el libro de texto.
Epígrafe 2.2 Determina la amplitud, frecuencia, periodo de una señal periódica y otros parámetros relacionados. Utilizando el sparkle podemos generar una señal periódica con la determinar su amplitud, frecuencia y periodo.
Epígrafe 2.3 Analiza las características básicas del espectro electromagnético incluyendo sus aplicaciones y posibles riesgos sanitarios. Utilizando el crumb de proximidad o un sensor de distancia por infrarrojos (por ejemplo el HD-SEN 0019) realizaremos un pequeño circuito donde al accionar el sensor de infrarrojos se ponga en funcionamiento un motor o un zumbador.
Epígrafe 3 Señalar las características básicas y la aplicación de algunos componentes pasivos, como por ejemplo:
Epígrafe 3.1 Resistores fijos.
Epígrafe 3.2 Condesadores.
Epígrafe 3.3 Bobinas.
Epígrafe 3.4 Resitores variables.
Control y visualización de la potencia de un motor con un potenciómetro utilizando un display BCD de dos dígitos.
Realizar un circuito con varios ledes, cada uno de ellos con una resistencia fija distinta.
Epígrafe 4 Analizar las características básicas de funcionamiento de diferentes componentes electrónicos activos, como por ejemplo:
Epígrafe 4.1 Diodos como rectificadores. Epígrafe 4.2 Diodos tipo zener para estabilización.
Epígrafe 4.3 Diodo LED como emisor de luz.
Epígrafe 4.4 Diodos y transistores como detectores de luz (fotodetectores).
Epígrafe 4.5 Transistor en régimen lineal (amplificador de corriente).
Crumble controla un Sparkle mediante LDR.
Utilizando el Crumble electronics kit, haremos que un LDR haga iluminar una serie de ledes. Además, podemos realizar un semáforo controlado por Crumble.
Epígrafe 5.1 Definición de un sensor como conversor a magnitudes eléctricas de otras variables. Este epígrafe se trabaja basándose en los ejercicios propuestos anteriormente y el libro de texto.
Epígrafe 5.2 Determinar las características básicas y las diferencias entre sensores analógicos y sensores digitales.
Con estas dos actividades estamos trabajando el funcionamiento entre los distintos sensores.
Robot esquiva obstáculos.
Sigue líneas básico.
Epígrafe 5.3 Describe los principios de funcionamiento físico de diferentes sensores resistivos (temperatura, iluminación). Utilizando el Crumble electronics kit, controlaremos la potencia de un motor o el pitido de un zumbador con un LDR o con un sensor de presión.
Epígrafe 5.4 Identifica los principios de funcionamiento físico de otros tipos de sensores (por ejemplo los basados en ultrasonidos, sensores de presencia, sensores magnéticos). Con el uso de los crumbs de presencia (PIR) o el relé reed (magnetic switch) podremos controlar el funcionamiento de un led, un sparke o un motor.
Epígrafe 5.6 Realiza el montaje de circuitos electrónicos de acuerdo a un esquema propuesto. Reproducir en una placa de prototipado un esquema de un circuito.
El circuito puede incluir los componentes del Crumble electronics kit, como ledes, sensores y resistencias.
Epígrafe 6 Describe los elementos básicos de la conversión analógico-digital y digital-analógico. Con las siguientes actividades, trabajaremos los elementos básicos de la conversión analógico-digital y digital-analógico:
Toma de valores con uno o más sensores utilizando variables.
Robot sigue líneas básico.
Jugador de sumo.
Robot saca piezas.
Robot sigue líneas con control proporcional.
Epígrafe 7.1.1 Motores DC. Movimientos básicos.
Control de un motor.
Motor controlado con pulsador.
Motor controlado con interruptor.
Control de un motor con LDR.
Epígrafe 7.1.3 Relés y otros conmutadores de estado sólido. Con el uso del crumb relé reed (magnetic switch) podremos controlar el funcionamiento de un led, un sparke o un motor.
Epígrafe 7.2 Calcula los valores del consumo de corriente, potencia eléctrica. Este epígrafe se trabaja basándose en los ejercicios propuestos anteriormente y el libro de texto.
Epígrafe 7.3 Enumera las características de otros elementos como luces, zumbadores. Empleando los ledes, el zumbador y el LDR, del Crumble electronics kit, podremos diseñar un circuito donde el LDR sea el sensor que haga iluminar los ledes o sonar el zumbador.
Epígrafe 8 Describir los conceptos básicos de la lógica en la electrónica digital.
Epígrafe 8.1 Sistemas de control en lazo abierto.
Epígrafe 8.2 Sistemas de control en lazo cerrado.
Epígrafe 8.2.1 Introducción a la realimentación.
Este epígrafe se trabaja basándose en los ejercicios propuestos anteriormente y el libro de texto.
Epígrafe 9.1 Describe el concepto de bit y de byte como palabra digital. Este epígrafe se trabaja basándose en los ejercicios propuestos anteriormente y el libro de texto.
Epígrafe 9.2 Explica las operaciones lógicas esenciales (AND, OR, XOR, NOT…) y las relaciona con el tratamiento de información. Podemos trabajar las operaciones lógicas AND y OR de dos maneras:
Sobre la placa de prototipado Crumble electronics kit, podemos diseñar un circuito en serie y otro en paralelo con dos ledes y dos pulsadores.
Utilizando los bloques de programación AND y OR, podemos controlar el sentido de giro de un motor dependiendo de qué pulsador estemos presionando en cada momento.
Epígrafe 9.3 Diferencia los sistemas combinacionales y secuenciales para el tratamiento de la información. Con el Crumble electronics kit y un led RGB, realizar un circuito donde cada vez que presionas el pulsador haga cambiar de color al led RGB.
Epígrafe 9.4 Identifica las diferencias entre los sistemas de transmisión y procesado en serie y en paralelo. Este epígrafe se trabaja basándose en los ejercicios propuestos anteriormente y el libro de texto.
Epígrafe 10 Determinar aspectos básicos de electrónica digital a nivel de circuitos.
Epígrafe 10.1 Describe los niveles de tensión y magnitudes de corriente típicas de un circuito electrónico.
Epígrafe 10.2 Distingue la arquitectura básica de un microprocesador y sus bloques constituyentes.
Epígrafe 10.3 Compara distintos tipos de memoria (volátil y no-volátil) y sistemas de almacenamiento (magnéticos, estado sólido, ópticos).
Epígrafe 10.4 identifica correctamente el patillaje de diferentes componentes electrónicos.
Epígrafe 10.5 Localiza información sobre las características de un componente electrónico.
Epígrafe 10.6 Realiza el montaje de circuitos electrónicos de acuerdo a un esquema propuesto.
Este epígrafe se trabaja basándose en los ejercicios propuestos anteriormente y el libro de texto.
Epígrafe 11 Distinguir aspectos básicos de la programación de sistemas electrónicos digitales.
Epígrafe 11.1 Utiliza con precisión el entorno de programación de un sistema electrónico.
Epígrafe 11.2 Desarrolla programas para controlar el funcionamiento de un sistema electrónico.
Epígrafe 11.3 Identifica y emplea las entradas y salidas analógicas o digitales del sistema electrónico.
Jugador de sumo.
Saca piezas.
Avanzo hasta línea negra.
Robot sigue líneas con control proporcional.

Con la siguiente tabla presentamos una serie de actividades basadas en la tecnología Crumble, relacionadas de manera transversal con los contenidos de la LOMCE para la asignatura Tecnología, Programación y Robótica, de acuerdo a lo publicado en el Boletín Oficial de la Comunidad de Madrid número 118, con fecha de 20 de mayo de 2015, página 297 y siguientes.

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BLOQUE 1 – PROGRAMACIÓN ACTIVIDADES PROPUESTAS
Epígrafe 1.3 Utiliza adecuadamente los dispositivos electrónicos como fuente de información y para crear contenidos. Uso de un servicio de almacenamiento de archivos, por ejemplo Dropbox o OneDrive, para alojar, compartir y organizar los diferentes archivos de los proyectos generados con Crumble.
Epígrafe 2.4 Representa mediante diagramas de flujo diferentes algoritmos.
Epígrafe 2.5 Analiza el comportamiento de los programas a partir de sus diagramas de flujo.
Como actividad previa a la programación con Crumble, proponemos la elaboración de diagramas de flujos que representen los diferentes estados y decisiones que tiene que tomar el robot.
Epígrafe 5 Desarrollar una página Web sobre un gestor de contenidos (CMS). A medida que vayan avanzando en el aprendizaje de Tecnología, Programación y Robótica con Crumble, los alumnos podrán crear un blog donde podrán compartir sus logros, sus proyectos, sus dudas…
BLOQUE 2 – TECNOLOGÍA ACTIVIDADES PROPUESTAS
Epígrafe 1.2 Enumera las fases principales del proyecto tecnológico y planifica adecuadamente su desarrollo. En cada proyecto que los alumnos vayan realizando tendrán que prestar atención a la secuencia de pasos a seguir para su correcta elaboración.
Epígrafe 1.4 Proyecta con autonomía y creatividad, individualmente y en grupo, problemas tecnológicos trabajando de forma ordenada y metódica desde la fase de análisis del problema hasta la evaluación del funcionamiento del prototipo fabricado incluyendo su documentación. Con los proyectos que vayan elaborando tendrán que resolver las dificultades que vayan apareciendo durante todo el proceso de manera grupal y debatiendo las diferentes alternativas para solucionarlas.
Epígrafe 2 Elaborar documentos técnicos, adecuados al nivel de los procesos acometidos y al de su madurez, iniciándose en el respeto a la normalización. Realizar diversos documentos donde vengan reflejados los pasos a seguir para la elaboración de los diferentes proyectos realizados con Crumble.
Epígrafe 3 Emplear herramientas y recursos informáticos adecuados en el proceso de diseño y para generar la documentación asociada al proceso tecnológico. Manejo de programas de edición de texto, presentaciones de diapositivas o de diseño gráfico para la elaboración de recursos necesarios para la correcta documentación de los proyectos elaborados durante el curso con Crumble..
Epígrafe 4 Realizar dibujos geométricos (vistas, acotaciones, representaciones a escala, objetos en perspectiva, bocetos y croquis) con instrumentos manuales y con software de diseño gráfico en 2 dimensiones, respetando la normalización. Uso de programas de diseño 2D para la elaboración de diferentes elementos mecánicos o estructurales de Crumble.
Por ejemplo, preparar un documento para cortar por láser el chasis de un robot.
Epígrafe 5 Utilizar software de diseño 3D y señalar las posibilidades de la impresión 3D para la creación de objetos sencillos. Uso de programas de diseño 3D para la elaboración de diferentes elementos mecánicos o estructurales de Crumble.
Por ejemplo, para diseñar el chasis de un robot para su posterior impresión en 3D.
Epígrafe 8 Actuar de forma dialogante y responsable en el trabajo en equipo, durante todas las fases del desarrollo del proyecto técnico. Concienciar a los alumnos de la importancia que tiene el trabajo en equipo a la hora de planificar, elaborar y programar un proyecto de Crumble, para su correcto funcionamiento.
Epígrafe 9 Adoptar actitudes favorables a la resolución de problemas técnicos desarrollando interés y curiosidad hacia la actividad tecnológica. Conseguir que los alumnos valoren los progresos que van realizando para que obtengan la autonomía necesaria para poder resolver con éxito las posibles dificultades que se le planteen.
Epígrafe 10 Analizar y valorar de manera crítica el desarrollo tecnológico y su influencia en el medio ambiente, en la salud y en el bienestar personal y colectivo a lo largo de la historia de la humanidad. Mostrar a los alumnos el correcto uso y manejo de los distintos elementos de Crumble, para el cuidado personal y colectivo y su posterior reciclaje al acabar su vida útil.
BLOQUE 3 – ROBÓTICA – ELECTRÓNICA Y CONTROL ACTIVIDADES PROPUESTAS
Epígrafe 12 Desarrollar, en colaboración con sus compañeros de equipo, un proyecto de sistema robótico. Con los conocimientos adquiridos a lo largo de las diversas actividades realizadas con Crumble, los alumnos podrán realizar un proyecto grupal donde cada uno se encargará de una parte del mismo, desarrollando aptitudes de respeto y cooperación.
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