ÍNDICE RESUMEN
............................... ................................................ .................................. ................................. ................................. .................................. .................................. ..................... ....1
CAPÍTULO I
............................... ................................................ .................................. ................................. ................................. ................................. .................................. ....................2
INTRODUCCIÓN
............................... ................................................ ................................... .................................. ................................. ................................. .......................... ..........2
JUSTIFICACIÓN
................................. ................................................. ................................. .................................. .................................. ................................. .......................... ..........3
OBJETIVOS
................................ ................................................. .................................. ................................. ................................. ................................. ................................. ................... ..4
OBJETIVO GENERAL
.................................. .................................................. ................................. ................................. ................................. .............................. .............4
OBJETIVOS ESPECIFICOS CAPÍTULO II
............................... ................................................ .................................. ................................. ................................. ........................ .......4
................................. .................................................. ................................. ................................. .................................. ................................. ................................ ................5
DESARROLLO DE LA MONOGRAFÍA ................................ ................................................. ................................. ................................. ........................ .......5 2.1 TECNOLOGÍA EDUCATIVA ................................. .................................................. .................................. ................................. ............................. .............5 2.2 NTICs ................................. .................................................. .................................. ................................. ................................. ................................. ................................. ................... ..5 2.3 ROBOTICA
............................... ................................................ ................................... .................................. ................................. ................................. .......................... ..........6
2.4 ROBOT ................................. .................................................. ................................. ................................. .................................. ................................. ................................ ................6 2.5 ROBÓTICA EDUCATIVA
................................. ................................................. ................................. ................................. .................................. ....................7
2.6 IMPORTANCIA DE LA ROBOTICA EDUCATIVA ................................ ................................................ ............................. .............8 2.7 SOFTWARE EDUCATIVO
............................... ................................................ .................................. .................................. .................................. ...................9
2.7.1 F(x) Viewer ............................... ................................................ .................................. ................................. ................................. .................................. ................... ..10 2.8 ARDUINO
.................................. .................................................. ................................. ................................. .................................. .................................. ........................ ........11
2.9 VENTAJAS DE ARDUINO
............................... ................................................ .................................. .................................. ................................. ................12
2.9.1
Es Económico ................................. ................................................. ................................. ................................. ................................. ......................... ........12
2.9.2
Multiplataforma ................................ ................................................. .................................. ................................. ................................. ...................... .....12
2.9.3
Entorno de programación simple y claro ................................. .................................................. ................................. ................12
2.9.4
Código abierto y software extensible: ................................. ................................................. ................................. ...................... .....12
2.9.5
Código abierto y hardware extensible ................................. ................................................. ................................. ...................... .....12
2.10.1 Módulo Bluetooth HC-05 ............................... ................................................ .................................. .................................. ................................. ................13 2.10.2 Diferencias HC-05 vs HC-06 y como identificarlos .................................. .................................................. ........................ ........14 2.10.3 Interfaz de configuración de comandos AT en HC-05 HC -05................................. .................................................. ...................... .....14 2.10.4 Interfaz de configuración de comandos AT en HC-06 HC -06................................. .................................................. ...................... .....15 2.11 motores dc y L298N ................................. ................................................. ................................. .................................. .................................. .............................. .............15 CAPITULO III ................................ ................................................. ................................. ................................. .................................. ................................. .............................. ..............17 CONCLUSIONES ............................... ................................................ ................................... .................................. ................................. ................................. ........................ ........17 RECOMENDACIONES ............................... ................................................ .................................. ................................. ................................. ................................. ................18 BIBLIOGRAFÍA
.................................. .................................................. ................................. ................................. .................................. .................................. ........................ ........20
RESUMEN La presente monografía muestra fundamentos del de l trabajo en robótica educativa, que incluyen algunas concepciones generales y distintos enfoques de trabajo. A partir de ello, se describe un modelo de formación docente diseñado en servicio de docentes. Luego se analizan las implicancias de este modelo en configurar los roles de los estudiantes y docentes en proceso de aprendizaje de la tecnología y en las redes locales que sustenten este tipo de prácticas. Se detallan, a modo de evidencia, algunos trabajos realizados a lo largo de estos procesos. Se realizará realizará gráficos de funciones funciones lineales con la ayuda de un software software graficador graficador (f(x)viewer) instalado en las computadoras kuaas y a la vez se representara las graficas e interpretación aplicado a la vida cotidiana en los celulares android a través de la aplicación MATHLABapps, para que los estudiantes tengan una base de programación y así utilizarla para la construcción de nuestro primer prototipo de carro controlado controlad o por celular y bluetooth, incorporando incorpo rando así las la s TICs en nuestras n uestras aulas. aulas . Con el desarrollo de esta monografía “Construcción de un carro controlado por bluetooth como recurso didáctido en la gráfica de funciones lineales a través del software fx viewer ”, se pretende implementar una herramienta que permita al docente contar con un nuevo recurso didáctico a partir del cual se puedan abordar de manera simple pero con el rigor matemático necesario, los contenidos relacionados con la graficación de funciones lineales, especialmente, la visualización gráfica de cómo cada función se representa y va produciendo un gráfico. Es claro que es posible lograr esta visualización en una clase tradicional pero no muy significativa, ni atrayente, esto es, a través de la exposición y explicación del tema en el pizarrón. El aporte de la tecnología a la enseñanza de la matemática, es significativa porque se pueden incluir la animación, la dinámica y la interactividad necesaria necesaria con el objetivo de facilitar y mejorar la enseñanza de la gráfica gráfica de funciones como así también su aprendizaje. Estos valiosos elementos, harán de la enseñanza y aprendizaje de la matemática una actividad confortante confortant e y constructiva, reemplazando la monotonía de realizar cálculos, gráficos y aplicar fórmulas de forma mecánica, muchas veces sin comprender la esencia de la matemática que se está aplicando debido a que no se tiene la posibilidad de visualizar visualizar el funcionamiento gráfico de los mismos, como tampoco la de comparar y analizar los resultados obtenidos. 1
CAPÍTULO I INTRODUCCIÓN La disponibilidad de dispositivos electrónicos, así como la disminución de sus costos y diversidad de desarrollos, ha impulsado fuertemente el uso de las Tecnologías de la Información y la Comunicación en la educación. Entendemos que la tecnología es mucho más que un recurso educativo y puede considerarse como estructuradora de pensamiento. Consideramos que mirar la tecnología solamente como un recurso didáctico no favorece la ruptura con modelos educativos tradicionales. Más allá del uso primario, que en ocasiones puede reforzar estos modelos de enseñanza, surgen proyectos y alternativas diversas que permiten repensar el acto educativo, y poner el foco en los procesos de aprendizaje, más que en los contenidos a trasmitir. La posibilidad de que estudiantes incorporen en sus actividades herramientas herramienta s tecnológicas, constituye una experiencia indispensable para que éstas continúen presentes en su futuro estudiantil. Los estudiantes del nivel secundario, experimentan los beneficios y los diferentes momentos metodológicos de la incorporación de las Tecnologías de Información y Comunicación (TICs) en sus actividades como estudiantes. Esta experiencia constituirá sin duda, una herramienta fundamental para la incorporación de las TICs en su actividad profesional futura. fut ura. En este sentido, lo que se quiere en los estudiantes es, fortalecer el trabajo comunitario, solidario y complementario, realizando el análisis y manipulación de las Tecnologías de Información y Comunicación y las características de la gráfica de funciones lineales, aplicándolas a situaciones de la realidad de su contexto diario, para contribuir en la toma de decisiones decisio nes económicas y lógicas en su familia. La metodología de la estrategia se fundamenta, en la investigación cualitativa de los procedimientos en los que la robótica robótica educativa se pueda validar como un programa efectivo y eficaz para el aprovechamiento del tiempo libre de la población estudiantil.
2
JUSTIFICACIÓN Actualmente, la computadora y los celulares juegan un rol primordial en la enseñanza y el aprendizaje de la matemática en particular de la gráfica de funciones lineales. Con el desarrollo de esta herramienta, se pretende lograr que el estudiante pueda aprender en forma significativa los contenidos propuestos, sumándole a la velocidad velocidad y exactitud de cálculos, la interactividad y visualización gráfica. Este recurso informático facilitará el aprendizaje y también la enseñanza, ya que se convertirá en una importante herramienta para ejemplificar contenidos que se estén desarrollando en una clase teórica. De esta forma, se logrará un ambiente de enseñanza y aprendizaje en el cual interactúen maestros, maestras, estudiantes y la tecnología. Se constituirá así, una metodología de aprendizaje a partir de la incorporación de tecnología, no sólo como un recurso facilitador, sino además, como una herramienta capaz de actuar sobre el proceso de aprendizaje del estudiante, permitiéndole seguir su propio ritmo de aprendizaje. La posibilidad de que estudiantes de distintos grados, futuros profesionales de diferentes áreas, incorporen en sus actividades herramientas tecnológicas, constituye una experiencia indispensable para que éstas continúen presentes en su futuro ámbito laboral. También el maestro o la maestra, a partir del aporte de este trabajo, podrá mejorar su actividad docente considerando los beneficios que trae la utilización de un software educativo, tales tale s como: ahorro de tiempo a la hora de presentar un material o tema, mayor estética al momento de la presentación de la clase, incremento de la motivación y la atención al presentar un determinado material, aumento de la velocidad velocidad para el desarrollo de la clase. La presente monografía refleja la importancia que tiene el uso de la robótica como una herramienta de aprendizaje y pone énfasis en el aprendizaje cooperativo y significativo, el cual busca involucrar la robótica en el aula por medio de actividades prácticas como un medio de aprendizaje articulados desde la construcción y diseño de un carro bluetooth con arduino que sirva como recurso didáctico para la gráfica de funciones a través del software FX-VIEWER.
3
OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL Construir un carro Bluetooth con arduino como recurso didáctico para un aprendizaje cooperativo y significativo de gráfica de funciones lineales con el software FX-VIEWER para estudiantes de secundaria. secunda ria.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
Describir el uso de la robótica en el aula para lograr un aprendizaje cooperativo y significativo como recurso didáctico en la gráfica de funciones.
Mostrar la articulación de la la matemática y la robótica y así incentivar su utilización en diferentes áreas educativas.
Fortalecer en los estudiantes de secundaria secundar ia el aprendizaje significativo de la matemática orientado a un espíritu reflexivo y cooperativo mediante el diseño y construcción de un carro dirigido por bluetooth con arduino.
Explicar la facilidad de programación en arduino y su aplicación en la matemática.
4
CAPÍTULO II DESARROLLO DE LA MONOGRAFÍA Mediante el desarrollo de esta monografía se podrán conocer diversos aspectos necesarios para que suceda un Aprendizaje Significativo, así como indagar la existencia de las condiciones dadas por la Robótica Educativa, para poder ejecutar y sugerir soluciones prácticas a problemas presentes en las diferentes diferentes Unidades Educativas, reforzar contenidos o introducir nuevos conocimiento, en particular en el área de la matemática.
2.1 TECNOLOGÍA EDUCATIVA La Tecnología, es un elemento que avanza rápidamente y modifica el sistema de relaciones con nuestros semejantes, así como también nuestra forma de vida cotidiana, todo ello debido a los avances y cambios que cada día se logran en dicha área. La tecnología educativa es una estrategia fundamental para las transformaciones necesarias en el campo educativo, por cuanto repercute en el proceso educativo y por ende en el rendimiento académico de los educandos, debido a las numerosas ventajas que esto presenta en comparación con los métodos tradicionales de enseñanza (Moreno, 2003). Es en este sentido que Moreno (2003), (2 003), propone que cualquier sistema educativo edu cativo debe asumir las nuevas tecnologías como un valioso recurso que facilita la interacción, comunicacional de nuevos conocimientos y la operacionalización del proceso de aprendizaje, lo cual puede ser perfectamente vinculado a los ejes transversales del Currículo Base.
2.2 NTICs Las Nuevas Tecnologías de la Información y Comunicación y la educación tienen una sociedad muy unidad caracterizada por un desarrollo tecnológico avanzado en el cual representa una ayuda y herramienta eficaz para el proceso de enseñanza y aprendizaje. Por ello incorporar las NTICs en el campo de la educación se convierte en una necesidad, la cual debe ser orientada a cómo elevar la calidad del proceso de enseñanza aprendizaje con dicha herramienta y cómo integrarla, de manera tal que “lo educativo trascienda a lo tecnológico”
(Cabero, 1999). 5
Las NTICs representan un factor muy importante en la educación, por cuanto Landinez (2001), indica que “el sistema educativo debe dar respuesta, así como brindar soluciones a
los cambios actuales a fin de mejorar la capacitación y actualización pedagógica de los docentes para no caer en obsolescencia, quienes a su vez deben ser capaces de involucrarse en procesos de cambios y avances tecnológicos, que beneficien al estudiante, como integrar las NTICs a las planificaciones y seleccionar software de utilidad”.
En el área educativa, las NTICs se aplica a través de la informática y la matematica, la cual representa un importante cambio dentro de la metodología y la enseñanza de un aprendizaje significativo para el estudiante, pero también es extensiva a otras áreas de aprendizaje, de acuerdo a como lo plantea a fin de alcanzar una formación integral y holística del estudiante.
2.3 ROBOTICA La robótica es una ciencia o rama de la tecnología, que estudia el diseño y construcción de máquinas capaces de desempeñar tareas realizadas por el ser humano o que requieren del uso de inteligencia. Las ciencias y tecnologías de las que deriva podrían ser: el álgebra, los autómatas programables, las máquinas de estados, la mecánica o la informática.
2.4 ROBOT Deriva del checo robota (prestación personal), un robot es una máquina programable que puede manipular objetos y realizar operaciones que antes sólo podían realizar los seres humanos. El robot puede ser tanto un mecanismo electromecánico físico como un sistema virtual de software. software. Ambos coinciden en brindar la sensación de contar con capacidad de pensamiento o resolución, aunque en realidad se limitan a ejecutar órdenes dictadas por las personas. las personas. Pese a que no existe una definición precisa del concepto, se suele considerar que un robot tiene la capacidad de imitar el comportamiento de los humanos o de animales. Existen robots r obots humanoides, surgidos a partir de la segunda mitad del siglo XX, que pueden caminar, mover un brazo mecánico, manipular su entorno o hasta responder a los estímulos. 6
Los robots positrónicos de Asimov están programados para cumplir las Tres Leyes de la Robótica, enunciadas por primera vez en Círculo vicioso, un relato publicado en 1942: 1. Un robot no puede dañar a un ser humano ni, por inacción, permitir que un ser humano sufra daño. 2. Un robot debe cumplir las órdenes de los seres humanos, excepto si dichas órdenes entran en conflicto con la Primera Ley. 3. Un robot debe proteger su propia existencia en la medida en que ello no entre en conflicto con la Primera o la Segunda Ley. Las personas, en general, reaccionan de manera positiva ante los robots ya que consideran que pueden brindar ayuda en diversas tareas. Los más pesimistas, en cambio, sostienen que los robots reemplazan a los seres humanos en el mundo laboral y hasta temen una posible rebelión de las máquinas contra el hombre. el hombre.
2.5 ROBÓTICA EDUCATIVA Para Ruiz (1996), la “robótica educativa es la disciplina que se encarga de concebir y
desarrollar robots educativos para que los estudiantes se inicien en el estudio de cualquier área de interés”. Según Gatica, Nibaldo; Ripoll, M. y Valdivia, J. (2004) “la robótica educativa se entiende
como una herramienta pedagógica a nivel escolar con fines eminentemente centrados en el currículo y su énfasis de desarrollo, principalmente en los centros educativos”.
Se destaca los siguientes supuestos de la Robótica Educativa (Gatica, 2004): a) Generar ambientes de aprendizajes b) El rol del docente como facilitador c) El estudiante activo en su aprendizaje d) Promover la transversalidad curricular.
7
La inclusión en el aula de la tecnología, la informática, el uso de juegos interactivos, la computadora, los robots, entre otros contribuye hacer del aprendizaje una actividad más dinámica y alegre, para que los estudiantes razonen, analicen, interpreten y estimulen su creatividad, mediante el apoyo de los docentes, a fin de prepararlos para enfrentar con naturalidad las exigencias culturales, sociales y avances tecnológicos (Pérez, 2004). Para ello, la robótica educativa privilegia el aprendizaje inductivo y por descubrimiento guiado, la inducción y el descubrimiento guiado se aseguran en la medida en que se construye y se experimenta, un conjunto de situaciones didácticas constructivistas, las mismas que permitirán a los estudiantes construir su propio conocimiento (Palacio, 2006), 2 006), todo ello de acuerdo a la secuencia de las fases de la construcción de un programa de robótica. De esta forma se trata de desarrollar en el estudiante un pensamiento estructurado, lógico y formal, mediante la transformación de las actividades abstractas en actividades concretas, controlables y manipulables. Es así como Ruiz (1995), destaca la importancia de los ambientes de aprendizaje, al señalar que el estudiante aprende cuando crea y construye por sí mismo, a diferencia de los esquemas tradicionales basados puramente en repetición.
2.6 IMPORTANCIA DE LA ROBOTICA EDUCATIVA La importancia de la Robótica educativa según Palacio (2006) y Sánchez (1998) tratan de:
Integración de distintas áreas del conocimiento.
Desarrollo de un pensamiento por esquemas.
La manipulación de objetos
favorece el paso de lo concreto a lo abstracto.
Apropiación de un vocabulario asociado a la robótica.
Mejora sus formas de relacionarse y de tomar decisiones en equipo.
Muestran mayor respeto y tolerancia para trabajar en equipo.
Aumenta la curiosidad acerca de cómo funcionan las cosas.
Muestran dominio de conceptos relacionados con construcción de estructuras, estabilidad y mecanismos en movimiento.
Muestran dominio de conceptos de programación. 8
Evidencian mayor sentido de análisis y criticidad ante la valoración de sus creaciones y las de sus compañeros.
Relaciona los aspectos significativos con el aprendizaje y las dificultades enfrentadas.
Se facilita la conexión entre el aprendizaje en la escuela y la realidad.
Permite mejor la oportunidad para construir conocimiento.
Aumenta las habilidades sociales y de comunicación
La robótica educativa “une lo lúdico con lo interdisciplinario, logrando que los estudiantes
comprendan los contenidos curriculares al verlos materializados en programas y lo físico” (Sánchez, 1998) La robótica implica la construcción de robots. Desde la perspectiva del constructivismo de Piaget y Vygotsky se destaca “la construcción de conocimiento” a medida que el aprendiz
interactúa con su realidad y realiza actividades. La Robótica educativa privilegia un modo de aprendizaje “por descubrimiento guiado”,
similar a la propuesta planteada por Vygostki, cuando señala la existencia de una zona de desarrollo próximo que debe alcanzar el estudiante para lograr un aprendizaje, que a su vez va hacer guiado por una persona (Hoffman, 1995). Es así como los objetivos pedagógicos de las actividades a ctividades de robótica favorecen la generación genera ción de nuevas estrategias cognoscitivas, ya que el estudiante organiza sus actividades de aprendizaje y manipula concretamente piezas para construir un robot, siendo esta la manera de crear sus propias estructuras intelectuales (Ruiz, 1998). De modo que, en la medida que el estudiante aprende a manipular, controlar y operar un robot educativo, “se libera
progresivamente de lo concreto y razonan de manera abstracta” (Gatica, 2004).
2.7 SOFTWARE EDUCATIVO La palabra palabra Software es un término que hace referencia a un programa informático. Estas herramientas tecnológicas disponen de distintas aplicaciones que posibilitan la ejecución de una variada gama de tareas en una computadora.
9
Lo Educativo, por su parte, es aquello vinculado a la educación la educación (la instrucción, formación o enseñanza que se imparte). El adjetivo también se utiliza para nombrar a lo que permite educar. A partir de estas definiciones, podemos indicar que un software educativo es un programa informático que se emplea para educar al usuario. Esto quiere decir que el software educativo es una herramienta pedagógica o de enseñanza que, por sus características, ayuda a la adquisición de conocimientos de conocimientos y al desarrollo de habilidades. Existen diferentes clases de software educativo. Algunos de estos programas son diseñados como apoyo al docente. De esta manera, el maestro o el profesor acuden al software para ofrecer sus lecciones o para reforzar refor zar una clase. Otros tipos de software educativo, en cambio, se orientan directamente al alumno, ofreciéndole un entorno en el cual puede aprender por su propia cuenta. El software educativo es muy importante en la educación a distancia. Estas herramientas tecnológicas permiten simular las condiciones que existen en un aula o un salón de clase. Así el estudiante puede “ingresar” a un salón virtual, interactuar con el docente a través de videoconferencias, chat videoconferencias, chat o correo electrónico, completar evaluaciones, etc.
2.7.1 F(x) Viewer f(x)-Viewer es un programa gratuito que permite representar gráficamente en el plano cartesiano funciones matemáticas de una variable real, desde la más simple, hasta la más compleja. Puedes elegir el color y el tipo de línea para cada función y exportar el resultado en formato de imágen BMP para asi poder imprimirlo. Gracias a este software ya no es necesario trazar cuadrículas perfectas para graficar en ellas complicadas funciones matemáticas, ya que con F(x)-Viewer sólo tienes que introducir la función dada que quieres representar y el programa se encarga de graficarlo, haciendo el aprendizaje de gráfica de funciones mas visual e interactivo. Este software es una sencilla herramienta matemática que nos ayuda a llevar funciones al plano visual, pudiendo realizar distintas operaciones de edición sobre esa misma gráfica 10
resultante. La interfaz del programa muestra en la ventana principal un plano de coordenadas (configurable), y en el margen izquierdo del monitor las distintas operaciones que se van añadiendo sobre éste. Además, f(x)-viewer nos permite realizar graficas matemáticas sobre las funciones, con lo que no sólo podremos llevarlas a una gráfica sino que también darles la solución que se nos resiste de otra manera. Por último, cabe destacar la posibilidad de copiar la gráfica obtenida y pegarla en otro tipo de programas como editores de imagen, de forma que podamos añadir comentarios para algún tipo de presentación o explicación de la materia.
2.8 ARDUINO Arduino es un proyecto nacido en el año 2005 con la idea de desarrollar una placa de hardware libre integrado con un micro controlador y una interfaz para programarlo. Está diseñado y construido para que sea se a muy fácil utilizarlo y en él se pueden desarrollar proyectos multidisciplinarios. La placa se puede comprar a un precio accesible o bien cada persona puede armarlas libremente es sus casas, dado que toda la información del esquema del circuito o el PCB son de licencia libre y se encuentran en Internet muy fácilmente, sin dudas esa es una de las ventajas de arduino respecto a otras opciones. También se dice que un arduino es una plataforma de prototipos electrónicos de código abierto (open-source) basada en hardware y software flexibles y fáciles de usar. Los proyectos de Arduino pueden ser autónomos o se pueden comunicar con software en ejecución en una computadora (por ejemplo con Flash, Processing, MaxMSP , etc). También es una plataforma que cuenta con una infinidad de sensores y periféricos desarrollados y pensados para ser utilizados en arduino, esto facilita mucho la integración de la placa con el mundo que lo rodea, pudiendo de esta manera desarrollar desde robots a cualquier otra cosa que nos imaginemos sin incurrir en un alto costo y perder mucho tiempo en el diseño. 11
2.9 VENTAJAS DE ARDUINO Hay muchos otros microcontroladores (PICs) y plataformas microcontroladoras disponibles para computadoras. Parallax Basic Stamp, Netmedia’s BX-24, Phidgets, MIT’s Handyboard,
y muchas otras ofertas de funcionalidad similar. Todas estas herramientas toman los desordenados detalles de la programación de microcontrolador y la encierran en un paquete fácil de usar. Arduino también simplifica el proceso de trabajo con microcontroladores, pero ofrece algunas ventajas para profesores, estudiantes y aficionados interesados sobre otros sistemas:
2.9.1 Es Económico: Las placas Arduino son relativamente baratas comparadas con otras plataformas microcontroladoras. La versión menos cara del modulo Arduino es el arduino uno, el más utilizado en nuestro medio.
2.9.2 Multiplataforma: El software de Arduino se ejecuta en sistemas operativos Windows, Macintosh OSX y GNU/Linux. La mayoría de los sistemas microcontroladores están limitados a Windows.
2.9.3 Entorno de programación simple y claro: El entorno de programación de Arduino es fácil de usar para principiantes, por suflexibilidad para que usuarios avanzados puedan aprovecharlo también. Para profesores, es conveniente su uso basado en el entorno de programación Processing, de manera que el estudiante aprende a programar en ese entorno los cuales estarán familiarizados con el aspecto y la imagen de Arduino.
2.9.4 Código abierto y software extensible: El software Arduino está publicado como herramientas de código abierto, disponible para extensión por programadores experimentados. El lenguaje puede ser expandido mediante librerias C++, y la gente que quiera entender los detalles técnicos pueden hacer el salto desde Arduino a la programación en lenguaje AVR C en el cual está basado. De forma similar, puedes añadir código AVR-C directamente en tus programas Arduino si quieres.
2.9.5 Código abierto y hardware extensible: El Arduino está basado en microcontroladores ATMEGA8 y ATMEGA168 de Atmel. Los planos para los módulos están publicados bajo licencia Creative Commons, por lo que 12
diseñadores experimentados de circuitos pueden hacer su propia versión del módulo, extendiéndolo y mejorándolo. Incluso usuarios relativamente inexpertos pueden construir la versión de la placa del módulo para entender cómo funciona y ahorrar dinero.
2.10 modulo bluetooth Los módulos bluetooth HC-05 y HC-06 son módulos muy populares para aplicaciones con microcontroladores PIC y Arduino para comunicación entre ellos. Se trata de dispositivos relativamente económicos y que habitualmente se venden en un formato que permite insertarlos en un protoboard y cablearlo directamente a cualquier c ualquier microcontrolador, incluso sin realizar soldaduras. Este dispositivo bluetooth HC-06 HC-06 y el HC-05, gracias a sus puertos TxD y RxD nos permite realizar comunicaciones inalámbricas a 10 mts máximo. Estos dispositivos son fáciles de manejar, esto gracias a su SPP (Serial Port Protocol) Protocol) de bajo consumo ya que trabajan a 3.3V. 3.3 V. Los módulos de bluetooth HC-05 y HC-06 resultan populares para aplicaciones sobre todo con microcontroladores PIC tarjetas de desarrollo tipo Arduino. Sacando ventaja de su tamaño 12.7mmx27mm.
2.10.1 Módulo Bluetooth HC-05 El módulo de bluetooth HC-05 es el que ofrece una mejor relación de precio y características, ya que es un módulo Maestro-Esclavo, quiere decir que además de recibir conexiones desde una PC o tablet, también es capaz de generar conexiones hacia otros dispositivos bluetooth. Esto nos permite por ejemplo, conectar dos módulos de bluetooth y formar una conexión punto a punto para transmitir datos entre e ntre dos microcontroladores o dispositivos El HC-05 tiene un modo de comandos AT que debe activarse mediante un estado alto en el PIN34 mientras se enciende (o se resetea) el módulo. En las versiones para protoboard este pin viene marcado como “Key”. Una vez que estamos en el modo de comandos AT, podemos configurar el módulo bluetooth y cambiar parámetros como el nombre del dispositivo, password, modo maestro/esclavo, etc. 13
Para comunicarnos con el módulo y configurarlo, es necesario tener acceso al módulo mediante una interfaz serial. Podemos usar un arduino con un par de cables, aprovechando el puente USB-Serial del Arduino.
2.10.2 Diferencias HC-05 vs HC-06 y como identificarlos Algunas personas piensan que el HC-06 y HC-05 son un mismo módulo, muchas veces uno pide un HC-05 y terminan vendiéndoles un HC-06. Esto se debe a que esencialmente el hardware es el mismo para ambos módulos. La única diferencia real es el firmware
(soporte lógico) que viene cargado de fábrica, se puede convertir un HC-06 a un HC-05 con solamente cambiar el firmware de los módulos. Existen unos módulos aptos para insertarse en el protoboard que nos permiten una fácil identificación del módulo soldado antes de comprar. En estos módulos, los HC-05
normalmente tienen dos pines extra extra (además de TX, RX, VCC, GND) etiquetado como “Key”
y “State”. El pin “key” es necesario para entrar al modo de comandos AT en el
módulo HC-05 (pin 34) y por lo tanto, solo se instala cuando cua ndo el módulo de bluetooth a bordo es un HC-05. También podemos identificar si se trata de un HC-05 por la forma en que se identifican con otros dispositivos bluetooth: El HC-05 se identifica como “HC-05”, mientras que el HC-06 se identifica como “Linvor” o “HC-06”.
2.10.3 Interfaz de configuración de comandos AT en HC-05 El puerto serie en modo de configuración para el HC-05 debe configurarse de la siguiente manera: 34800 bps, 8 bits de datos, Sin paridad, Sin control de flujo. Para entrar al modo de comandos AT seguimos los siguientes pasos: 1.
Poner a estado alto en el pin 34 (PIO11)
2.
Conectar la alimentación del módulo (o resetearlo de preferencia)
3.
Enviar un comando AT\r\n para comprobar que estemos en modo de comando AT.
La siguiente lista es una compilación de los comandos que consideramos importantes
14
AT\r\n
Comando de prueba, debe responder con OK\r\n
AT+ROLE=1\r\n
Comando para colocar el módulo en modo Maestro (Master)
AT+ROLE=0\r\n
Comando para colocar el módulo en modo Esclavo (Slave)
AT+VERSION?\r\n
AT+UART=115200,1,2\r\n
Obtener la versión del firmware Configurar el modo de funcionamiento del puerto serie
en “modo puente”
AT+PIO=10,1\r\n
Colocar el pin de IO de propósito general a nivel alto
Es importante notar que al módulo HC-05 no le agradan los caracteres \r o \n sueltos al finalizar un comando. Siempre debemos mandarle \r\n para finalizar cada comando, por lo que debemos configurar nuestro programa de terminal serial para que siempre envíe \r\n al final de cada línea
2.10.4 Interfaz de configuración de comandos AT en HC-06 El HC-06 tiene un firmware distinto y también un funcionamiento distinto en cuanto a su modo de configuración. Para poder configurar el HC-06 es necesario que este NO esté
emparejado ni siendo usado por ningún dispositivo. De igual forma que el HC-05 es necesario conectarlo a la PC y usar un programa de terminal para darle instrucciones de configuración (Comandos AT), aunque también podemos escribir un programa de arduino o en un microcontrolador para configurarlo. con figurarlo. Para conectarlo con la PC utilizamos un u n adaptador USB serial.
2.11 motores dc y L298N El L298N es un controlador (driver) de motores, que permite encender y controlar dos
motores de corriente continua desde Arduino, variando tanto la dirección como la velocidad de giro.
15
Frecuentemente Arduino, y en general todos los autómatas, no disponen de potencia suficiente para mover actuadores. De hecho, la función de un procesador no debe ser ejecutar acciones si no mandar ejecutar acciones accio nes a drivers que realicen el “trabajo pesado”.
El L298N también puede controlar un único motor de paso a paso aunque, en general, se usa dispositivos específicamente diseñados para motores paso a paso. La corriente máxima que el L298N puede suministrar a los motores es, en teoría, 2A por
salida (hasta 3A de pico) y una tensión de alimentación de 3V a 35V. Sin embargo, el L298N tiene una eficiencia baja. La electrónica supone una caída de tensión
de unos 3V, es decir, la tensión que recibe el motor es unos 3V inferior a la tensión de alimentación. Estas pérdidas se disipan en forma de calor lo que se traduce en que, a efectos prácticos, es
difícil que podamos obtener más de 0.8-1A por fase sin exceder el rango de temperatura de funcionamiento. El L298N incorpora protecciones contra efectos que pueden producirse al manejar motores de corriente continua. Dispone de protecciones contra sobre intensidad, sobre temperatura, y diodos de protección contra corrientes inducidas (flyback). El controlador L298N es ampliamente usado en proyectos electrónicos y robóticos, por su sencillez de uso, bajo costo, y buena calidad.
16
CAPITULO III CONCLUSIONES A manera de conclusión se manifiesta que la Robótica, robótica educativa y el software educativo vienen a ser una herramienta de utilidad para el docente, para lograr que los estudiantes construyan aprendizaje significativo, en la medida en que se les guía para ejecutar actividades de robótica de manera constructivista, junto a todos los contenidos que se pretenden desarrollar en cada una de las área del conocimiento, bajo bajo la consigna de aprender a aprender, construyendo sus propios conocimientos sobre sus esquemas del pensamiento. De igual manera, se pudo demostrar que la robótica potencia el aprendizaje significativo, al mismo tiempo que se incrementa el desarrollo de las estrategias de aprendizaje, a través de la efectiva ejecución de las fases de robótica que rompe con los paradigmas de estrategias de enseñanza tradicionales donde sólo se repiten los nuevos conocimientos, mientras que en la robótica educativa se practican, ejercitan y reconstruyen. Así pues también se comprobó en el proceso de enseñanza- aprendizaje, lo positivo de promover un aprendizaje por descubrimiento, por cada una de las fases de construcción del robot construido y el manejo del mismo, causando en el estudiante la creación de nuevas estrategias cognoscitivas, ya que al manipular el robot crea sus propias estructuras intelectuales donde almacenar nueva información, lo cual permite adquirir habilidades cognitivas al desarrollar un pensamiento lógico, estructurado, en el que aprende cuando crea. Por otra parte se pone énfasis en los estudiantes el incremento y mejora de las destrezas sociales, al alcanzar mejores formas de comunicación, respetando las ideas de los compañeros de trabajo, verbalizando los nuevos conocimientos y discutiéndolos en equipo, en fin todos aquellos elementos que le permitirán al individuo formarse como una persona integral capaz de trabajar en equipo, dialogar, solucionar, proponer ideas y transferir conocimientos. Del mismo modo es preciso que las instituciones educativas no caigan en obsolescencia, por el contrario deben procurar una constante actualización respecto a los avances tecnológicos en el área educativa, puesto que el uso de nuevas herramientas tecnológicas como la robótica, el software educativo, permite al estudiante un mayor apoderamiento de la tecnología y de nuevos conocimientos de una manera innovadora, 17
generando un aprendizaje más significativo, alejado de la clase tradicional expositiva de memorización mecánica. Durante el análisis de la información se pudo determinar que el diseño de una estrategia pedagógica fundamentada en la robótica educativa e ducativa es e s un programa factible para el e l uso del tiempo libre y al alcance de la población infantil y juvenil menos favorecida contribuyendo al crecimiento y desarrollo personal. Lo que nos lleva a decir que la estrategia pedagógica es viable para ejecutarla por entidades estatales y entidades sin ánimo de lucro de la región con el fin de cumplir con el objetivo para la cual fue diseñada. La robótica educativa es un área de conocimiento novedosa que se incursiona en el área de la pedagogía y la recreación, promoviendo el desarrollo de nuevas habilidades a través de la experiencia, la implementación de recursos y alternativas tecnológicas permite fortalecer la estrategia educativa potencializando las destrezas de la población objetivo. Aportando al proceso de enseñanza e nseñanza y aprendizaje en todos los niveles de la educación e ducación ya que por medio de la construcción, simulación e innovación se amplía el espectro cognitivo del individuo a su vez lo mantiene en constante expectativa de creación y perfeccionamiento de sus ideales. La estrategia de robótica educativa producirá cambios positivos en lo cognitivo, puesto que fundamenta nuevas estructuras de pensamiento, creación e innovación; en lo personal fortalece la creatividad y la búsqueda del yo; y en lo social desarrolla competencias comunicativas y trabajo en equipo
RECOMENDACIONES A manera de recomendaciones, citamos lo siguiente:
Realizar un diagnóstico previo del grupo de individuos con el cual se va a trabajar, e identificar sus debilidades y áreas de oportunidad.
Planificar el desarrollo y ejecución de una actividad de robótica, estableciendo un tiempo flexible para cada fase del programa, pues cada educando requiere de un
18
tiempo particular para crear sus esquemas de pensamiento, de acuerdo a su ritmo de aprendizaje.
Emplear la robótica y sus materiales como una herramienta de apoyo para generar experiencias de aprendizaje significativo, por cada actividad que se ejecute, también para reforzar conocimientos ya adquiridos.
Utilizar la robótica para generar la participación y creación del estudiante al construir conocimiento, manipular un robot y pasar de lo abstracto a lo concreto, de la teoría a la práctica, siendo una estrategia de cambio pedagógico y organizacional dentro de sus habilidades cognitivas.
Formar equipos de trabajo equilibrados donde los estudiantes se cooperen entre sí para lograr las metas en común.
Fomentar el trabajo cooperativo de todos los integrantes del equipo implementando actividades donde los estudiantes participen, trabajen, aporten ideas, discutan y verbalicen los nuevos conocimientos.
Promover la vinculación de los contenidos c ontenidos del Currículo Base a las actividades de Robótica educativa.
Comprobar si el material de robótica con el cual se cuenta para ejecutar e jecutar la actividad es suficiente para trabajar con la cantidad de estudiantes estipulados.
Actualizar constantemente al docente sobre la Robótica educativa y su empleo en el aula, como herramienta de apoyo para la inserción de nuevos conocimientos de manera innovadora.
Evaluar constantemente las estrategias de aplicación, actualizarlas y comprobar si son las adecuadas o no.
19
BIBLIOGRAFÍA
Landinez, D. (2001) Un Desarrollo Tecnológico En El Uso De Nuevas Tecnologías En La Unidad Educativa Colegio Adventista “Ricardo Greenidge”. Venezuela:
Universidad Pedagógica Experimental Libertador. Tesis de Maestría en Educación Mención Tecnología y Desarrollo de Instrucción.
Morales, M. (2004). Uso De La Tecnología Informática Como Estrategia De Enseñanza En La Segunda Etapa De Educación Básica. Venezuela: Universidad Pedagógica Experimental Libertador. Tesis de Especialización en Educación Básica.
Moreno, E. (2003). Modelo Para La Formación De Profesores En El Manejo Y Uso De La Tecnología Educativa. Venezuela: Universidad Pedagógica Experimental Libertador. Tesis de Postgrado Maestría en Gerencia Educacional.
Pérez, E. (2004). Estrategias Aplicadas A Través De La Computadora Para Construir Aprendizajes Significativos En La Escuela Básica. Venezuela: Universidad Pedagógica Experimental Libertador. Tesis de Docencia en Educación Básica
Fernández, S. (2003). Mas allá del curriculum: La Educación Ante El Reto De Las Nuevas Tecnologías De La Información Y La Comunicación. Área de Didáctica y Organización Escolar. España: Universidad Rovira y Virgili.
Gatica, Nibaldo; Ripoll, M. y Valdivia, J. (2004) La Robótica Educativa Como Herramienta De Apoyo Pedagógico. Chile: Universidad de Concepción
Camili, C; Fernández, J y Oramas, L. (2004). La incorporación de la Tecnología al Curriculum de Educación Inicial. Taller de capacitación para Docentes. Fase III. (Proyecto “Pequeño Explorador”). Caracas: Universidad Católica Andrés Bello,
Escuela de Educación. Edutec 2004 Barcelona. Pág. Web visitada el 12/12/06 http://edutec2004.lmi.ub.es/pdf/56.pdf
Cabero, J. (1996). Nuevas tecnologías, Comunicación y educación. EDUTEC, Revista
electrónica
de
Tecnología
Educativa,
Pag.
web:
http://www.uib.es/depart/gte/revelec1.html
Centro de Investigación y Tecnología Electrónica (CITE). Universidad Simón Bolívar.
20
