REPTES AMB TDR-STEAM I ARDUINOBLOCKS
Esquema per temes
-
Avui, la sessió final del curs “Reptes amb TDR-STEAM i ArduinoBlocs”
Sessió oberta en streaming . Segueix la sessió a :
18:30 – 19:30 Videotrucada en petit grup retransmesa als alumnes
4 Formadors
4 Alumnes que presentin la seva STEAM CARD
Jordi Regalés i Toni Moreno de CESIRE i Robolot
JuanJo Lopez
Elisabet Aznar – Directora @cesirecat
-
Curs 9002020532 - Reptes amb TdR_Steam i Arduinoblocks
A les sessions, cadascú es connectarà a la sala corresponent al seu formador/facilitador. (Mireu el document adjunt al e-mail que vau per saber el formador i sala que us correspon).
Edu Casadevall Sala 1: meet.google.com/vmh-xart-gdo
Fernando Hernández Sala 2: meet.google.com/tkc-agqz-bzk
Vicent Ribera Sala 3: meet.google.com/smk-yxrr-anh
David Llamas Sala 4: meet.google.com/yyp-fsfe-jfv
Aquest és el KIT cedit per Robolot per al curs
Temporització de les sessions:
horari de 18:00 a 19:00 (totes les sessions menys la primera).
04/11/2020
o Presentació del curs (tots els participants).
o Presentació dels grups de treball.
o Introducció a Arduino, components electrònics i Arduinoblocks (optatiu).
11/11/2020
Arduino, components electrònics i programació amb Arduinoblocks.
18/11/2020
o 18:00 a 18:30 Repàs i dubtes sessió anterior.
o 18:30 a 19:00 Dubtes sobre les pràctiques 1-2-3.
25/11/2020
o 18:00 a 18:30 Dubtes sobre les pràctiques 1-2-3.
o 18:30 a 19:00 Dubtes sobre les pràctiques 4-5-6.
02/12/2020
o 18:00 a 18:30 Dubtes sobre les pràctiques 7-8-9.
o 18:30 a 19:00 Dubtes sobre les pràctiques LCD1-LCD2-Micròfon.
09/12/2020
o 18:00 a 18:30 Dubtes sobre les pràctiques LCD1-LCD2-Micròfon.
o 18:30 a 19:00 Dubtes sobre projectes.
16/12/2020 Dubtes projectes.
13/01/2020 Dubtes projectes.
10.Dates de lliurament de pràctiques:
o Setmana 23 al 29 de novembre: pràctiques 1-2-3.
o Setmana 30 de novembre al 6 de desembre: pràctiques 4-5-6.
o Setmana 7 al 13 de desembre: pràctiques 7-8-9.
o Setmana 14 al 20 de desembre: pràctiques LCD1-LCD2-Micròfon.
o Setmana del 11 al 17 de gener: Projecte.
Com lliurar els reptes?
Per realitzar les pràctiques heu d'entrar a l'espai que teniu a cada repte:
Es guardaran de manera que l'Equip del Robolot podrà veure els reptes que heu fet. És important que quan us registreu a ArduinoBlocks ho feu amb el vostre nom real.
-
Un sistema de control programat funciona de manera similar a la d'un ésser humà. Quan el nostre cervell rep informació dels sentits; oïda, olfacte, gust, vista i tacte; analitza aquesta informació, la processa i dóna ordres als nostres músculs per realitzar moviments o estímuls a les cordes vocals per emetre sons; els 5 sentits equivalen a entrades d'informació i la veu dels músculs serien les sortides sonores i motrius.
En el cas d'un sistema de control programat, un xip fa la funció de cervell. Aquest xip es diu microcontrolador i té unes entrades d'informació on es connecten els sensors de llum (LDR), temperatura (NTC), so ... i també té sortides, on es connecten els motors, LEDs, buzzers ...La diferència principal és que, així com el nostre cervell ha anat aprenent el que ha de fer al llarg de la nostra vida, gràcies els estímuls positius i negatius, el sistema programat té la seva memòria buida, és a dir, no sap el que ha de fer. Llavors nosaltres hem de dir-li com ha d'actuar en funció dels senyals que rep dels sensors. A aquesta acció se l'anomena programar!
-
La Shield Imagina TDR STEAM és una placa didàctica desenvolupada per l'equip ROBOLOT que presenta el gran avantatge de tenir una gran quantitat de sensors, actuadors i connexions d'expansió incorporats directament en ella. Únicament cal connectar la shield a una placa Arduino UNO i ja està tot a punt per començar a programar.
La Shield Imagina TDR STEAM disposa dels següents mòduls:
Sensor/ Actuador/ Mòdul
PIN(s) de contacte
1
Dos polsadors (SW1, SW2)
D2 y D7
2
Dos LEDs (Blau Led3 y Vermell Led4)
D13 y D12
3
LED RGB
D6-D9-D10
4
Mòdul DHT11 Sensor de Temperatura y Humitat
D4
5
Buzzer o Piezoelèctric
D8
6
Dos ports (Entrades/Sortides) Digitals
D3 y D5
7
Mòdul receptor d'infraroigs (IR)
D11
8
Mòdul potenciòmetre giratori
A0
9
Sensor de lluminositat (LDR)
A1
10
Sensor de temperatura (LM35)
A2
11
Interfície I2C compatible amb sensors i mòduls Keyestudio
SDA-A4, SCL-A5
12
Port Entrada Analògic
A3
13
Connexió de comunicacions Bluetooth i Wifi (swich On/Off)
Rx,Tx
14
Botó de reinici.
-
ARDUINOBLOCKS és un llenguatge de programació gràfic per "Blocs" creat pel professor Juanjo López. Està pensat perquè nens i nenes aprenguin a programar amb plaques Arduino a partir dels 8 anys.
Els diferents blocs serveixen per llegir i escriure les diferents entrades i sortides de la placa, així com programar funcions lògiques, de control, etc.
En aquest curs farem servir ArduinoBlocks dedicat a l'ús de la Shield Imagina TDR STEAM, amb aquests blocs podrem programar les entrades i sortides de la nostra placa perquè realitzi les tasques que vulguem.
Abans de començar necessitarem instal·lar uns drivers i programes al nostre ordinador. Mira el PDF adjunt.
-
Comencem el nostre primer programa que serà encendre i apagar el LED Vermell corresponent al Pin D12.
Un LED (Díode emissor de llum, també "díode lluminós") és un díode semiconductor que emet llum. S'usen com a indicadors en molts dispositius, i cada vegada amb molta més freqüència en il·luminació. Els LEDs presenten molts avantatges sobre les fonts de llum incandescent com un consum d'energia molt menor, major temps de vida, més petits, gran durabilitat i fiabilitat.
El LED té una polaritat, un ordre de connexió, i en connectar-lo a l'inrevés es pot cremar.
La Shield Imagina TDR STEAM disposa de dos LEDs (un de blau i un altre vermell), connectats en els pins D13 (blau) i D12 (vermell).
En el PDF adjunt tens 3 pràctiques per programar els leds de la shield Imagina TDR STEAM
-
Un LED RGB és un LED que incorpora en el seu mateix encapsulat 3 LEDs. És RGB perquè R (xarxa, vermell), G (green, verd) i B (blue, blau) així es poden formar milers de colors ajustant de manera individual cada color. Els tres LEDs estan units pel negatiu o càtode.
En Arduino cada un d'aquests LEDs podria prendre 256 colors diferents, és a dir, el Roig podria anar des de 0 fins a 255, el verd de 0 a 255 i el blau de 0 a 255, en total un LED RGB podria donar més de 16, 5 milions de colors diferents.
La Shield Imagina TDR STEAM disposa d'un LED RGB connectat als Pines (D6, D9 i D10).
En el PDF adjunt tens 5 pràctiques per programar el LED RGB amb ArduinoBlocks
-
Brunzidor, buzzer en anglès, és un transductor electroacústic que produeix un so o brunzit continu o intermitent. En funció de si es tracta d'un buzzer actiu o passiu, aquest brunzit serà del mateix to o li podrem variar. Serveix com a mecanisme de senyalització o avís i s'utilitza en múltiples sistemes, com a automòbils o en electrodomèstics, inclosos els despertadors.
La Shield Imagina TDR STEAM té un Buzzer o Brunzidor passiu. Aquest buzzer està connectat al Pin D8.
ArduinoBlocks té 4 blocs específics per programar el buzzer estan al menú de ACTUADORS.
En el PDF adjunt tens 4 divertidíssimes pràctiques per programar el Buzzer de la Imagina TDR STEAM amb Arduinoblocks.
-
En la següent activitat utilitzarem el polsador. Prèviament hem de recordar la diferència entre un polsador i un interruptor. Un interruptor és un dispositiu que obre o tanca en pas del corrent elèctric, per exemple els interruptors de la llum de les nostres cases, cada vegada que els premem canvien d'estat i romanen en ell fins a ser premuts de nou. No obstant això un polsador només s'activa mentre duri la pulsació tornant al seu estat inicial en el moment en què es deixi de tocar-lo. Us imagineu que el timbre de casa vostra fos un interruptor i no un polsador?
Hi ha dos tipus de polsadors; els No (normalment obert) o els NT (normalment tancat), de manera que en prémer s'activarà la funció inversa de la qual en aquest moment estigui realitzant.
La Shield Imagina TDR STEAM té dos polsadors de nominats SW1 i SW2 que van associats als pins D2 i D7 respectivament.
Al menú de SENSORS d'ArduinoBlocks trobem els dos blocs corresponents al polsador i al polsador filtrat.
En el PDF disposes de 3 pràctiques amb ArduinoBlocks per utilitzar els dos polsadors de la teva Imagina TDR STEAM -
La Shield Imagina TDR STEAM té un potenciòmetre denominat "Rotation" que va associat al pin A0.
Comencem amb l'ús de les entrades en els pins Analògics.
La diferència entre un sensor analògic i digital és que mentre aquest últim, el digital, només permet dos tipus d'entrades, 0 o 1, alt o baix, high o low, on o off, ... un sensor analògic pot tenir infinitat de valors. En Arduino les entrades analògiques poden tenir 210 valors, és a dir, valors compresos entre 0 i 1023.
En el menú de sensors de ArduinoBlocks disposem d'un bloc específic per a realitzar programes utilitzant el potenciòmetre de la nostra placa.
En el desplegable de el bloc de l'sensor podem triar la seva lectura en percentatge (%) o en valor (de 0 a 1023).
A continuació, disposeu de 3 pràctiques en PDF de l'ús d'aquest sensor amb ArduinoBlocks.
-
Ara que ja sabem fer servir el Port Sèrie per llegir els valors dels sensors, utilitzem-lo per veure el valor d'una fotocèl·lula (LDR). Què és una LDR? Una LDR és una resistència que varia el seu valor depenent de la quantitat de llum que incideix sobre ell. El valor de la resistència disminueix amb l'augment d'intensitat de llum incident. Les seves sigles, LDR, s'originen del seu nom en anglès Light Dependent Resistor.
A la Shield Imagina TDR STEAM la fotoresistència està denominada com "light" i ve connectada al Pin analògic A1.
En el menú "Sensors" de ArduinoBlocks hi ha un bloc específic per a l'ús d'aquest sensor. En aquest bloc també es pot seleccionar el tipus de lectura de la valor del sensor en % o en unitats de 0 a 1023.
En el PDF tens una senzilla pràctica de l'ús d'aquest sensor.
-
En la següent activitat mesurarem la temperatura d'una habitació utilitzant el sensor de temperatura LM35D.
El sensor de temperatura LM35D té un rang de temperatura de 0º a 100º ℃ i una sensibilitat de 10 mV per grau ºC.
La Shield Imagina TDR STEAM disposa d'aquest sensor LM35D i està connectat al Pin analògic A2.
En el menú “Sensors” d'ArduinoBlocks hi ha un bloc específic per l'ús d'aquest sensor.
Recorda que per programar els sensors cal escollir el Pin A2.
En el PDF trobareu dues activitats per realitzar amb Arduinoblocks i la teva imagina TDR STEAM.
-
En aquesta activitat llegirem els valors de temperatura i humitat utilitzant el sensor DHT11. Aquest sensor mesura temperatures en un rang d'acció de 0 a +50 º C amb un error de + - 2ºC i la humitat relativa entre 20 i 90% amb un error de + -5%. No és un sensor amb una gran sensibilitat però compleix els nostres objectius.
El sensor de temperatura és un termistor tipus NTC. Un termistor és un tipus de resistència (component electrònic) el valor varia en funció de la temperatura d'una manera més acusada que una resistència comuna. El seu funcionament es basa en la variació de la resistivitat que presenta un semiconductor amb la temperatura.
En el menú de sensors tenim el bloc específic per programar aquest sensor:
El terme prové de l'anglès "thermistor", el qual és un acrònim de les paraules Thermally Sensitive Resistor (resistència sensible a la temperatura). Hi ha dos tipus fonamentals de termistors:
- Els que tenen un coeficient de temperatura negatiu (en anglès Negative Temperature Coefficient o NTC), els quals disminueixen la seva resistència a mesura que incrementen la temperatura.
- Els que tenen un coeficient de temperatura positiu (en anglès Positive Temperature Coefficient o PTC), els quals augmenten la seva resistència a mesura que augmenta la temperatura.
- La Shield Imagina TDR STEAM disposa d'un sensor DHT11 connectat a l'Pin D4.
En un principi podríem pensar que es tractaria d'un sensor analògic o que tingués dues entrades, una per a la temperatura i una altra per la humitat, però les mateixes característiques de disseny del sensor fa que es puguin realitzar totes les lectures per un sol port digital.
En el PDF adjunt tens una activitat de com definir la zona de confort tèrmic utilitzant el sensor DHT-11. -
Una gran part dels electrodomèstics utilitzen comandaments a distància d'infrarojos, com els televisors o equips musicals.
El sensor infraroig és un dispositiu optoelectrònic capaç de mesurar la radiació electromagnètica infraroja dels cossos en el seu camp de visió. Tots els cossos emeten una certa quantitat de radiació, aquesta resulta invisible per als nostres ulls però no per a aquests aparells electrònics, ja que es troben en el rang de l'espectre just per sota de la llum visible.
En el cas del receptor d'infrarojos (IR) de la shield IMAGINA TDR STEAM permet codificar els protocols de senyals de polsos infrarojos utilitzats pels comandaments a distància. Els protocols detectats són els següents: RC5, RC6, NEC, SONY, PANASONIC, JVC, SAMSUNG, WHYNTER, AIWA, LG, SANYO, MITSUBISHI i DENON. És a dir, detectaria qualsevol senyal emès per un d'aquests comandaments.
El comandament a distància conté un circuit intern, un processador i un o dos LED (Light Emitting Diode) que emeten la
senyal infraroja.
El senyal infraroig transmet el codi corresponent al botó de comandament a distància premut i el transmet al dispositiu en forma d'una sèrie d'impulsos de llum infraroja. Pensem en el codi Morse, que ja vam veure en una de les pràctiques anteriors, i els seus tons curts i llargs. De forma anàloga, els polsos de llum infraroja transmesos són de dos tipus, els anomenats 0 i 1. Els 0 podrien veure com els tons curts i els 1 com els tons llargs. El receptor IR rep la sèrie d'impulsos d'infrarojos i els passa a un processador que descodifica la sèrie de 0 i 1 en els bits digitals per després realitzar la funció que programem a la nostra Arduino.
A la Shield IMAGINA TDR STEAM el sensor receptor IR es troba connectat a l'Pin Digital D11.
En el menú de "Sensors" de Arduinoblocks tenim dos blocs per programar el nostre receptor IR, un de propi del sensor i un altre per al comandament.
En la pràctica del PDF hi ha un exemple d'utilització del receptor IR de la Shield IMAGINA TDR STEAM.
-
La shield Imagina TDR STEAM disposa de dos ports d'expansió digitals (6), un analògic (12), un port de comunicacions per I2C (11) i connexions per comunicacions per Bluetooth o Wi-Fi (13).
En els analògics i digitals (tres en total) es poden connectar infinitat de sensors i d'actuadors, com servomotors, motors cc amb driver, relés, micròfons, sensors d'ultrasons, mesuradors d'humitat, sensors de gas, sensors de flama, de col·lisió , de detecció de moviments PIR, d'efecte hall, ....
Pel port de comunicacions I2C podem connectar pantalles LDC, matriu de Leds 8x8, pantalles OLED, sensors acceleròmetres, sensors d'infrarojos, mòdul rellotge, ...
Finalment, en les connexions per comunicacions podem connectar un mòdul bluetooth o un mòdul wifi ESP01 al costat del seu sòcol
T'imagines la quantitat de projectes que podràs crear amb Arduinoblocks i la Imagina TDR STEAM?
Pantalla LCD (16x2)Puertos de expansión: Pantalla LCD i puerto I2C
La pantalla LCD (16x2) és una pantalla amb 16 caràcters (per fila) i dues files. Aquesta pantalla es controla mitjançant un bus de comunicacions I2C format per dos cables (SDA i SCL, i l’alimentació corresponent: VCC i GND). Per tant, anirà connectat al connector I2C que té 4 pins.
El connectarem a la placa TdR STEAM.
Connectarem els cables respectant els colors dels cables:
TdR STEAM
Color Cable
LCD
GND
Negre
GND
VCC
Vermell
VCC
SDA
Groc
SDA
SCL
Blanc
SCL
Pel que fa a la programació haurem de seleccionar l’adreça de configuració 0x27.
Exemple de programació:
-
MicròfonEl micròfon, tal i com indica el manual del fabricant, el tenim que connectar a una entrada analògica. Com que tenim lliure l’entrada A3 la connectarem en el connector corresponent.
El connectarem a la placa TdR STEAM
Connectarem els cables respectant els colors dels cables:
TdR STEAM
Color Cable
Micròfon
GND
negre
G (GND)
VCC
Vermell
V (VCC)
A3
blau
S (Senyal)
Exemple de programació:
Projectes amb components externs
EL display LCD permet informar-nos dels valors dels sensors sense necesitat de tenir l'ordinador engegat, es a dir , funciona d eforma autónoma.
Amb una pantalla LCD i un micròfon podem tenir dispositiu que ens mesuri el nivell de so.
-
La importància d'aquest exercici és la seva simplicitat tècnica gràcias a la utilització d'un projecte tipus "Imagina TdR_STEAM".
D'aquesta forma, podem consultar directament els sensors de la placa, sense necessitat d'indicar a quin pin estàn connectats . Això simplifica la realització d'experiments a persones que no tinguin coneixement d'arduino.
Decidir el color del LED RGB,llegir directament els sensors d'humitat, temperatura, llum , posició, i tot això , sense necessitat d'indicar a quin pin estan connectats els sensors.
Realment simple . No cal indicar a quin pin estan connectats els sensors.
-
El curs “REPTES AMB TdR_STEAM I ARDUINOBLOCKS" organitzat per Robolot Team i CESIRE arriba a tota la Geografia Catalana .
Uns 164 professors de tecnologia i altres especialitats d’arreu participen a la formació.
Aquesta activitat consisteix en realitzar una “ STEAM CARD” tipus EXPERIMENT GUIAT amb REPTE” , consistent en una fitxa on hi ha informacions i instruccions per a realitzar un Experiment STEAM.
-
Projecte A13: Steam_Card_ArduinoBlocks (nivell avançat) -
Projecte A14: Steam_Card_ArduinoBlocks (nivell bàsic) -
Projecte ArduinoBlocks: PROJECTE LLIURE FINAL ( Aquest programa no cal penjar-lo )
-
-
En aquest fitxer comprimit teniu dues versions per poder treballar amb el mòdul bluetooth: bàsic i avançat.
Teniu el programa d'Arduinoblocks, l'aplicació i el projecte per AppInventor2.
Teniu tota la informació de configuració a la Sessió 7.
-
L'Edu Casadevall ens comparteix:Alçada de capa 0,2Qualitat normaldensitat 20%Sense suportsDel cargol imprimir-ne 3 unitats
-
Durant la formació per professors «Reptes TdR STEAM» impartit pel CESIRE i Robolot Team, més de 100 professors de secundària i batxillerat de tot Catalunya van crear uns mini projectes per poder usar a classe a on s’utilitza l’Arduino i la programació ArduinoBlocks.
Les fitxes poden aplicar-se a totes les assignatures del curs, per exemple, els minis projectes «bodega de vi», «germinador de llavors», «instrument Theremin» o «llums de Nadal» una professora de biologia, química, geologia, música o art pot aprofitar-los per enriquir l’aprenentatge dels seus estudiants. Fixa’t que la finalitat no ha de ser la robòtica.
No s’ha comprovat les fitxes al complet. Els títols o el funcionament dels programes ArduinoBlocks poden ser erronis.
- Aforament d’un estadi
- Aforament d’un local
- Alarma casa domòtica
- Alarma de soroll a l’aula
- Alarma d’incendis
- Alarma musical
- Ascensor
- Audiometria
- Bany turc
- Barrera de pàrquing
- Bodega de vins
- Brunzidor a distància
- Buzzer
- Calefacció estàtica de furgoneta
- Calefacció i aire condicionat
- Calefacció i aire condicionat d’una llar
- Ciutat domòtica
- Climatització de vehicle
- Comptador de RPM
- Comptador d’aforament
- Condicions ambientals a l’aula
- Condicions treball de camp
- Confort climàtic d’habitatge
- Control amb gestos de la mà
- Control de gel hidroalcohòlic
- Control de llums
- Control d’accés
- Control humitat i llum
- Controlador de temperatura
- Cultiu d’orquídies
- Descomposició de colors
- Detecció CO2
- Detecció de ventilació
- Detecció d’enemics
- Detector d’objectes no metàl·lics
- Detector de tall elèctric
- Domòtica d’il·luminació i finestres
- Emmagatzematge de dades
- Germinador de llavors
- Gramola
- Higròmetre sonor
- Hivernacle
- Hort urbà
- Il·luminació i calor d’un terrari
- Instrument Theremin
- Interruptor de llum ambiental
- Joc de lògica
- Lectura LDR a la consola
- LED port Serie
- LEDs d’alerta
- Límit de sensors
- Llindar auditiu
- Llindar de temperatura
- Llums de Nadal
- Mesurador de so
- Menú d’opcions
- Mescles additives de color
- Mesura de contaminació acústica
- Moviments d’un servomotor
- Música nadalenca
- Nombre de l’1 al 9
- Número a l’atzar
- Obertura de barrera
- Obertura de finestres
- Obertura de persianes i tendalls
- Obertura de porta
- Pantalla LCD
- Paperera automàtica
- Persiana domòtica
- Piano
- Porta de pàrquing
- Porter automàtic de garatge
- Presa de temperatura automàtica
- Programació d’Arduinoblocks
- Prova Course Navette
- Qualitat ambiental de l’aula
- Regal d’aniversari
- Sala de cinema
- Semàfor amb polsador
- Semàfor de soroll
- Semàfor i comptador
- Semàfor per a invidents
- Semàfor per a vianants
- Semàfor soroll de l’aula
- Sensació tèrmica
- Sensor de decibels
- Sensor de fum
- Sensor de gravetat
- Sensor de llum i color
- Sensor de nivell d’aigua
- Sensor de presència
- Sensor de soroll
- Sensor d’humitat del terra
- Sensor d’humitat i temperatura
- Sistema de confort
- Sistema de llançament
- Sistema de reg
- Sistema d’alarma
- So, humitat i temperatura a l’aula
- Soroll a l’aula
- Suma senzilla
- Tamagotchi arduínic
- Taula de sensors
- Tem i humitat + servomotor
- Temperatura a l’aula
- Temperatura i humitat d’incubadora
- Temperatura i humitat per bluetooth
- Temperatura i ventilació a l’aula
- Temperatura, humitat i llum d’habitació
- Temperatura de l’aula
- Temperatura i humitat de l’aula
- Temperatures màxima i mínima
- Temps de reacció
- Termòmetre COVID
- Termòmetre neopixel
- Termòstat a distància
- Termòstat programable
- Ventilació d’aules
- Vídeo LED port Serie + Joc de lògica
- Zona de confort
Clica aquí per obrir el repositori del Robolot amb totes fitxes PDF.
Projecte ArduinoBlocks: 
Projecte ArduinoBlocks: A02 - El LED RGB
Projecte ArduinoBlocks: A03 - El Buzzer o brunzidor
Projecte ArduinoBlocks: A04 - Sensor polsador
Projecte ArduinoBlocks: A05 - El potenciòmetre
Proyecto ArduinoBlocks: 
Proyecto ArduinoBlocks: 
Proyecto ArduinoBlocks: