Robótica Educativa

La Robótica Educativa ayuda en el desarrollo e implementación de una nueva cultura tecnológica, permitiendo el entendimiento, mejoramiento y desarrollo de sus propias tecnologías, y es una experiencia que contribuye al desarrollo de la creatividad y el pensamiento de los estudiantes.
Su objetivo radica en la generación de entornos de aprendizaje basados fundamentalmente en la actividad de los estudiantes. Es decir, ellos podrán concebir, desarrollar y poner en práctica diferentes robots educativos que les permitirán resolver algunos problemas y les facilitarán al mismo tiempo, ciertos aprendizajes.


Situación de Aprendizaje para el armado de un Robot (Insecto)
Las áreas que proveen el conocimiento para esta situación de aprendizaje es la Biología en la cual se fundamentan los diseños tomando como base a los seres vivos y la naturaleza; la Electrónica con la cual se crean sus pequeños cerebros, principalmente a base de transistores; la Estética que nos permite darles un aspecto más sencillo y más agradable; y la Mecánica que es tan importante como su cerebro, la cual le da la funcionalidad necesaria para moverse, ya sea que caminen, brinquen o vuelen.

Para la elaboración de este robot, los mismos componentes serán la base o plataforma de ensamblaje y formarán parte del cuerpo. Si usamos la imaginación, la fuente de alimentación de energía estará a base de celdas fotovoltaicas, un capacitor electrolítico será el cuerpo del insecto y como antenas sus terminales, la cabeza la cual contendrá un cerebro lo podemos crear a partir de unos componentes discretos similares a un multivibrador biestable con transistores y si le agregamos un elemento de disparo para que cambie su estado y así tengamos la respuesta a un estímulo digamos la luz solar, entonces tendremos un cerebro funcional semejante a una simple neurona.

El diagrama que se utilizara para formar el cerebro es el siguiente:

Lista de Materiales
Celda solar, mínimo 2.5 volts
C1 = Capacitor de 3300 :F ó mayor a más de 16 volts
R = Resistor o resistencia de 2200 ohms
T1 = Transistor BC547
T2 = Transistor BC557
D1, D2, D3 = Diodo 1N4148
M = Motor de “pager” o similar (usado en el sistema vibratorio de teléfonos y bipers).

Para armarlo debemos conseguir los componentes. La fuente primaria de los mismos son los walkmans que no funcionen, de ahí se obtendrán motores, alambres y resortes. Así también a través de un Biper de antaño se obtendrá un motor pequeño y altamente eficiente denominado “motor de pager”, algunos transistores complementarios de uso general, capacitores y resistores; por último celdas solares que las obtendremos con 2 calculadoras solares.

FUNCIONAMIENTO
Al exponer el circuito a la luz solar la celda fotovoltaica comienza a cargar el capacitor C1, mientras tanto T1 y T2 permanecen en corte, la celda fotovoltaica no tiene la capacidad de corriente para poner en funcionamiento al motor, por lo que el circuito se comporta de una forma similar a una compuerta de disparo, esto quiere decir que cuando el capacitor tenga el suficiente nivel de carga, el voltaje a través de M y R provocará que el voltaje en la base de T2 se incremente.

Dicho incremento debe superar el umbral determinado por la suma de voltajes de umbral de los diodos el cual es aproximadamente 0.6 V X 3 = 1.8 Volts. Cuando el umbral sea superado, entonces los diodos entrarán en conducción provocando una corriente de base T2 que lo llevará a saturación por un breve lapso de tiempo, a su vez la corriente de colector de T2 será enviada a la base de T1 provocando a su vez que éste sature y el motor entre en funcionamiento y la duración dependerá de la capacidad del capacitor. Cuando el capacitor se descargue T1 y T2 se van a corte hasta que el ciclo se repita y de nuevo se cargue C1. Si observamos el ciclo de encendido y apagado se incrementa en presencia de mayor luz solar, y al estar en lugar sombreado el circuito no funciona o podemos decir que está en “reposo”. Se usa como cuerpo el capacitor, colóquese las dos celdas solares en serie para lograr aproximadamente 2.5 volts. El circuito está armado simulando la cabeza -sin el uso de impreso o calcomanía-, las soldaduras y terminales de los componentes le dan la rigidez necesaria.

Con dos clips se formarán las patas para que no se tenga contacto con el piso y así poder colocar el motor de “pager” con contrapeso del sistema vibratorio al frente. Todo está pegado con silicón “caliente”.

El robot resultante que se obtendrá se muestra en las siguientes figuras: