Cómo utilizar una herramienta de desmontaje 1 o Utiliza como herramienta de desmontaje para quitar el ribete de la pieza. 2 para separar paneles y tramas; Utiliza empuja y levanta con la herramienta para separar las piezas. Índice: Piezas de SMART 2 Silla Voladora 8 Robot Bicicleta Robótica 22 Coche de Carreras 36 Avioneta 48 Robot Molino De Viento 64 Coche De Choque 78 Robot Escarabajo 90 Robot Grúa 102 Robot Bulldog 118 Robot Humanoide 132 CONOCIENDO LAS PIEZAS DE UN ROBOT ¿Cuáles son las piezas de “Smart”? Marcos / Paneles Panel 2x7 (x6) Marco 5x13 (x4) Panel 2x3 (x8) Panel 9 (x7) Panel 3x11 (x4) Panel 3x9 (x6) Panel 3x5 (x4) Panel 6 (x9) Sujeción en “V” (x8) Sujeción en “L” (x24) Panel 4 (x7) Panel 3 (x5) Panel en T (x4) Panel 3 (x5) Ruedas/ Engranajes/Herramienta de desmontaje Ruedas (x4) Engranaje (x3) (grande) 2 Ruedas guía (x2) Tornillo (x2) Engranaje (x8) Cubierta (x2) (pequeño) Herramienta de desmontaje (x1) Controlador y Módulo / Motor Controlador (x1) Control Remoto (x1) Módulo LED Verde (x1) Interruptores (x2) Módulo LED Rojo (x1) Motor CC (x2) Módulo Receptor IR (x1) Soportes / Varillas Varilla 30mm (x6) Soporte (x4) Varilla 50mm (x5) Gomas (x2) Varilla 70mm (x3) Cuerda (x1) Remaches / Piezas de ajuste Remaches (x250) Vástagos (x12) Piezas de Ajuste (x1) Cajas de Remaches (x2) Robotron Smart 3 CONOCIENDO LAS PIEZAS DE UN ROBOT Instrucciones básicas de montaje Marcos / Paneles Empuja la ranura Coloca las pilas (4 pilas tipo AA) después de abrir la tapa empujando la pestaña en la parte de atrás del Controlador. Ten presente siempre la polaridad de las pilas. El lado con el resorte es el polo negativo (-). Coloca las pilas siguiendo lo mostrado en la figura. Cómo conectar los cables Cable de 3 pines: Negro (-), Rojo (+), Amarillo (señal) Cómo conectar varios Módulos El módulo LED y el del interruptor podrán ser conectados de P1 a P4. Cuando conectes los cables, el cable negro del Módulo se debe conectar atendiendo a la dirección del Controlador ( ). 4 Cómo conectar el cable del Motor El motor deberá estar conectado en A y B, y el cable negro del cable del motor deberá conectarse en el lugar apropiado ( ) Control Remoto Sensor infrarrojos Botón C D-pad Botón de canal Tecla de direcciones Botones de función A, B para los servomotores 8 Canales Visualización de canales Robotron Smart 5 CONOCIENDO LAS PIEZAS DE UN ROBOT Cómo configurar el Control Remoto y el Controlador 1.- Cómo Configurar la Emisora: MODE START (1) Pulsa los botones A y C a la vez para activar la Emisora. (2) El LED está parpadeando. (3) Pulsa el botón derecho de la D-Pad para ajustar el Canal ID entre 1 y 8 de uno en uno (mirar cuadro siguiente). (4) Pulsa el botón A y C a la vez para ajustar el Canal ID una vez más. 2.- Cómo ajustar el Controlador: (1) Enciende el Controlador dándole al interruptor. (2) Pulsa el botón de Modo continuadamente hasta que aparezca el canal 6. (3) Pulsa el botón de inicio (START). (4) El punto rojo aparecerá junto al canal 6. (5) Pulsa el botón de Modo de nuevo. Avance Izq. Dcha. 3.- Cómo enviar el ID Canal al Controlador: Botón C Retroceso (1) Pulsa el botón C y el de avance de la Emisora a la vez, y el Canal ID es transferido al Controlador. (2) El número de Canal ID aparece en la pantalla LED y desaparece. 4.- Cómo mover el Robot: (1) Pulsa el botón de dirección en la D-pad de la Emisora. Control Remoto Canal 1 2 3 4 • La Emisora se apaga automáticamente al cabo de 1 minuto Canal Luz LED LED #1 LED #2 LED #3 LED #4 ON ON ON ON 5 6 7 8 Luz LED LED #1 y #4 LED #2 y #4 LED #3 y #4 LED #1, #3 y #4 ON ON ON ON Modos de control 1 2 3 4 5 6 7 Modo Avance El robot avanza Modo Aleatorio El robot se desplaza de modo aleatorio Modo Coche Choque El robot gira al golpearse Modo No Caida El robot gira antes de salir Modo Rastreador El robot rastrea una línea Modo Control Remoto El robot se controla con el control remoto Modo Sensor Botón derecho: avance, botón izquierdo: retroceso 6 Control Remoto El Módulo Sensor de Infrarrojos es un componente necesario para el Control del Robot. Vamos a manejar el Robot utilizando un control remoto después de instalar el Módulo Sensor de Infrarrojos en el Robot y conectando los cables del mismo a los terminales del Controlador tal y como se muestra a continuación. Controlador Control del Módulo Sensor de Infrarrojos Conecta la clavija con el cable negro en la posición indicada Para usar el Control Remoto, ajusta el Modo del Controlador en el número 6. Usa el Robot siguiendo las instrucciones del Control Remoto. A continuación, mostramos los pasos a seguir para construir 10 modelos diferentes, de dificultad intermedia, con los que podrás sacar el máximo provecho a este pack Robotron Smart. Robotron Smart 7 PROYECTO 1 - SILLA VOLADORA Piezas de la “Silla Voladora” OBJETIVOS Ciencia Tecnología Fuerza centrífuga Control del CPU Ingeniería Centro de masa. Estructura de un cuerpo en rotación. Arte Diseño de la “Silla Voladora” Matemáticas El ángulo y los grados de un ángulo en la “Silla Voladora” Controlador Mód. encendido Módulo LED Motor CC Panel 5x13 Panel 3x11 Panel 3x5 Panel 2x7 Panel 2x3 Panel 9 Panel 6 (x1) Panel 4 (x4) (x2) Panel 3 (x4) (x2) Pieza en L (x24) (x1) Pieza en V (x4) (x1) Panel en T (x4) (x3) Soporte (x4) (x4) Vástago (x8) (x2) Rueda-guía (x1) (x2) Rueda (x1) (x6) Tornillo (x1) (x4) Pensemos en ello ¿Has probado alguna vez la “Silla Voladora”? Los dos columpios de cadenas de la “Silla Voladora” giran rápidamente mientras se autoequilibran sin oscilar. Mientras estás sobre la “Silla Voladora” puedes notar que, según aumenta su velocidad, se va separando progresivamente del centro y gira equilibradamente. ¿Qué sucedería si girases una cuerda con pesos colgando como se muestra a continuación? 8 Vamos a aprender el principio científico Cuando la “Silla Voladora” está en funcionamiento, genera un movimiento circular con la rotación del motor. El columpio cuelga más hacia el exterior respecto del centro de la “Silla Voladora” cuanta más velocidad tenga el movimiento circular. La fuerza que actúa hacia fuera se denomina “fuerza centrífuga”. Fuerza centrífuga Centro del círculo Fuerza centrífuga Movimiento circular La “fuerza centrífuga” es la razón por la que si estás viajando en autobús sientes que estás siendo empujado hacia afuera cuando el autobús toma una curva; o por qué no se derrama el agua de una copa que gira atada a una cuerda. Robotron Smart 9 Silla Voladora ¡Vamos a montarla! Colocar remaches Panel 4 Panel 3x11 Une el panel del Controlador y el panel 3x11 con dos paneles 4 y ocho remaches. Panel 4 Ensamblado. Colocar remaches Panel 5x13 Une el panel del Controlador y el marco 5x13 con dos paneles 4 y ocho remaches. Ensamblado. Soporte Vástago Coloca un vástago en cada extremo de los cuatro soportes. 10 Motor DC Fija la rueda-guía al Motor DC con el tornillo. Une los cuatro soportes al Motor DC. Motor DC Une el Motor DC al marco 5x13. Ensamblado. Colocar remaches Coloca dos remaches a cada Módulo LED y únelos al marco 5x13. Ensamblado. Colocar remaches Coloca dos remaches a cada Módulo de encendido y únelos al panel 3x1. Ensamblado. Robotron Smart 11 Silla Voladora Colocar remaches Sujeción en L Une dos piezas en L en la rueda-guía con la ayuda de cuatro remaches. Ensamblado. Colocar remaches Panel 6 Panel 9 Colocar remaches Une dos paneles 6 con dos paneles 9 con cuatro remaches. Une los dos paneles 9 en las sujeciones en L con la ayuda de cuatro remaches. Colocar remaches Une otras dos sujeciones en L con los dos paneles 6 mediante cuatro remaches. 12 Ensamblado. Colocar remaches Sujeción en T Sujeción en L Panel 3x5 Une dos sujeciones en L a un panel 3x5 con la ayuda de cuatro remaches. Une una sujeción en T sobre las marcas señaladas con ayuda de dos remaches. Colocar remache Colocar remaches Panel 9 Une un panel 9 a la sujeción en T con ayuda de dos remaches. Une una sujeción en L al panel 9 usando un remache. Colocar remaches Colocar remaches Sujeción en V Monta una sujeción en V en el panel 3x5 con ayuda de dos remaches. Une un panel 3 a la sujeción en V usando 1 remache. Robotron Smart 13 Silla Voladora Colocar remaches Panel 3x11 Colocar remaches Repite los pasos 19 a 24 para construir otro columpio. Une cuatro sujeciones en L a un panel 3x11 con la ayuda de ocho remaches. Colocar remaches Panel 2x7 Une dos paneles 2x7 a las sujeciones en L con ayuda de cuatro remaches. Une las sujeciones en L (paso 25) al panel 3x11. 14 Ensamblado. Ensamblado. Colocar remaches Paso 18 Une el panel 3x11 a las piezas en L (paso 18). Ensamblado. Conexión P1 Conexión P2 Conecta el Motor DC en B (con el cable negro en la posición que indica la flecha). Conecta el Módulo LED verde en P3 y el Módulo LED rojo en P4 (con el cable negro en la posición que indica la flecha). Conecta los Módulos de encendido a P1 y P2 (con el cable negro en la posición que indica la flecha). “Silla Voladora” montada. Robotron Smart 15 Silla Voladora ¡Ahora que se mueva! Cómo manejar el Controlador El Controlador principal (CPU) del Robot es la parte que funciona como el cerebro de un humano y que controla cada movimiento del Robot. El Controlador del Robotron Smart tiene incorporado un programa que le permite funcionar. Qué características tiene el Robotron Smart? Vamos a aprender sobre la estructura del Controlador: La estructura del Controlador (CPU) Puerto Entrada/Salida Conectar con la placa del Sensor y placa de conexiones de salida. Indicador de Modo de Funcionamiento Indica el número del Modo en funcionamiento. Conexión con el Motor DC en la izquierda Conexión con el Motor CC en la derecha Botón MODE Este botón se utiliza para seleccionar los programas incorporados en el Controlador. Botón START Este botón se utiliza para manejar el Robot después de haber seleccionado el Modo. Receptor de Infrarrojos Puerto del Módulo de Conexión Conecta el módulo del receptor infrarrojo que recibe la señal desde la Emisora. Interruptor de encendido/ apagado del Robot LED indicador de encendido Modos de funcionamiento del Robot Número de Modo Funcionamiento Nº 1: Modo de Avance El Robot se mueve hacia adelante. Nº 2: Modo Libre El Robot se mueve al azar, sin una forma preestablecida. Número de Modo Nº 5: Modo sigue-líneas El Robot sigue la línea negra. Nº6: Modo control con la emisora El Robot se controla mediante la emisora. Requiere el emparejamiento entre el Robot y la emisora. Nº 3: Modo Salva obstáculos El Robot evita paredes u obstáculos mientras está moviéndose. Nº 4: Modo Evitar caída El Robot trata de evitar la caída desde por ejemplo una mesa se- Nº 7: Modo interruptor gún el sensor va detectando superficie sobre la que desplazarse. 16 Funcionamiento El Robot funciona mientras el Módulo de encendido está pulsado. Cómo hacer funcionar la “silla voladora” Hoy hemos montado una “silla voladora” que gira gracias a la fuerza que le proporciona el Motor DC. ¿Quieres ver cómo funciona “silla voladora”? Enciende el Controlador. Coloca el botón amarillo de Modo en el número 1. Pulsa el botón de inicio (START) rojo. La “silla voladora” gira en el sentido de las manecillas del Reloj. Utiliza el interruptor para apagarlo. Si pulsas el Botón de inicio (START) cuando haya configurado el Modo en el número 2 con el botón amarillo, la “silla voladora” girará en el sentido horario y en el antihorario. Configura el Modo en el número 7 pulsando el botón amarillo y pulsa el botón de inicio (START). La “silla voladora” girará en el sentido horario cuando pulse el módulo de interruptor de P1 y en el sentido antihorario cuando pulses en interruptor de P2. Robotron Smart 17 Silla Voladora ¡Vamos a hacerla funcionar! El ángulo y grados del ángulo de un círculo Cuando tenemos dos líneas o lados que desde un punto O van hasta A y B formando los lados OA y OB que a su vez forman la figura AOB tenemos lo que se conoce por un “ángulo”. Se representa como <AOB y la apertura son los grados del ángulo <AOB>. La máxima apertura de un ángulo son 360º y forma lo que llamamos un círculo. Un semicírculo tiene 180º, Si dividimos un semicírculo en 2 partes iguales tenemos ángulos de 90º, lo que se llama “angulo recto”, si lo dividimos una vez mas obtenemos un angulo de 45º. Entonces, ¿cuál sería el grado de los ángulos entre los columpios de la “silla voladora” que hemos montado? 18 Corrección de la “silla voladora” ¿Podremos añadirle otros 2 columpios a la “silla voladora”? Desmonta el panel 2x7 de la parte superior de la “silla voladora”. Inserta los cinco remaches en el panel 3x11. Ensambla otros dos columpios (pasos 19 a 24 del montaje). Une los nuevos columpios a un panel 3x11 con la ayuda de cuatro remaches. Une el panel 3x11 al otro panel 3x11 del paso 2. Ensamblado. Robotron Smart 19 Silla Voladora Vuelve a montar los dos paneles 2x7 desmontados en el paso 1. Une dos paneles 2x3 con ayuda de cuatro remaches. Une cuatro sujeciones en L con ayuda de ocho remaches . Une dos paneles 6 a las sujeciones en L usando cuatro remaches. Ensamblado. 20 “Silla voladora” completada. ¿Qué hemos aprendido hoy? Si sueltas una cadena con un peso atado en el extremo que estaba girando ¿En qué dirección se moverá? Por favor, indícalo con una flecha. Rellena el espacio tras leer el texto. Cuando encontramos dos segmentos que se unen en O las llamamos OA y OB, y las representamos como <AOB>; la apertura de la figura son los grados del ( ). lado vértice lado Rellena los nombres del Controlador. Puerto salida / entrada Indicador de Modo de Funcionamiento LED indicador de encendido Interruptor de encendido/apagado del Robot Crea tu propia “silla voladora” y haz un parque de atracciones genial. Firma del profesor Robotron Smart 21 ROBOT BICICLETA Piezas del “robot bicicleta” OBJETIVOS Ciencia Energía eléctrica. Energía cinética. Tecnología Cambios de dirección en engranajes Ingeniería Centro de masa. La estructura de una bicicleta Arte Diseño del “robot bicicleta” Matemáticas La distancia que recorre la rueda. Controlador (x1) Panel en T (x2) Módulo de LED (x2) Panel en V (x2) Motor (x1) Varilla 50mm (x5) Panel 3x9 (x1) Varilla 30mm (x1) Panel 3x5 (x2) Cojinete (x18) Panel 2x7 (x2) Vástago (x4) Panel 2x3 (x4) Rueda guía (x1) Panel 9 (x2) Rueda (x2) Panel 6 (x4) Tornillo-estrella (x1) Panel 4 (x6) Cubierta (x2) Panel 3 (x5) Engranaje (x4) Sujeción en L (x4) Pensemos en ello ¿Recuerdas la primera vez que montaste en bicicleta? Seguro que recuerdas cómo al principio perdías el equilibrio y te caías. Al inicio del aprendizaje, es común utilizar una bicicleta con 2 ruedas auxiliares más pequeñas unidas a la rueda trasera; de ese modo es más sencillo pedalear y mantener el equilibrio con ambas manos. Ruedas auxiliares Las ruedas auxiliares permiten avanzar sin perder el equilibrio y evitando que te caigas. ¿Sería posible crear un “robot bicicleta” que se moviera con los principios de una bicicleta? ¿Qué tipo de dispositivo será necesario para que el “robot bicicleta” no pierda el equilibrio? 22 Vamos a aprender el principio científico ¿Será posible hacer que se mueva el “robot bicicleta” sin que pierda el equilibrio como haría una bicicleta normal? La bicicleta que ves en la imagen anterior parece que fácilmente pueda caer, ya que nadie equilibra el manillar y tan sólo tiene 2 ruedas. Para que la “bicicleta robótica” pueda moverse y no pierda el equilibrio deben de cumplirse 2 condiciones. La primera es la “inercia”, que mantiene en movimiento el “robot bicicleta”; y la segunda condición es la que permite a la bicicleta encontrar su propio centro. · Ayuda del Profesor Tami “Inercia”: es la propiedad que tienen los cuerpos de permanecer en su estado de reposo o movimiento manteniendo dirección y velocidad constante. “Centro de masa”: es un punto único en el que se concentraría todo el peso de un cuerpo. Robotron Smart 23 Robot Bicicleta ¡Vamos a montarla! Colocar remaches Colocar remaches Panel 3x5 Panel 4 Panel 6 Une un panel 4 a un panel 3x5 usando para ello dos remaches. Une un panel 6 sobre el panel 4 con ayuda de otros dos remaches. Colocar remaches Monta una sujeción en L usando para ello dos remaches. Colocar remaches Ensamblado. Cojinete Varilla de 30 mm Panel 3 Une un panel 9 y un panel 3 con un remache. 24 Monta un cojinete y una varilla 30mm en el panel 3 anterior. Colocar remaches Une otro panel 3 al panel 9 y fíjalo con un remache y im cojinete. Ensamblado. Colocar remaches Motor DC Inserta un engranaje por el otro lado del eje y fíjalo con un cojinete. Une otro engranaje pequeño al anterior sobre 4 remaches. Une una rueda-guía al Motor DC con un tornillo-estrella y sobre esta un engranaje pequeño con ayuda de cuatro remaches. Ensamblado. Robotron Smart 25 Robot Bicicleta Colocar remaches Paso 4 Paso 9 Introduce los remaches en los agujeros del panel 3x5. Ensamblado. Colocar remaches Panel 3x5 Panel 4 Colocar remaches Une un panel 3x5 con un panel 4 con ayuda de dos remaches. Une al panel 4 otro panel 6 sobre otros dos remaches. Colocar remaches Sujección en L Ensambla una sujeción en L al panel 3x5 con ayuda de dos remaches. 26 Panel 6 Ensamblado. Colocar remaches Panel 9 Ensambla un panel 9 al panel 3x5 usando para ello tres remaches. Ensamblado. Paso 12 Panel en T Colocar remaches Une un panel 3 y un panel en T al panel 9 con ayuda de tres remaches. Colocar remaches Ensámblalo con la estructura del paso 12 con ayuda de cuatro remaches. Varilla Pasa una varilla de 50mm por el panel 9 y fíjala con un cojinete. Ensamblado. Robotron Smart 27 Robot Bicicleta Colocar remaches Rueda Varilla Fíjala por el otro lado con otro cojinete. Engranaje/s Une un engranaje grande con cubierta, con uno pequeño usando cuatro remaches. Será la rueda trasera. Paso 14 Cojinete Asegura la rueda trasera al eje del paso 25 asegurando con un cojinete. Fíjale ahora la estructura del paso 14 con ayuda de un cojinete. Cojinete Varilla Une una varilla de 50mm con un cojinete y ensámblalos donde se te indica en la imagen superior. 28 Ensamblado. Cojinete Asegura el eje por el otro lado con un cojinete. Colocar remaches Une una sujeción en L y un panel 4 con ayuda de dos remaches. Colocar remaches Panel en V Panel 2x3 Ensambla un panel 2x3 con dos remaches a la sujeción en L superior. Une un panel en V al panel 2x3 con ayuda de dos remaches. Colocar remaches Une al panel en V un panel 3 usando para ello un remache. Repite los pasos 32-35 pero realizando la estructura en simetría con la anterior (fíjate en la imagen superior y los números). Robotron Smart 29 Robot Bicicleta Colocar remaches Une un panel 2x7 con un panel 6 con ayuda de dos remaches. Une esa estructura con la 2 utilizando dos varillas de 50mm y dos cojinetes. Colocar remaches Panel 4 Ensamblado. Atraviesa ese panel 4 con una varilla de 50mm y fija con tres cojinetes. 30 Une un panel 4 al panel 2x7 con ayuda de dos remaches. Encaja una rueda con una cubierta en la varilla de 50mm y asegura con un cojinete. Colocar remaches Panel 4 Panel 2x7 Panel 6 Une los puntos señalizados como 1 con un remache teniendo en cuenta los ejes. Ensambla las estructuras de los pasos 43 y 44. Colocar remaches Une un panel 6 y un panel 4 con un panel 2x7 utilizando para ello cuatro remaches. Asegúralas con tres cojinetes. Colocar remache Ensamblado. Une esta última estructura a la del paso 31 con ayuda de un remache. Robotron Smart 31 Robot Bicicleta Colocar remaches Ensamblado. Une a esa estructura mayor 1 panel en T usando cuatro remaches. Panel 3x9 Ensamblado. Colocar remaches Une dos paneles 2x3 junto al Controlador utilizando cuatro remaches. 32 Colocar vástagos Une un panel 3x9 al Controlador usando cuatro remaches. Colocar remaches Ensambla dos Módulos LED a los paneles 2x3 usando cuatro remaches. Colocar remaches Paso 51 Ensamblado. Une el Controlador a las sujeciones en L de la estructura que ya tenías (paso 51) con la ayuda de cuatro remaches. Unir motor a B Ensamblado. Une el Motor DC a B (con el cable negro del Motor DC en la dirección de la flecha). Conectar P1 Conectar P2 Conecta el Módulo LED rojo con P1 y el verde con P2. Y ya tienes terminado tu “robot bicicleta”. Robotron Smart 33 Robot Bicicleta ¡Ahora que se mueva! Cómo hacer funcionar el “robot bicicleta” 1. Enciéndela y configura el botón de Modo amarillo como número 1. Presiona el botón de inicio (START). 2. El Robot avanza mientras el módulo de luz permanece encendido. El “robot bicicleta” avanza mientras el engranaje 1 gira en el sentido de las agujas del reloj y los engranajes entrelazados 2 rotan en el sentido en contra de las agujas del reloj y 3 del mismo modo que 1 . La distancia que recorre la rueda ¿Es posible conocer la distancia que recorre la rueda del “robot bicicleta” durante 1 revolución? Mide la distancia haciendo una marca en la rueda del “robot bicicleta” y gírala manualmente, sin ayuda de automatismos. Distancia que recorre la rueda ¿Cuál es la distancia en cm que recorre la rueda en una revolución? Comparando una rueda grande con una pequeña de un “robot bicicleta”, ¿qué bicicleta avanzará más considerando que ambas rotan a la misma velocidad? 34 ¿Qué hemos aprendido hoy? ¿Qué hace que el “robot bicicleta” pueda moverse sin caer? Imagina que la distancia que recorre la rueda del “robot bicicleta” al moverse 2 revoluciones es de 34 cm. ¿Cuál será la distancia que recorre la misma en 1 revolución? ¿Qué tipo de métodos existen para medir distancias correctamente? Ejemplo: medir con un cordel. Explica la diferencia entre una bicicleta y un triciclo. ¿Qué componente juega el mismo papel en un triciclo que en el “robot bicicleta” que hemos montado? Firma del profesor Robotron Smart 35 COCHE DE CARRERAS Piezas del “coche de carreras” OBJETIVOS Ciencia Dirección de la fuerza Tecnología Módulo LED Ingeniería La estructura de un automóvil Arte Circuito de carreras Matemáticas La línea y el plano Controlador (x1) Sujeción en V (x2) Módulo de LED (x2) Panel en T (x2) Motor (x2) Panel en V (x2) Panel 3x11 (x4) Varilla 50mm (x2) Panel 3x9 (x4) Cojinete (x12) Panel 9 (x6) Rueda guía (x2) Panel 6 (x3) Rueda (x4) Panel 3 (x1) Tornillo-estrella (x2) Sujeción en L (x14) Cubierta (x2) Pensemos en ello Hay un tren y un coche El tren es el único medio de transporte que sólo se desplaza hacia adelante y atrás sobre una línea fija que le marca la ruta. No puede ir a donde quiera sin esa línea, aunque quiera. Un coche puede cambiar de dirección siempre que quiera cambiar la que llevaba de origen. ¿Hay algún sitio al que no pueda llegar un coche? ¿Sabes la diferencia entre los sitios a los que puede llegar un tren y un coche? Tren: sólo se desplaza a lo largo de esa línea (railes). Coche: puede ir a lo largo de todo un plano. El coche ha sido el modo de transporte más utilizado porque tiene libertad de movimiento. ¿Cómo se mueve la rueda de un coche cuando este cambia de dirección? 36 Vamos a aprender el principio científico Un coche hace un giro a derecha o izquierda según se gira el volante en el sentido de las agujas del reloj o en el sentido contrario. ¿Cómo puedes hacer un giro a la izquierda en un coche que sólo gira la rueda trasera y no la delantera como se muestra en la siguiente imagen? Existen 3 modos de realizar un giro a la izquierda. Cuando la rueda izquierda gire en contra de las agujas del reloj y la derecha lo haga a favor de las agujas. Cuando la rueda izquierda permanece fija y la derecha gira en el sentido de las agujas del reloj. El caso en el que la rueda izquierda gira en el sentido de las agujas del reloj y la derecha permanece fija. En el caso de nuestro “coche de carreras” vamos a utilizar la primera opción para girar. Para poder realizar un giro a la izquierda, la rueda izquierda debe girar en contra de las agujas del reloj y la derecha a favor de las agujas del reloj. Para poder realizar un giro a la derecha, la rueda izquierda debe girar a favor de las agujas del reloj y la derecha en contra de las agujas del reloj. Robotron Smart 37 Coche de Carreras ¡Vamos a montarlo! Colocar remaches Panel 3x11 Une el Controlador a un panel 3x11 con ayuda de dos remaches. Ensamblado. Colocar remaches Colocar remaches Sujeción en L Pon dos sujeciones en L sobre el panel enganchándolas con cuatro remaches. Panel 9 Úneles dos paneles 9 usando cuatro remaches. Sujeción en L Colocar remaches Ensamblado. 38 Une otras cuatro sujeciones en L con ayuda de ocho remaches. Colocar remaches Ensamblado. Ensambla una rueda-guía al Motor DC con un tornillo-estrella y éste a la estructura por las sujeciones en L con cuatro remaches. Colocar remaches Ensamblado. Une una rueda-guía al Motor DC con 1 tornillo-estrella y, sobre ésta, un engranaje pequeño con ayuda de cuatro remaches. Ensamblado. Une dos paneles 3x9 al panel 3x11 ayudándote de cuatro remaches. Robotron Smart 39 Coche de Carreras Colocar remaches Panel 9 Ensamblado. Une un panel 9 a la parte inferior de los paneles 3x9 con ayuda de cuatro remaches. Colocar remaches Panel 3 Ensambla un panel 3 con tres remaches al panel 9. Ensamblado. Colocar remaches Colocar remaches Sujeción en L Une cuatro sujeciones en L sobre los paneles 3x9 usando ocho remaches. 40 Une ahora dos paneles 3x11 por el lateral de la estructura usando para ello ocho remaches. Colocar remaches Colocar remaches Pon las cubiertas sobre las ruedas y únelas a las ruedas-guía de los motores con remaches. Ensamblado. 4 Cojinetes Pon cuatro cojinetes en una varilla de 50mm y otros cuatro en otra. Encájalos donde te indica la imagen. Fíjalos con dos cojinetes por el otro lado. Ensambla dos ruedas en esos ejes y fíjalas con dos cojinetes. Robotron Smart 41 Coche de Carreras Colocar remaches Sujeción en L Ensamblado. Añade dos sujeciones en L al panel 3x11 usando para ello cuatro remaches. Desde el otro lado Colocar remaches Colocar remaches Repite la operación en el panel 3x11 del otro lado. Panel 3x9 Une un panel 3x9 a las sujeciones en L usando cuatro remaches. Colocar remaches Une otro panel 3x9 a las otras sujeciones en L usando cuatro remaches. 42 Ensamblado. Panel en T Panel 6 Une dos paneles en T a dos paneles 6 con ayuda de cuatro remaches. Une otro panel 6 sobre los paneles en T. Colocar remaches Ensamblado. Sujeción en V. Únele dos sujeciones en V por el otro lado con ayuda de cuatro remaches. Colocar remaches Paso 30 Ensamblado. Une las sujeciones en V de esta pequeña estructura al panel 3x9 de todo lo anterior (paso 30) con ayuda de cuatro remaches. Robotron Smart 43 Coche de Carreras Colocar remaches Panel 3x11 Panel 9 Une dos paneles 9 en un panel 3x11 con ayuda de cuatro remaches. Ensamblado. Colocar remaches Ensamblado. Colocar remaches Por el otro lado añádele otro panel 9 usando para ello dos remaches. Panel en V Une dos paneles en V al panel 3x11 y sujétalos con cuatro remaches. 44 Ensamblado. Colocar remaches Paso 37 Usa cuatro remaches para unir los paneles 9 a las sujeciones en L del paso 37. Ensamblado. Colocar remaches Pon cuatro remaches en dos módulos LED y ensámblalos al panel 6 Ensamblado. Conectar B Conectar A Conectar P2 Conectar P1 Une el Motor DC de la izquierda a A y el de la derecha a B. Conecta el Módulo de LED verde a P1 y el rojo a P2. Observa que el cable negro siga la dirección de la flecha. Y ya tienes terminado el “coche de carreras”. Robotron Smart 45 Coche de Carreras ¡Ahora que se mueva! Cómo hacer funcionar el “coche de carreras” Hoy hemos montado un “coche de carreras”. Vamos a aprender a manejarlo. Modo de avance del “coche de carreras” 1. Enciende el Robot y configura el MODO en el 1. Presiona el botón de inicio (START). 2. El coche avanza y los LEDs brillan Modo libre del “coche de carreras” 1. Conecta el Módulo LED con P3 y P4 2. Configura el MODO del Controlador en el 2. Presiona el botón de inicio (START). 3. El “coche de carreras” se mueve aleatoriamente adelante, atrás, izquierda, derecha… Circuito para el “coche de carreras” A continuación te mostramos un circuito. Para que puedas manejar el “coche de carreras” que has montado en el circuito, ¿cómo deben girar las ruedas derecha e izquierda en las secciones de A a E? Sección Sección A Sección B Sección C Sección D Sección E 46 Rueda Izquierda Rueda Derecha ¿Qué hemos aprendido hoy? Escribe los nombres de los diferentes lugares sobre los que pueden viajar un tren y un coche. Tren: Coche: ¿Cuáles de los siguientes métodos no son apropiados para girar a la derecha? Dibuja tu propio circuito de carreras. Escribe cómo deben girar las ruedas en cada sección Firma del profesor Robotron Smart 47 AVIONETA Piezas de la “Avioneta” OBJETIVOS Ciencia Tecnología Dirección de la fuerza Poleas Ingeniería La estructura de un avión Arte Forma de las alas Matemáticas Simetría Pensemos en ello Controlador (x1) Módulo de LED (x2) Sujeción en V (x3) Motor DC de corrienPanel en T (x2) te continua (x2) Panel en V (x2) Panel 3x11 (x4) Soporte (x2) Panel 3x9 (x2) Varilla 50mm (x1) Panel 3x5 (x4) Varilla 30mm (x2) Panel 2x7 (x5) Cojinete (x8) Panel 2x3 (x2) Rueda guía (x2) Panel 9 (x7) Rueda (x4) Panel 6 (x7) Tornillo-estrella (x2) Panel 4 (x7) Cubierta (x2) Panel 3 (x4) Goma (x1) Sujeción en L (x18 Vástago (x4) ¿Cuál será la diferencia entre un avión volando por el aire y un coche conducido por la tierra? El tener alas es lo que da la fuerza para elevarse en el avión y mantenerse en el aire. La razón por la que un coche puede conducirse más rápido o incluso puede saltar pero no volar son las alas. Incluso pese a que un coche avanza por la rotación de las ruedas con la fuerza del motor; un avión sin alas posee la propulsión para avanzar y se mantiene en el aire usando las hélices. Además de las hélices, utiliza la ingeniería de reacción que le propulsa soltando un gas con alta presión. Las alas de un avión no sólo le permiten ganar propulsión que es lo que le permite mantenerse en el aire, sino que además le ayudan en el aterrizaje. ¿Cuáles son las funciones de cada ala del avión que vuela en el aire como los de la imagen superior? · 48 Ayuda del Profesor Tami Propulsión: Fuerza que hace a un objeto avanzar. Vamos a aprender el principio científico Tal y como se muestra en la siguiente imagen, el aire fluye alrededor de las alas de un avión que vuela veloz en el aire. La corriente de aire se aproxima a las alas aerodinámicas y se divide en 2 corrientes al golpearse contra ellas. En este punto, si la corriente d aire de la parte superior es más rápida que la corriente de aire de la parte inferior, la presión de la parte superior del ala disminuye, y a esto se le denomina “Principio de Bernoulli”. Fuerza de elevación Corriente de aire El avión se mantiene en el aire por las diferencias de presión del “Principio de Bernoulli”. Una vez que el avión está volando, tiende a mantenerse así mientras avanza; la fuerza de elevación empuja hacia arriba y la gravedad hacia abajo y la resistencia del aire se equilibra. Fuerza de elevación Propulsión Gravedad Resistencia Con la mente en que tu “avión luminoso” vuele, ¿qué condiciones son necesarias? Las hélices rotan rápidamente para que el avión avance y las alas necesitan ser aerodinámicas para producir la fuerza que eleve al avión. · Ayuda del Profesor Tami Presión: Fuerza que empuja a otra perpendicularmente entre las superficies de contacto de los objetos. Robotron Smart 49 Avioneta ¡Vamos a montarlo! Colocar remaches Panel 3x11 Monta el controlador sobre dos paneles 3x11 con ayuda de cuatro remaches. Ensamblado. Colocar remaches. Une dos paneles 3x5 sobre el panel 3x11 usando cuatro remaches. Ensamblado. Colocar remaches Sujeción en L Ensambla dos sujeciones en L en un Motor DC con 1 rueda-guía y un tornillo-estrella con ayuda de cuatro remaches. 50 Une otras cuatro sujeciones en L con ayuda de ocho remaches. Colocar remaches Colocar remaches Une el Motor DC a la primera estructura por los puntos señalizados utilizando para ello cuatro remaches. Ensamblado. Goma Colocar remaches Une 1 rueda guía a la rueda guía del Motor DC utilizando cuatro remaches. Ajusta la goma en la ranura de la rueda-guía. Colocar remaches Acopla dos sujeciones en L a los paneles 3x11 con ayuda de cuatro remaches. Ajusta la goma de la rueda-guía en la ranura de otra nueva rueda. Robotron Smart 51 Avioneta Cojinete Ensamblado. Introduce una varilla 50mm en las sujeciones en L y ajusta con un cojinete. Cojinete Ajusta la rueda en la varilla. Ajusta la varilla a la rueda con un cojinete. Colocar soporte Ajusta la varilla en la sujeción en L. 52 Ensambla el soporte a cada lado de la varilla. Paso 18 Encaja las cubiertas en cada una de las ruedas y ponle sus correspondientes varillas 30mm y cojinetes. Únelas a la estructura de una rueda que tenías en el paso 18. Colocar remaches Colocar remaches Sujeción en L Une dos sujeciones en L a 1 Motor DC con una rueda-guía y 1 tornillo-estrella con ayuda de cuatro remaches. Úneles dos paneles en T con ayuda de cuatro remaches tal y como se indica en la imagen. Colocar remaches Ensamblado. Une cuatro paneles 6 a los paneles en T con ayuda de ocho remaches Robotron Smart 53 Avioneta Colocar remaches Ensamblado. Pon cuatro remaches en las sujeciones en L tal y como se indica en la imagen. Paso 20 Une esta última estructura con el Motor DC a la estructura previa (paso 20). Panel 4 Colocar remaches Une dos sujeciones en L a 1 panel 4 con ayuda de cuatro remaches. 54 Ensamblado. Repite el paso anterior. Panel 3 Colocar remaches Une esas dos pequeñas estructuras mediante un panel 3 y tres remaches. Ensamblado. Colocar remaches Panel 3x9 Monta esa estructura en un panel 3x9 con ayuda de cuatro remaches. Ensamblado. Colocar remaches Paso 28 Repite los pasos desde el 29 para montar otra ala. Une las alas a la estructura del paso 28 con ayuda de cuatro remaches. Robotron Smart 55 Avioneta Colocar remaches Panel 2x7 Ensamblado. Une dos paneles 2x7 con ayuda de dos remaches. Colocar remaches Colocar remaches Sujeción en V Añade en un extremo dos sujeciones en V y asegúralas con cuatro remaches. Une a continuación un panel 2x7 y asegúralo con otros dos remaches. Colocar remaches Panel 9 Panel en V Ensamblado. 56 Une un panel 9 con dos paneles en V y asegúralos con cuatro remaches. Colocar remaches Ensamblado. Une esta última estructura a la del paso 41 con ayuda de dos remaches. Paso 37 Colocar remaches Une la hélice de cola a la estructura del paso 37. Ensamblado. Conecta el Motor DC inferior a B y el de la hélice a A . El cable negro debe seguir siempre la dirección de la flecha. Y ya tienes terminada tu “avioneta”. Robotron Smart 57 Avioneta ¡Ahora que se mueva! Cómo hacer que se mueva la “avioneta” hacia adelante y atrás usando un Motor DC: 1. Configura el Modo con el número 1. 2. Presiona el botón de inicio (START). 3. La “avioneta” avanza al girar las hélices. · Prueba a configurarlo con el Modo 2. La “avioneta” avanzará y retrocederá. Dirección del robot Las hélices formadas con paneles giran a la inversa de las agujas del reloj mientras funciona el Motor DC. 58 Para el Motor DC de la parte inferior, la rueda 2 que está conectada al Motor guía por una goma gira cuando el Motor DC 1 gira y la rueda 3 que está unida a la rueda 4 gira permitiendo a la “avioneta” avanzar. Corrección de la “avioneta” (Vamos a añadirle más detalles a la avioneta) Colocar remaches Colocar remaches Panel 3x5 Panel 9 Une dos paneles 3x5 al panel 3x9 utilizando para ello cuatro remaches. Une los paneles 3x9 de la parte superior con dos paneles 9 ayudándote de cuatro remaches. Colocar remaches Colocar remaches Ensambla sobre los paneles 3x9 otros dos paneles 9 con ayuda de cuatro remaches. Une ahora dos paneles 4 sobre los paneles 3x5 del extremo de las hélices con ayuda de cuatro remaches. Colocar remaches Colocar remaches Ensambla dos paneles 9 junto a la hélice de cola y el Controlador y asegúralos con cuatro remaches. Une un panel 2x3 al panel 2x7 de la hélice de cola con ayuda de dos remaches. Robotron Smart 59 Avioneta Colocar remaches Colocar remaches Une un panel 4 tal y como se te indica con ayuda de cuatro remaches. Sigue la imagen para unir cuatro sujeciones en L y asegúralas con ocho remaches. Desde el otro lado Colocar remaches Colocar remaches Panel 2x7 Une un panel 2x7 a un par de sujeciones en L y asegúralo con cuatro remaches. Repite la operación con el otro par de sujeciones en L. Colocar remaches Ensamblado. 60 Une dos paneles 3 a dos paneles 6 con ayuda de cuatro remaches. Colocar remaches Ensamblado. Une una de esas pequeñas estructuras a un lado de la cola. Desde el otro lado Colocar remaches Repite la operación con la estructura del otro lado. Colocar remaches Une un panel 2x3 a la hélice de cola con ayuda de dos remaches. Colocar remaches Pon el Módulo LED sobre ese panel 2x3 y asegúralo con dos remaches. Ensamblado. Robotron Smart 61 Avioneta Colocar remaches Colocar remaches Sujeción en V. Une una sujeción en V a un panel 6 con ayuda de dos remaches. Une esta estructura al panel 3x5 inferior del avión. Cojinetes. Ensamblado. Conecta el Módulo LED a P1 tras asegurar la estructura con dos cojinetes sobre los remaches. Conecta el cable negro siguiendo la dirección de la flecha. Cojinetes. Coloca otros dos cojinetes sobre los remaches. 62 “Avioneta” terminada. ¿Qué hemos aprendido hoy? ¿Qué ocurrirá si soplas sobre una hoja de papel tal y como te muestra la imagen? Expón la razón de porqué ocurriría.. Expón las condiciones necesarias para que la “avioneta” pueda volar. Indica las rotaciones para 1 - 4 . Firma del profesor Robotron Smart 63 ROBOT MOLINO DE VIENTO Piezas del “Robot Molino de Viento” OBJETIVOS Ciencia Tecnología Conversión de energía Engranaje Relación entre engranajes Ingeniería La estructura de un molino Arte Molinos holandeses Matemáticas Circunferencia de un círculo Pensemos en ello Adivina qué vamos a explicar - Gira como un molinillo. - Hay muchos en Holanda. - Convierte la fuerza del viento en energía eléctrica. Un molino es una máquina que obtiene energía rotando las aspas en lo alto de una torre con la fuerza del viento. Muchas de las aspas que rotan como las de los molinos por la energía del viento se utilizan para moler el grano o mover el agua. Especialmente en Holanda tienen cantidad de molinos que utilizan como diques para dar movimiento al agua estancada, ya que la tierra se encuentra bajo el nivel del mar. A la inversa, si un molino de viento rota mecánicamente en lugar de por la fuerza del viento, ¿para qué podría utilizarse? 64 Controlador (x1) Panel 9 (x6) Módulo de encendido (x2) Sujeción en L (x11) Motor DC de co- Varilla 70mm (x3) Cojinete (x21) rriente continua (x1) Rueda-guía (x1) Marco 5x13 (x4) Panel 3x11 (x2) Tornillo-estrella (x1) Engranaje Panel 3x9 (x3) grande (x3) Panel 3x5 (x1) Engranaje Panel 2x7 (x4) pequeño (x3) Panel 2x3 (x2) Vamos a aprender el principio científico ¿Qué es una máquina? Una máquina es un dispositivo que convierte la energía en una forma diferente de energía. Los humanos pueden disfrutar de una vida más cómoda gracias a ese tipo de dispositivos. El molino de viento se utiliza para moler grano convirtiendo energía eólica de la fuerza del viento en energía cinética. La ingeniería de un coche es un dispositivo que convierte la energía fósil del combustible en energía térmica y después en energía cinética para mover personas o cargas. El “robot molino de viento” que vas a montar hoy es un dispositivo que usa la energía eléctrica para mover el Motor DC convirtiendo la energía cinética y crea energía eólica para rotar las aspas desde el Motor. 40 dientes de sierra 60 dientes de sierra 60 dientes de sierra Un engranaje grande tiene 60 dientes de sierra y uno pequeño tiene 40. El engranaje pequeño rueda más rápido que el grande ya que el pequeño gira una vuelta y media mientras el grande gira una vuelta. Robotron Smart 65 Robot Molino de Viento ¡Vamos a montarlo! Colocar remaches Colocar remaches Panel 2x3 Marco 2x3 Une dos marcos 5x13 mediante dos paneles 2x3 y ocho remaches. Únele a las sujeciones en L un marco 5x13. Ensambla dos sujeciones en L en los marcos 5x13 con ayuda de ocho remaches. Ensamblado. Colocar remaches Panel 3x11 Une sobre ésta un panel 3x11 con dos remaches. 66 Ensamblado. Colocar remaches Sujeción en L Pon en el extremo una sujeción en L con dos remaches. Ensamblado. Dos cojinetes Cojinetes Pon ahora un cojinete en una varilla 70mm, otro en otra y dos en otra a la altura indicada. Ensamblado. Sitúa las varillas anteriores en la estructura tal y como se te indica. Asegura las varillas con siete cojinetes por el otro lado. Robotron Smart 67 Robot Molino de Viento Dos cojinetes Tres cojinetes Ensamblado. Introduce dos engranajes grandes y uno pequeño en las varillas. Dos cojinetes Tres cojinetes Ensamblado. Asegúralos con siete cojinetes. Colocar remaches Panel 3x11 Marco 5x13 Une 1 panel 3x11 con un marco 5x13. 68 Ensamblado. Colocar remaches Colocar remaches Por el otro lado del marco 5x13, sujetar sujeciones en L con ayuda de ocho remaches. Ensamblado. Colocar remaches Une esta pequeña estructura con la estructura de mayor tamaño. Ensamblado. Asegura ambas estructuras con dos cojinetes. Ensamblado. Robotron Smart 69 Robot Molino de Viento Dos cojinetes Colocar remaches Colocar remaches Sitúa en la base dos sujeciones en L y amárralas con cuatro cojinetes. Une a éstas otras dos sujeciones en L con ayuda de cuatro remaches. Colocar remaches Une un panel 3x9 a las sujeciones en L y asegura con cuatro remaches. Ensamblado. Colocar remaches Sujeción en L Motor DC Colocar remaches Monta dos sujeciones en L a los lados de un Motor DC con rueda-guía y tornillo-estrella con ayuda de cuatro remaches. 70 Engranaje/s Une a éste un engranaje pequeño con cuatro remaches. Colocar remaches Y sobre éste, un engranaje grande con otros cuatro remaches. Ensamblado. Colocar remaches Paso 28 Une todo esto a la estructura mayor del paso 28 con ayuda de cuatro remaches. Ensamblado. Colocar remaches Pon un engranaje pequeño en el eje superior de la estructura. Asegúralo con dos remaches. Robotron Smart 71 Robot Molino de Viento Colocar remaches Colocar remaches Panel 3x9 Une a esos remaches un panel 3x9. Ensamblado. remache Sobre ese pon otro panel 3x9 y asegúralo con un cojinete. Ensamblado. Colocar remaches Panel 3x5 Pon en la parte superior de la estructura un panel 3x5 y asegúralo con dos remaches. 72 Ensamblado. Colocar remaches Panel 9 Panel 2x7 Une ahora un panel 2x7 con un panel 9 mediante dos remaches y ya tendrás un aspa. Ensamblado. Paso 42 Repite la operación tres veces. Ensamblado. Une las cuatro aspas al molino del paso 42. Con dos paneles 9 y doce remaches, une el Controlador a la base del molino. Robotron Smart 73 Robot Molino de Viento Colocar remaches Colocar remaches Ensamblado. Sitúa dos Módulos LED en la base con ayuda de cuatro remaches. remache Conectar a Ensamblado. Conectar a P2 Conecta el Motor DC a A . Recuerda que el cable negro debe seguir siempre la dirección que te indica la flecha. Conectar a P1 Conecta el Módulo de encendido. Pon atención y que el cable negro siga la dirección de la flecha. 74 Y ya tienes terminado tu “robot molino de viento”. ¡Ahora que se mueva! Cómo hacer funcionar el molino de viento: Hemos montado un “robot molino de viento” que rota sobre sí mismo dando vueltas y más vueltas. Ahora, vamos a hacer que el “robot molino de viento” se mueva: 1. Configura el Modo del Controlador en el número 7 y presiona el botón de inicio (START). 2. Constata el sentido de la rotación pulsando el Módulo de encendido. Las aspas del molino giran en contra de las agujas del reloj si el P1 conectado al Módulo de encendido está pulsado. Las aspas del molino de viento giran como las agujas del reloj si el P2 conectado al Módulo de encendido está pulsado. El círculo que se crea por la rotación del “robot molino de viento” Al rotar las aspas del “robot molino de viento” se crea un círculo. La curva que crea el círculo se denomina “circunferencia del perímetro de un círculo”. Centro del círculo Circunferencia Robotron Smart 75 Robot Molino de Viento ¿Qué hemos aprendido hoy? Cuando un engranaje grande y uno pequeño están entrelazados, ¿qué engranaje rotará más rápido? 40 dientes de sierra 60 dientes de sierra 60 dientes de sierra ¿Qué tipo de transición energética acontece en una central hidroeléctrica que utiliza presas para generar energía? ¿Cómo se llama al perímetro de un círculo? Firma del profesor 76 Crea el robot que te gustaría montar utilizando el Módulo de encendido y el Módulo LED, y descríbelo en este artículo. Informe para la fabricación de un robot Nombre del robot Temática Motivo de la fabricación Características Descripción de las características Robotron Smart 77 COCHE DE CHOQUE Piezas del “coche de choque” OBJETIVOS Ciencia Sensor de señal eléctrica Tecnología Módulo de encendido Ingeniería Estructura de un parachoques Arte Descubrir el modo de moverse Matemáticas Estructura lógica Controlador (x1) Sujeción en V (x1) Panel en V (x2) Módulo de encendido (x2) Soporte (x2) Motor DC de coCojinete (x4) rriente continua(x2) Vástago (x6) Marco 5x13 (x2) Rueda-guía (x1) Panel 3x11 (x1) Rueda (x1) Panel 3x5 (x2) Tornillo-estrella (x1) Panel 2x7 (x2) Cubierta (x1) Panel 2x3 (x7) Varilla 70mm (x1) Panel 9 (x4) Panel 3 (x2) Sujeción en L (x15) Pensemos en ello Piensa en qué tienen en común: -Una farola que se ilumina al oscurecer y se apaga al salir el sol. -La escalera mecánica que empieza a funcionar cuando detecta movimiento. - La puerta mecánica que se abre cuando se acerca una persona. -La caldera que se pone a funcionar cuando hace frío. Lo que tienen en común es que en todos ellos se utilizan sensores. Un sensor emite una señal que determina la posición de un objeto como, por ejemplo, cuando se enciende automáticamente una luz al bajar unas escaleras o se abre una puerta al acercarte. ¿Es posible crear un coche que se mueva con este tipo de sensores? 78 Vamos a aprender el principio científico Una persona se mueve siguiendo un impulso emitido desde el cerebro que es capaz de reconocer 5 sentidos (vista, oído, olfato, gusto, tacto) cuando recibe un estímulo externo. Un sensor es un dispositivo que imita los sentidos de una persona. Los sensores de un robot son muy similares a los órganos de los sentidos de un ser humano. El siguiente cuadro compara los sensores de un robot con los órganos de los sentidos de un ser humano. Órgano humano Sensor de un robot Dónde se utilizan los sensores Ojos Sensor de visión Puerta automática, luz de urbanización Nariz Sensor de olfato Oídos Sensor de audición Detector de fuga de gas, detector de humo Medidor acústico, robot de juguete que reacciona al sonido Boca Sensor de gusto Azúcar en sangre Piel Sensor de tacto y temperatura Botón de ascensor, teclado, pantalla táctil, sensor de control de temperatura en una nevera o aire acondicionado Es muy importante desarrollar un sensor que se aproxime a los sentidos de un ser humano para crear robots con la inteligencia de una persona. Robotron Smart 79 Coche de Choque ¡Vamos a montarlo! Une dos marcos 5x13 con ayuda de dos paneles 2x3 y ocho remaches. Colocar remaches Ensamblado. Sujeción en L Monta dos ruedas-guía sobre dos Motores DC y asegúralas con tornillos-estrella. Úneles cuatro sujeciones en L. Ensamblado. Colocar remaches Colocar remaches Ensambla a los Motores sus respectivas ruedas con cubierta y asegúralas con remaches. 80 Ensamblado. Colocar remaches Monta los Motores DC por el otro lado de las marcos 5x13. Une a las marcos 5x13 con ayuda de cuatro remaches 2 sujeciones en L. Dos cojinetes Cojinetes Vástagos Monta dos vástagos en las sujeciones en L. Añádeles dos ruedas y asegúralas con dos cojinetes tal y como se te indica en la imagen. Panel 3x11 Ensamblado. Colocar remaches Pon en la parte trasera un panel 3x11 y sujétalo con cuatro remaches. Robotron Smart 81 Coche de Choque Colocar remaches Sujeción en L Colocar remaches Inserta en el panel 3x11 dos sujeciones en L y asegúralas con cuatro remaches. Utiliza las sujeciones en L para unir el Controlador con ayuda de cuatro remaches. Antes Después Colocar remaches Ensamblado. Monta ahora dos paneles 2x7 -uno sobre otro- usando cuatro remaches. Colocar remaches Utiliza otros cuatro remaches y monta esos paneles junto al Controlador. 82 Ensamblado. Sujeción en L Colocar remaches Panel 2x3 Monta dos sujeciones en L sobre dos paneles 2x3 utilizando para ellos cuatro remaches. Repite el paso anterior. Colocar remaches Monta esas dos pequeñas estructuras en el marco 5x13 con ayuda de ocho remaches. Ensamblado. Colocar remaches Módulo de encendido Ensambla los Módulos de encendido a esas estructuras usando cuatro remaches. Ensamblado. Robotron Smart 83 Coche de Choque Colocar vástagos Une dos soportes con cuatro vástagos y móntalos en el marco 5x13. Monta al lado dos varillas de 70mm y asegúralas con cuatro cojinetes. Antes Ensamblado. Después Engancha dos paneles 9 en las varillas y soportes con remaches. Colocar remaches Ensamblado. 84 Conecta ahora dos paneles 9 entre sí con ayuda de dos remaches. Colocar remaches Colocar remaches Monta en un extremo una sujeción en L asegurándola con dos remaches. Monta esta pequeña estructura en el panel 3x11 de la parte trasera del coche. Une un panel 2x3 a la parte trasera del coche. Ensamblado. Une dos paneles en V junto al Controlador con ayuda de cuatro remaches. Ensamblado. Robotron Smart 85 Coche de Choque Pon dos paneles 3 sobre los marcos 5x13 y asegúralos con dos remaches. Ensamblado. Antes Después Colocar remaches Une con dos remaches una sujeción en V a un panel 3x5. Pon otro panel 3x5 con ayuda de dos remaches al otro lado de la sujeción en V. Colocar remaches Sitúa esta pequeña estructura en el frontal del coche. 86 Ensamblado. Colocar remaches Une dos sujeciones en L con cuatro remaches sobre dos paneles 2x3. Ensamblado. Conecta el Módulo de encendido de la izquierda a P2 y el de la derecha a P1 atendiendo con el cable negro a la dirección de la flecha. Monta esas dos pequeñas estructuras con cuatro remaches en los laterales del frontal del coche. Conecta el Motor DC de la izquierda en B y el de la derecha en A. Recuerda que el cable negro siga la dirección de la flecha. Y ya tienes terminado tu “coche de choque”. Robotron Smart 87 Avioneta ¡Ahora que se mueva! Hoy hemos montado un “coche de choque” utilizando un Módulo de encendido. Vamos a comprender los principios del Módulo de encendido y del funcionamiento del “coche de choque”. Principios para hacer funcionar el “coche de choque”: El “coche de choque” avanza mientras el Módulo de encendido junto al panel 9 esté presionado, encontrando paredes u obstáculos y reconociéndolos como obstáculos y cambiando de dirección. El robot va marcha atrás y realiza un giro a la izquierda cuando el interruptor derecho está pulsado. Avanza en una dirección diferente al encontrar una pared. El robot va marcha atrás y realiza un giro a la derecha cuando el interruptor izquierdo está pulsado. Principios para hacer funcionar el “coche de choque”: Modo Avanzado 1. Tras encender el robot, configura el botón amarillo con el número 1 y presiona el botón de inicio (START). 2. El robot avanza (Asegúrate de que avanza). Modo Choque 1.Tras encender el robot, configura el botón amarillo con el número 3. 2.Presiona el botón de inicio (START). 3.El “coche de choque” avanza hasta que se aproxima una pared u obstáculo y cambia de dirección. 88 ¿Qué hemos aprendido hoy? ¿Cómo llamamos a algo que reacciona a un estímulo externo como, por ejemplo, lo hacen las farolas que se encienden al anochecer y se apagan al salir el sol? Conecta los sensores de un robot relacionados con los órganos de los sentidos en un ser humano. Sensor de visión Boca Sensor de olfato Nariz Sensor de tacto Ojos Sensor de gusto Piel Sensor de audición Oídos Tal y como cambiamos las direcciones del “coche de choque” que hemos montado utilizando un Módulo de encendido, ¿qué otro tipo de sensores son necesarios en un coche no tripulado?. Firma del profesor Robotron Smart 89 ROBOT ESCARABAJO Piezas del “robot escarabajo” OBJETIVOS Ciencia Tecnología Movimiento de rotación Movimiento alternativo Estructura de enlaces Ingeniería La estructura de un robot de 6 patas Arte Carrera de robots Matemáticas Crear un gráfico de tiempo de carrera Controlador (x1) Panel 4 (x2) Módulo LED (x2) Sujeción en L (x12) Motor DC de co- Sujeción en V (x8) rriente continua (x2) Panel en T (x2) Panel 3x11 (x2) Panel en V (x4) Panel 3x9 (x2) Cojinete (x4) Panel 3x5 (x2) Vástago (x4) Panel 2x7 (x6) Rueda-guía (x2) Panel 9 (x2) Tornillo-estrella (x2) Panel 6 (x4) Pensemos en ello Insectos como los escarabajos: ciervos volantes, escarabajos de tierra, escarabajos de cuernos largos… tienen 6 patas. Los insectos de 6 patas avanzan moviendo 3 patas al mismo tiempo en el suelo. Puedes observar la forma de un tetraedro uniendo los vértices de esas 3 patas y el centro de su coraza. Esta estructura es la misma de los trípodes de las cámaras, que es una estructura estable y eficiente que se mantiene en pie con 3 patas. Los insectos pueden trepar por los árboles y otras formas en vertical o incluso caminar libremente sobre caminos irregulares gracias a la estabilidad que le ofrece su estructura. ¿Qué clase de robots podríamos crear con esta característica de los insectos? 90 Vamos a aprender el principio científico Hay varios ejemplos en los que un robot adopta los movimientos de un ser vivo. Un equipo de investigación universitario de Estados Unidos expuso que habían desarrollado con éxito un dispositivo que podía transformar el aleteo de las alas en energía. En este caso, el insecto puede ser controlado como un robot ensamblándole un mecanismo especial que podía proporcionarle energía al insecto. Además, los robots en una película se mueven suavemente como un humano, pero en realidad el humanoide necesita que lo controlen. Esto es debido a que un humano se desplaza con huesos y músculos mientras que un robot tan sólo lo hace con el Motor. Recientemente, al haberse desarrollado materiales de músculos artificiales y métodos para unir músculos a los robots, es posible la existencia de robots con funcionalidades exquisitas. Robot volador, tamaño de las alas: 3cm En las películas de espías vemos robots microscópicos manejados en misiones de reconocimiento. Este robot en concreto ha sido desarrollado entre otras por la Universidad de Harvard, y Estados Unidos ha utilizado microscópicos vehículos no tripulados de menos de 15cm en operaciones militares. Robotron Smart 91 Robot Escarabajo ¡Vamos a montarlo! Colocar remaches Panel 3x11 Panel 3x9 Colocar remaches de varilla Coloca un panel 3x9 entre dos paneles 3x11 y, sobre éstos, un panel 2x7 asegurándolos con cinco remaches. Monta el Controlador sobre esa estructura con ayuda de cuatro vástagos. Motor DC Colocar remaches Cojinetes Sujeción en L Asegura los remaches con cuatro cojinetes. Sobre dos Motores DC con ruedas-guía aseguradas con tornillos-estrella, monta cuatro sujeciones en L ayudándote de ocho remaches. Colocar remaches Añade seis remaches a dos de las sujeciones en L de un Motor DC y otros seis a las sujeciones de la otra. 92 Ensambla los Motores DC en la estructura tal y como se indica en la imagen. Panel en T Colocar remaches Monta 2 paneles en T sobre la estructura con ayuda de cuatro remaches. Ensamblado. Colocar remaches Colocar remaches Añade ahora a la estructura un panel 2x7 asegurándolo con siete remaches. Monta dos sujeciones en L tal y como te muestra la imagen con ayuda de cuatro remaches. Colocar remaches Ensamblado. Une dos sujeciones en L a las sujeciones en T con ayuda de cuatro remaches. Robotron Smart 93 Robot Escarabajo Panel 6 Colocar remaches Panel 2x7 Ensamblado. Forma una U con dos paneles 2x7, un panel 6 y tres remaches. Colocar remaches Une esta última estructura a la de mayor tamaño con ayuda de dos remaches. Ensamblado. Colocar remaches Antes Colocar remaches Después Panel 4 Panel 9 Une un panel 9 a un panel 4 asegurándolo con un remache. 94 Dale forma de L a la estructura que acabas de montar y únela a la estructura de mayor tamaño con ayuda de dos remaches donde te indica la imagen. Colocar remaches Antes Después Ensamblado. Repite el paso 17. Colocar remaches Colocar remaches Repite el paso 14 cambiando el lado de los remaches. Une esta estructura al otro lado de la de mayor tamaño con ayuda de dos remaches. Colocar remaches Une la estructura del paso 20 a la de mayor tamaño tal y como se indica en la imagen. Ensamblado. Robotron Smart 95 Robot Escarabajo Colocar remaches Coloca dos sujeciones en V en el frontal del escarabajo con ayuda de cuatro remaches. Ensamblado. Colocar remaches Coloca en un panel 3x9 cuatro sujeciones en L y asegúralas con seis remaches. Ensamblado. Panel en V Sujeción en V Colocar remaches Monta ahora 1 sujeción en V de un lado y un panel en V del otro en dos paneles 6 con ayuda de ocho remaches. Presta atención a la imagen. 96 Ensamblado. paso 28 Colocar remaches Une esas dos estructuras a la del paso 28 con ayuda de cuatro remaches. Pon en el panel 2x9 de la estructura dos sujeciones en L asegurándolas con cuatro remaches. Colocar remaches Panel 3x5 LED Ensamblado. Monta ahora dos Módulos LED sobre dos paneles 3x5 y sujétalos con cuatro remaches. Colocar remaches Ensamblado. Une el Módulo LED rojo a la sujeción en L del paso 33. Robotron Smart 97 Robot Escarabajo Colocar remaches Une el Módulo LED verde a la otra sujeción en L del paso 33. Ensamblado. Colocar remaches Une toda esta estructura a la de mayor tamaño a través de las sujeciones en V frontales y con ayuda de 4 remaches. Ensamblado. Colocar remaches Une ahora 2 sujeciones en V con 2 paneles en V con 4 remaches. 98 Ensamblado. Colocar remaches Une estas pequeñas estructuras a los paneles 3x5 de los Módulos LED con ayuda de 4 remaches. Ensamblado. Conecta el Motor DC de la izquierda a A y el de la derecha a B. Conecta el cable negro siguiendo la dirección de la flecha. Conecta el LED de la izquierda a P1 y el de la derecha a P2. Conecta el cable negro siguiendo la dirección de la flecha. Y ya tienes terminado tu “robot escarabajo”. El robot visto desde la posición inversa. Robotron Smart 99 Robot Escarabajo ¡Ahora que se mueva! Cómo hacer funcionar el “robot escarabajo” 1. Configura el Modo en el número 1 y dale al botón de inicio (START). 2. El “robot escarabajo” de 6 patas avanza mientras el Módulo LED se ilumina. El punto señalizado con un círculo en verde en la imagen superior indica el eje fijo. Si observas ese eje fijo rota, pero al mismo tiempo mueve los paneles delantero y trasero permitiendo al “robot escarabajo” avanzar. Cómo manejar el mando del “robot escarabajo” 1.Conecta en Módulo de encendido a P1 y P2; y el Módulo LED a P3 y P4. 2.Configura el Controlador en el número 7 y dale al botón de inicio (START). 3.Mueve el “robot escarabajo” a través del mando. Haz competiciones entre tu “robot escarabajo” y los de tus amigos. -Mide el tiempo que tarda en recorrer el último metro. -Apunta los tiempos en la gráfica. Gráfico de tiempo de carrera a lid Sa ta Me 100 Yo ¿Qué hemos aprendido hoy? ¿Cuál ha sido el insecto nombrado por tener una especie de cuerno largo por mentón y comerse a savia de los árboles? Escribe por qué los insectos de 6 patas caminan moviendo las patas de 3 en 3. Observa cómo se desplaza un “robot escarabajo”. Escribe las similitudes y diferencias con un escarabajo de verdad Firma del profesor Robotron Smart 101 ROBOT GRÚA Piezas del “Robot Molino de Viento” OBJETIVOS Ciencia Tecnología Dirección de la fuerza Distribución de la fuerza/ conservación Poleas Ingeniería La estructura de Geo Joong Gi Arte La Fortaleza de Suwon Hwaseong Matemáticas El ángulo y los grados de un ángulo. Pensemos en ello Controlador (x1) Panel en V (x2) Módulo de encendido (x2) Varilla 50mm (x1) Motor DC de co- Varilla 30mm (x6) rriente continua (x2) Cojinete (x17) Marco 5x13 (x1) Vástago (x1) Panel 3x9 (x2) Rueda-guía (x2) Panel 3x5 (x4) Rueda (x2) Panel 2x7 (x5) Tornillo-estrella (x2) Panel 2x3 (x2) Cubierta (x1) Panel 9 (x5) Engranaje pequeño (x2) Panel 4 (x2) Goma (x1) Panel 3 (x2) Cuerda (x1) Sujeción en L (x14) Panel en T (x2) ¿Conoces la imagen que te mostramos a continuación? Es la Fortaleza de Suwon Hwaseong reconocida como patrimonio de la Humanidad por la UNESCO, construida por el Rey Jungjo mientras trasladaba la tumba de su padre. La Fortaleza de Suwon Hwaseong está catalogada como una de las construcciones más extraordinarias de la Dinastía Joseon. Debido a que es una edificación militar, la estructura y diseño no son solamente creativos para lograr una defensa efectiva, sino que además es un logro arquitectónico de aproximadamente 5.4 km, con unos 40 edificios, y cuya construcción que tan sólo llevó dos años y medio. ¿Cómo fue posible construir esa maravilla en un periodo de tiempo tan corto? Tan sólo pudo conseguirse gracias a la estructura Geo Joong Gi diseñada por el genio y erudito “Yank-yong Jung”, en cuya grúa manual empleaba el sistema de poleas, que era capaz de realizar 4 veces el trabajo de otra diseñada en China. 102 Vamos a aprender el principio científico ¿Has visto alguna vez una grúa junto a edificio de nueva creación? La grúa utiliza los principios del sistema de poleas para elevar objetos pesados. Hoy vamos a aprender a cerca del sistema de poleas y a construir una grúa. Una polea es un dispositivo que emplea una rueda, un eje y una cuerda para elevar objetos pesados con la mínima fuerza. El caldero utilizado para subir agua de un pozo utiliza el mismo sistema. ¿Qué sistemas de poleas existen? Polea fija Polea móvil Es una polea donde la cuerda tan sólo se mueve de arriba abajo con un objeto en un extremo. La fuerza de la cuerda es igual, y la dirección cambia. Es una polea donde el eje no está fijo y se le pueden añadir más poleas. Se puede emplear menos fuerza para subir objetos dependiendo del número de poleas que tenga. ¿Qué tipo de objetos a nuestro alrededor utilizan poleas? He localizado objetos con poleas como los de Geo Joong Gi en grúas, ascensores, máquinas elevadoras, maquinaria de halterofilia, cañas de pescar… En todos ellos se emplean poleas. Robotron Smart 103 Robot Grúa ¡Vamos a montarlo! Colocar remaches Marco 5x13 Colocar remaches Panel 4 Panel 3x5 Panel 9 Une un marco 5x13 a un panel 3x5 con un panel 9 y cuatro remaches. Únele un panel 4 sobre el marco y otro sobre el panel 5x13 con cuatro remaches. Colocar remaches Colocar remaches Monta primero un Motor DC con una rueda-guía y 1 tornillo-estrella. Únelo a los paneles 4 con ayuda de cuatro remaches. Monta un panel 2x7 sobre el panel 9 utilizando tres remaches. Colocar remaches Colocar remaches Sujeción en L Panel 2x3 Ensambla dos sujeciones en L con cuatro remaches. 104 Une un panel 2x3 con dos remaches a una de las sujeciones en L. Colocar remaches Monta ahora el Controlador a la otra sujeción en L y al panel 2x3. Ensamblado. Colocar remaches Monta cuatro sujeciones en L tal y como te indica la imagen. Ensamblado. Colocar remaches Cojinete Añade dos engranajes pequeños al marco 5x13 mediante una varilla de 30mm con cojinete y otra de 50mm tal y como te muestra la imagen. Panel 3x5 Inserta dos remaches en el engranaje de la varilla 70mm y monta sobre éstos un panel 3x5. Robotron Smart 105 Robot Grúa Cojinetes Pon dos cojinetes sobre la varilla. Ensamblado. Dos Cojinetes Rueda Cojinetes Rueda Por el otro lado pon una rueda y tres cojinetes sobre la varilla pequeña. Ajusta la goma a las dos ruedas inferiores. 106 Cojinete Ensamblado. Ensamblado. Colocar remaches Colocar remaches Sujeción en L Panel 3x9 Une ahora dos sujeciones en L con cuatro remaches sobre un panel 3x9. Añade otra sujeción en L con dos remaches tal y cómo se te indica. Colocar remaches Monta una cuarta sujeción en L con dos remaches por el otro lado de la estructura. Colocar remaches Repite el paso 19. Ensamblado. Colocar remaches Une a la estructura 1 sujeción en L con dos remaches. Robotron Smart 107 Robot Grúa Colocar remaches Añade una nueva sujeción en L con 2 remaches. Ensamblado. Colocar remaches Colocar remaches Une un panel 3x5 con cuatro remaches a través de las sujeciones en L. Une un panel 3x5 con cuatro remaches a través de las sujeciones en L. Colocar remaches Monta dos paneles 9 con remaches a la sujeción en L. 108 Ensamblado. Motor DC Colocar remaches Colocar remaches Panel 2x3 Panel en T Monta primero 1 Motor DC con una rueda-guía y un tornillo-estrella. Únelo a un panel 2X3 con ayuda de dos remaches. Une al otro lado del Motor un panel en T con dos remaches. Colocar remaches Anuda la cuerda en el punto indicado de la rueda-guía. Paso 30 Ensamblado. Colocar remaches Une el Motor DC a la estructura del paso 30 con seis remaches. Ensamblado. Robotron Smart 109 Robot Grúa Paso 36 Colocar remaches Paso 18 Ensambla esta estructura a la del paso 18 con ocho remaches. Colocar remaches Monta aparte dos paneles 2x7 mediante dos remaches. El montaje hasta ahora. Colocar remaches Únele un panel 3 sobre dos remaches. Vista desde el otro lado Colocar remaches Ensamblado. 110 Por el otro lado une un panel en V con dos remaches sobre el panel 2x7. Colocar remaches Monta esta pequeña estructura sobre el panel en T de la mayor con dos remaches. Ensamblado. Colocar remaches Monta una cuarta sujeción en L con dos remaches por el otro lado de la estructura. Coloca las varillas donde te indica la imagen. Une ahora dos varillas de 30mm con dos cojinetes. Ensamblado. Robotron Smart 111 Robot Grúa Cojinete Fija con un cojinete. Une tres varillas 30mm con sus respectivos cojinetes y colócalas donde se señaliza en la imagen. Cojinete Ensamblado. Colocar remaches Monta aparte dos paneles 2x7 mediante dos remaches. 112 Fija sólo con dos cojinetes. Colocar remaches Une un panel en T con dos remaches al panel 2x7. Colocar remaches Colocar remaches Ensambla dos paneles 9 sobre el panel en T con dos remaches. Une un panel en V con ayuda de dos remaches sobre el punto señalizado. Paso 52 Colocar remaches Une esta estructura a la del paso 52 utilizando cuatro remaches. Permite el paso de las varillas del paso 52 a través del panel 2x7. Cojinete tirar de la cuerda hacia abajo Cojinete Fija las varillas con tres cojinetes. Haz que la cuerda unida a la rueda-guía sobre las varillas pase entre 1 y 2 . Robotron Smart 113 Robot Grúa sacar la cuerda Saca de nuevo la cuerda entre 2 y 3 . Une el vástago al panel 3. Anuda la cuerda a un panel 3. Encaja una rueda en el vástago y ajústala con un cojinete. Colocar remaches Ensamblado. 114 Une el Módulo de encendido al Controlador con cuatro remaches. Conectar a B Conectar a C Une el Motor DC al Controlador. Ensamblado. Conectar a P2 Conectar a P1 Une el Módulo de encendido al Controlador. Conecta el cable negro siguiendo la dirección de la flecha. La grúa vista desde atrás. Y ya tienes terminado tu “robot grúa”. Robotron Smart 115 Robot Grúa ¡Ahora que se mueva! Cómo hacer funcionar la grúa Hoy hemos montado un “robot grúa” usando el sistema de poleas. Vamos a ver cómo funciona. 1. Tras encenderlo, configura el Modo en el número 7 y dale al botón de inicio (START). 2. Aprieta el Módulo de encendido conectado a P1 y P2 para hacer funcionar la grúa. Mientras el Motor DC A está en funcionamiento, la rueda y el engranaje conectados a la goma se mueven. La grúa se mueve horizontalmente mientras el engranaje 2 enlazado con el engranaje 1 se mueve al hacerlo 1 . El Motor DC B en lo alto de la grúa, cuando está en funcionamiento, se mueve verticalmente mientras la rueda conectada a la cuerda se mueve dentro y fuera. Ángulo y grados de un ángulo Cuando llamamos a dos líneas y a una más pequeña que parten del punto O como OA y OB, la forma <AOB> que se crea se conoce como “ángulo”. Se representa como <AOB> y la apertura son los grados del ángulo. <O> se denomina ángulo recto porque crea un ángulo de 90 grados entre 2 líneas. Mueve la grúa 90 o 180 grados utilizando el Módulo de encendido. Mueve la grúa 45 grados (Indicación: 45 grados son la mitad de 90). 116 ¿Qué hemos aprendido hoy? Escribe el nombre del tipo de polea que ves a continuación. Elige cuál de los siguientes objetos no utiliza el sistema de poleas. Balancín Pozo Ascensor Abridor de botellas ¿Cuál fue la maquina empleada en la construcción de la Fortaleza Suwon Hwaseong y es empleada en las grúas actuales para elevar objetos? (Pista: fue creada por Yank-yong Jung) Firma del profesor Robotron Smart 117 ROBOT BULLDOG Piezas del “Robot Bulldog” OBJETIVOS Ciencia Tecnología Centro de masa Engranajes Estructura de enlaces Ingeniería La estructura de un robot de 4 patas Arte El robot mascota que deseas Matemáticas Tipos de formas Controlador (x1) Panel 6 (x4) Módulo LED (x2) Sujeción en L (x17) Motor DC de corriente continua (x2) Sujeción en V (x5) Panel en T (x1) Marco 5x13 (x1) Vástago (x7) Panel 3x11 (x3) Rueda-guía (x2) Panel 3x9 (x5) Panel 3x5 (x2) Tornillo-estrella (x2) Panel 4 (x1) Panel 2x7 (x2) Panel 2x3 (x4) Pensemos en ello Ya hemos aprendido el modo en el que se desplazan los insectos de 6 patas. Así pues, vamos a observar cómo anda un perro de 4 patas. Un perro camina cambiando de pata 1 y 4 a pata 2 y 3 , y así continuamente. Al conectar las patas 2 y 3 se dibuja una diagonal. Esta forma se muy inestable si la comparamos con la estructura triangular del insecto. Además los perros no tropiezan y en ocasiones corren muy rápido. ¿Cómo es posible? Lo es porque tiene cola, que se mueve son parar adelante y atrás para mantener el equilibrio. Si vamos a crear un robot de 4 patas, ¿cómo debemos plantearnos el movimiento de las patas? Y también, ¿en qué dirección va la cola de un animal al correr rápido? 118 Vamos a aprender el principio científico ¿Has visto alguna vez correr al animal más rápido de la tierra, el guepardo? Te darás cuenta de que sus 4 patas se entrecruzan las unas con las otras y la cola mira hacia abajo cuando camina, pero mueve las patas de 2 en 2 y la cola mira hacia atrás cuando corre. El centro de masa permanece centrado mientras está parado, pero se inclina hacia adelante al correr debido a la inercia. En consecuencia se estira la cola hacia atrás para impedir que el centro de masa se concentre en la parte delantera mientras corre. De ese modo la cola del animal desempeña un papel muy importante en el movimiento del animal. El “robot bulldog” que vamos a construir se desplazará también cruzando las patas como lo haría un perro o un guepardo. No obstante, la cola no tomará parte si el desplazamiento es lento. Si el “robot bulldog” fuese capaz de desplazarse tan rápido como un perro o un guepardo, entonces no sólo sería relevante el desplazamiento de las patas de 2 en 2 sino que también tomaría un papel importante la dirección de la cola. Robotron Smart 119 Robot Bulldog ¡Vamos a montarlo! Panel 5x13 Panel 3x5 Colocar remaches Colocar remaches Sujeción en L Une cuatro sujeciones en L a un marco 5x13 con ayuda de ocho remaches. Ensambla otros ocho remaches en el lateral de las sujeciones en L. Motor DC Une dos Motor DC con dos rueda-guía y dos tornillos-estrella. Ensámblalos a las sujeciones en L. Ensamblado. Colocar remaches Colocar remaches Monta dos paneles 6 con cuatro remaches sobre los Motores DC. 120 Ensamblado. Panel 3x9 Colocar remaches Une ahora un panel 3x9 con ocho remaches al marco 5x13. Ensamblado. Colocar remaches Panel en T Monta un panel en T por debajo del panel 3x9 con cuatro remaches. Sujeción en L Ensamblado. Colocar remaches Colocar remaches Une aparte cuatro sujeciones en L cada una concuatro remaches. Une las sujeciones en L al panel 3x9 tal y como se te indica en la imagen. Robotron Smart 121 Robot Bulldog Panel 2x7 Ensamblado. Une dos paneles 2x7 a las sujeciones en L. Colocar remaches Colocar remaches Panel 2x3 Ensamblado. Monta un panel 2x3 sobre uno de los paneles 2x7, y otro sobre la rueda-guía del Motor DC con ayuda de cuatro remaches. Colocar remaches Colocar remaches Panel 2x3 Ensamblado. 122 Repite el paso 16 por el otro lado. Colocar remaches Panel 3X5 Ensamblado. Monta un panel 3x5 sobre el panel 2x3 de la rueda guía. Colocar remaches Panel 3X5 Ensamblado. Repite el paso 20 por el otro lado. Colocar remaches Cojinete Ensamblado. Une ahora cuatro sujeciones en L sobre un panel 3x11 con ayuda de cuatro remaches. Robotron Smart 123 Robot Bulldog Repite el paso 24. Ensamblado. Colocar remaches Paso 23 Pon un remache en el panel 3x5 del paso 23. Conecta la estructura más grande con la del paso 25. Colocar remaches Ensamblado. 124 Pon otro remache al panel 3x5 del otro lado. Ensamblado. Conecta la estructura más grande con la del paso 26. Colocar remaches Colocar remaches Monta ahora sobre una sujeción en V 1 panel 4 y un panel 6 con ayuda de cuatro remaches. Inserta un panel 6 sobre el panel 4 con cuatro remaches. Paso 32 Ensamblado. Une esa pequeña estructura a la mayor del paso 32. Robotron Smart 125 Robot Bulldog Colocar remaches Ensamblado. Colocar remaches Monta sobre el panel en T (paso 37) una sujeción en L con cuatro remaches. Colocar remaches Panel 3x9 Panel 3x11 Ensamblado. Monta aparte un panel 3x11 sobre dos paneles 3x9 formando una U. Ayúdate de ocho remaches. Módulo LED Colocar remaches Ensamblado. 126 Ensambla dos Módulos LED sobre los paneles 3x9 de esa U con ayuda de cuatro remaches. Sujeción en V Ensamblado. Colocar remaches Monta cuatro sujeciones en V sobre el panel 3x11 con ocho remaches. Colocar remaches Colocar remaches Ensamblado. Panel 3x9 Monta por otro lado dos paneles 3x9 con cuatro remaches y ocho remaches. Atiende a las posiciones en la imagen. Paso 45 Une uno de esos paneles 3x9 a la estructura en U a través de las sujeciones en V. Une el otro panel 3x9 del paso 46 a la estructura en U y también por las sujeciones en V. Robotron Smart 127 Robot Bulldog Ensamblado. Ensámblalas por donde indica la imagen a la sujeción en L. Prepara las estructuras de los pasos 39 y 49. Ensamblado (vista trasera). Controlador Vástagos Vástagos Ensamblado (vista frontal). 128 Sitúa tres vástagos en la posición que indica la imagen. Controlador Monta el Controlador sobre esos remaches. Ensamblado. P1 Conectar a A P2 Conectar a B Conecta el Motor DC de la izquierda a A y el de la derecha a B. Ensamblado. Conecta el Módulo LED de la izquierda a P1 y el de la derecha a P2. Ya tienes terminado tu “robot bulldog”. Robotron Smart 129 Robot Bulldog ¡Ahora que se mueva! Cómo hacer funcionar el bulldog Hoy hemos montado un “robot bulldog” que camina sobre 4 patas con 2 Motores DC. Vamos a comprender la estructura de enlaces y a probar el funcionamiento del “robot bulldog”. 1. Enciende el robot, configura el Modo en el número 1 y dale al botón de inicio (START). 2. El Módulo LED brilla al avanza el “robot bulldog”. El “robot bulldog” avanza cuando el Motor DC mueve los paneles. Encontrando formas en el “robot bulldog” Echa un ojo de cerca al “robot bulldog”. Vamos a localizar las formas ocultas. Ejemplo: el cuadrángulo formado entre los pies que están conectados en una estructura de enlaces y el suelo. 130 ¿Qué hemos aprendido hoy? Un perro con 4 patas camina más inestable que un insecto de 6 patas. ¿Entonces cuál podría ser la razón por la que el perro mantiene tan bien su centro de masa? Las patas, ( , ) y ( , ) del “robot bulldog” se mueven a la par. Escribe los números correctos de las patas entre paréntesis. ¿Hay alguna mascota robótica que te gustaría crear? ¿Qué características son necesarias para crear una mascota robótica? ¿Cuáles serían las ventajas y desventajas? Firma del profesor Robotron Smart 131 ROBOT HUMANOIDE Piezas del “Robot Humanoide” OBJETIVOS Ciencia Tecnología Centro de masa Engranajes Estructura de enlaces Ingeniería La estructura de un robot de 4 patas Arte El robot mascota que deseas Matemáticas Tipos de formas Controlador (x1) Panel 4 (x6) Módulo LED (x2) Sujeción en L (x16) Motor DC de co- Sujeción en V (x2) rriente continua (x2) Panel en T (x1) Marco 5x13 (x2) Soporte (x4) Panel 3x9 (x2) Vástago (x8) Panel 3x5 (x1) Rueda-guía (x1) Panel 2x3 (x8) Tornillo-estrella (x1) Panel 9 (x3) Panel 6 (x6) Pensemos en ello ¿Cómo caminamos? Caminamos sobre 2 piernas con una de ellas apoyada en el suelo. Podemos caminar sin tropezarnos incluso con tan solo 2 piernas, que en principio es de lo más inestable. Tal y como un perro de 4 patas es capaz de estabilizarse gracias a la cola, un humano puede caminar o correr gracias a la estabilidad que le aportan los brazos. Por lo tanto un Humanoide de 2 piernas que es similar a un humano tiene más ventajas, al ser capaz de desarrollar varias tareas gracias a la libertad que le aportan los brazos comparativamente con otros de 4 o 6 patas. Robot humanoide pedestre Llegados a este punto, ¿te has parado a comparar alguna vez la pata de un animal con la pierna de un humano? ¿Quién tendrá el pie/pata más grande comparativamente? (respecto al tamaño del cuerpo) Y además ¿qué papel desempeñan los brazos de un humano cuando este camina? 132 Vamos a aprender el principio científico Un humanoide es un robot que se asemeja a un humano; compuesto por cabeza, dos brazos y manos, 2 piernas y pies tal y como lo está un humano. Algunos de los primeros humanoides fueron creados en Corea. El nombre del chico es “Mahru” que significa “la cumbre” en coreano, y el de la chica es “Ahra” que viene del término que se emplea en coreano para decir “conocer”, ya que es un robot que reconoce a su dueño. Ojos: dos cámaras que sustituyen a los ojos de un humano Altura: 150cm. Peso: 67kg. Oídos: reacciona al sonido gracias a los micrófonos incorporados Brazos y manos: pueden libremente agarrar pequeños objetos como una taza o una cuchara Brazos y manos: capaces de caminar hasta a 1,2 km/h. Pies anchos para aumentar la superficie en contacto con el suelo Parece que “Mahru” tiene piernas y articulaciones que se pliegan y extienden. Cuanto mayor es el área del pie en contacto con el suelo, más estable es su caminar. No obstante el movimiento se volverá demasiado lento si es pie es más grande de lo necesario. Para que un humanoide se mueva con naturalidad como un humano, no sólo es vital el área del pie, sino que también lo es el movimiento de los brazos que controla la flexibilidad y equilibrio. El “robot humanoide” que vamos a construir es un robot de dos piernas conectadas por una estructura de enlaces y que puede caminar sin tropezar manteniendo el equilibrio realizando zancadas lo suficientemente grandes manteniendo el contacto con el suelo. Robotron Smart 133 Robot Humanoide ¡Vamos a montarlo! Motor DC Colocar remaches Panel 2x3 Monta primero dos Motores DC con dosrueda-guía y dos tornillo-estrella. Únelos respectivamente a dos paneles 2x3 con un total de cuatro remaches. Ensamblado. Colocar remaches Rueda Inserta cuatro remaches en dos ruedas y estas a los paneles 2x3 anteriores. Colocar remaches Ensamblado. Colocar remaches Panel 3 Pon sobre las ruedas dos paneles 3 con seis remaches. 134 Ensamblado. Colocar remaches Sujeción en L Panel 6 Monta aparte sobre un panel 6 un total de seis remaches y a cada lado una sujeción en L. Monta en total cuatro estructuras como la anterior. Monta uno de los Motores DC (paso 6) con dos de esas pequeñas estructuras (paso 8). Ensamblado. Panel 4 Colocar remaches Repite el paso 9. Panel en T Monta dos paneles 4 sobre un panel en T con cuatro remaches. Robotron Smart 135 Robot Humanoide Colocar remaches Panel 3X5 Ensamblado. Monta esta pieza sobre dos remaches en un panel 3x5. Módulo LED Ensamblado. Inserta cuatro remaches en el panel 3x5 y ensambla los Módulos LED. Colocar remaches Panel 5x13 Ensamblado. 136 Inserta cuatro remaches en un marco 5x13 y fija la estructura del paso 17. Colocar remaches Ensamblado. Sujeción en L Monta cuatro remaches sobre la marco 5x13 y ensambla sobre ellos dos sujeciones en L. Colocar remaches Panel 2x3 Ensamblado. Monta cuatro remaches en el marco 5x13 y, sobre éstos, dos paneles 2x3. Colocar remaches Sujeción en L Ensamblado. Ensambla cuatro remaches en el otro extremo del marco 5x13 y, sobre éstos, dos sujeciones en L. Robotron Smart 137 Robot Humanoide Sujeción en L Colocar remaches Panel 9 Ensamblado. Une aparte un panel 9 con dos sujeciones en L y dos remaches. Panel 5x13 Ensamblado. Colocar remaches Ensambla esta pequeña estructura en un nuevo marco 5x13. Colocar remaches Ensamblado. 138 Une otros cuatro remaches en la marco 5x13 y sobre estos dos sujeciones en L. Sujeción en L Ensamblado. Colocar remaches Al otro extremo de la marco 5x13 sitúa cuatro remaches, y sobre estos dos sujeciones en L. Colocar remaches Ensamblado. Inserta ocho remaches en las sujeciones en L de la estructura del paso 10. Ensamblado. Únelas sobre el marco 5x13 del paso 25. Robotron Smart 139 Robot Humanoide Colocar remaches Paso 33 El motor se mueve hacia la base del robot Colocar remaches Ensamblado (vista frontal). Fija la estructura del paso 33 a la del paso 37 por el lado opuesto. Ensamblado. Ensamblado (vista trasera). Panel 3x9 Colocar remaches Panel 2x3 Panel 3 Une un panel 2x3 y un panel 3 sobre un panel 3x9 con ayuda de 4 remaches. 140 Ensamblado. Trasera Colocar remaches Paso 40 Frontal Une esta pequeña estructura con la mayor que aparece en el paso 40. Ensamblado. Colocar remaches Panel 3 Panel 2x3 Ensambla otra estructura con un panel 2x3 y un panel 3 sobre un panel 3x9 con ayuda de 4 remaches. Ensamblado. Colocar remaches Trasera Frontal Paso 40 Une esta pequeña estructura con la mayor. Ensamblado. Robotron Smart 141 Robot Humanoide Controlador Colocar remaches Monta el Controlador sobre la estructura con ayuda de dos remaches. Ensamblado. Colocar remaches Panel 6 Panel 2x3 Une ahora un panel 6 con un panel 2x3 con ayuda de dos remaches. Ensamblado. Colocar remaches Panel 4 Panel 3 Monta un panel 4 y un panel 3 sobre la estructura del paso 53 utilizando cuatro remaches. 142 Ensamblado. Colocar remaches Sujeción en V Panel 4 Añade a la estructura del paso 54 una sujeción en V unida a un panel 4 usando 4 remaches. Ensamblado. Colocar remaches Panel 9 Añádele un panel 9 con dos remaches. Ensamblado. Paso 50 Colocar remaches Monta esta pequeña estructura en un lateral de la grande (paso 50) usando un remache. Frontal Ensamblado. Robotron Smart 143 Robot Humanoide Colocar remaches Panel 2x3 Repite la estructura del paso 51 simétricamente. Ensamblado. Colocar remaches Panel 3 Panel 4 Añádele un panel 4, un panel 3 y cuatro remaches. Ensamblado. Colocar remaches Sujeción en V Panel 4 Añade ahora una sujeción en V, un panel 4 y tres remaches. 144 Ensamblado. Colocar remaches Panel 9 Añade ahora un panel 9 usando 2 remaches. Ensamblado. Paso 50 Colocar remaches Frontal Monta esta pequeña estructura con un remache en el otro lateral de la grande (paso 50). Conectar a P1 Conectar aA Ensamblado. Conectar a P2 Conectar aB Conecta el Motor DC de la izquierda a A y el de la derecha a B. Conecta el Módulo LED de la izquierda a P1 y el de la derecha a P2. Y ya tienes terminado tu “robot humanoide”. Robotron Smart 145 Robot Bulldog ¡Ahora que se mueva! Cómo hacer funcionar el humanoide Hoy hemos montado un humanoide de 2 piernas. Vamos a ver cómo funciona. 1. Configura el Modo del Controlador en el número 1 y dale al botón de inicio (START). 2. Los LEDs se iluminarán mientras avanza. un robot es muy similar a un ser humano. La siguiente imagen los compara: Cabeza Cinco sentidos de un ser humano Piel y ropa Brazos y piernas 146 Habilidad para controlar con determinación Controlador Capacidad de detección Sensor del robot Diseño exterior Habilidad para realizar ejercicios Varias piezas de un robot Motor ¿Qué hemos aprendido hoy? Los humanos podemos detenernos o caminar sobre 2 piernas. Establece la razón por la cual un robot humanoide, a pesar de su grado de desarrollo, no puede moverse libremente como un ser humano. Un robot de 2 patas y otro de 6 tienen sus ventajas y desventajas. Establécelas. Ventaja Desventaja Robot de 2 patas Robot de 6 patas Vamos a hacer funcionar el “robot humanoide” Firma del profesor Robotron Smart 147 Robot Humanoide Crea el robot que te gustaría montar utilizando el Módulo de encendido y el Módulo LED, y descríbelo en este artículo. Informe para la fabricación de un robot Nombre del robot Temática Motivo de la fabricación Características Descripción de las características 148 ¿Qué hemos aprendido hoy? Hoja de respuestas Silla Voladora Indicador de Modo de Funcionamiento Puerto salida/entrada Conexión con el Motor DC a la derecha. Conexión con el Motor DC en la izquierda. Botón de inicio (START) Botón de Modo LED indicador de encendido Interruptor de encendido/ apagado del Robot Ángulo Robot Bicicleta La primera es la “inercia”, que mantiene en movimiento el “robot bicicleta”; y la segunda condición es la que permite a la bicicleta encontrar su propio centro. 17cm. Puedes medir en palmos con la mano, etc. Si comparamos uno y otro, la bicicleta es más inestable ya que tan sólo cuenta con 2 ruedas; aunque se le puede añadir algún tipo de apoyo para que sea igual de estable que un triciclo. Coche de Carreras Tren: sólo se desplaza a lo largo de esa línea (railes). Coche: puede ir a lo largo de todo un plano. La opción 4. Robotron Smart 149 Robot Humanoide Crea el robot que te gustaría montar utilizando el Módulo de encendido y el Módulo LED, y descríbelo en este artículo. Avioneta Informe para la fabricación de un robot El papel flota cuando le da el aire soplado desde la boca. La presión sobre la parte superior del papel es menor que la que sufre por debajo ya que el aire circula a más velocidad cuando soplas. El papel flota porque la corriente de aire pasa de alta a baja presión. La hélice necesita rotar rápidamente para permitir al avión avanzar y las alas necesitan ser aerodinámicas para producir la fuerza en la elevación. Molino de viento Molino de viento El engranaje pequeño. Sensor. Energía potencial Energía eléctrica Sensor de visión Boca Sensor de olfato Nariz Sensor de tacto Ojos Sensor de gusto Piel Circunferencia. Sensor de audición Oídos Sensor de visión y sensor de audición. 150 Robot Escarabajo El ciervo volante. Porque camina de modo más estable moviendo tres patas al mismo tiempo. El “robot escarabajo” y un escarabajo de verdad se desplazan moviendo 3 patas al mismo tiempo. No obstante, el “robot escarabajo” no es capaz de trepar árboles como un escarabajo de verdad. Robot Grúa Robot Grúa La cola, de ese modo, mantiene el equilibrio. Polea Fija Polea Móvil Balancín y abridor de botellas. Geo Joong Gi. Robot Humanoide La razón es que un humanoide no posee articulaciones flexibles como una persona y sus brazos no se mueven libremente como lo harían en un humano para mantener el equilibrio. Ventaja Ventaja Robot de 2 patas Similar a un humano Difícil mantener la estabilidad en movimiento Robot de 6 patas Movilidad muy estable Movimiento lento Si en lugar de uno de 3x5, usamos un panel de 3x11 para el pie de Robot Humanoide, el caminar se vuelve inestable en comparación con el panel de 3x5. Robotron Smart 151 Robot Humanoide Silla Voladora Avioneta Robot Escarabajo Robot Bulldog 152 Robot Bicicleta Molino De Viento Coche de Carreras Coche de Choque Robot Grúa Robot Humanoide ¡Descubre nuestros nuevos Cursos de iniciación a la Robótica en Madrid! Como viene siendo habitual, en Juguetrónica, ofrecemos durante todo el año talleres de robótica para que los más jóvenes aprendan a montar, programar robots y la electrónica que ello implica, dentro del mejor espacio, en las instalaciones del Museo de la Robótica, ubicado en Juguetrónica, C/ Alberto Aguilera Nº1. A cada minuto que pasa, la industria se basa más en el uso de robots, no sólo en áreas contemporáneas, como la aeronáutica, sino también en otras tradicionales, como la agrícola (p.e., en el uso de robots que caminan entre los cultivos detectando plagas y combatiéndolas). Sin embargo, apenas existen ámbitos educativos para actualizar a la población en lo que, sin duda, será nuestro futuro laboral y cotidiano. Para remediarlo, una vez más, Juguetronica quiere acercar a sus clientes al futuro inminente y tender un puente entre las personas corrientes y la tecnología más puntera. Por eso, proponemos estos Cursos de Robótica, pensados tanto para niños desde los 8 años como para estudiantes de FP, universitarios o simplemente aficionados interesados en aprender y formar parte del ahora tecnológico.