Antes de...
Justificación pedagógica
Esta actividad busca que el alumnado comprenda la aplicación de la intensidad sonora y la repetición rítmica como herramientas de alerta y supervivencia. Los cadetes descubrirán cómo integrar sensores acústicos en un sistema robótico para que este cumpla una función de vigilancia activa y aviso temprano ante la presencia del enemigo.
- Qué explicar. El docente explicará cómo la intensidad sonora (volumen del ruido detectado) y la repetición rítmica se utilizan para diseñar un sistema de alerta acústica. Se analizará cómo la tecnología permite transformar un estímulo del entorno (los pasos del enemigo) en una señal comunicativa que nos permita reaccionar a tiempo.
- Qué hacer. El alumnado programará el robot para que patrulle de forma continua mediante bucles (para siempre). Integrarán el sensor de sonido para que, al detectar un ruido alto, el robot detenga su movimiento e inicie una alarma sonora rítmica que nos avise de que un enemigo se aproxima.
- Vinculación curricular. Se trabaja la Competencia específica 4 sobre la creación de propuestas artístico-musicales con herramientas tecnológicas. Se vincula con los saberes de parámetros del sonido como medio de expresión (B.2.2.1), los procedimientos compositivos básicos como la repetición (B.3.2.1) y el desarrollo de proyectos musicales con nuevas tecnologías (B.3.2.3).
- Vínculo narrativo. Durante la misión necesitaremos saber si un enemigo viene a la posición donde nosotros estamos. Por ello, vamos a programar el robot para que nos avise en cuanto detecte el ruido que puede hacer el enemigo; de esta forma, podremos ocultarnos antes de que nos vea y evitar que nuestra posición sea descubierta.
Objetivo
El objetivo principal es programar un sistema de vigilancia acústica en el robot para detectar infiltraciones mediante el análisis de la intensidad sonora y la comprensión de la diferencia entre sonido y ruido.
Para lograrlo, cada estudiante diseñará un algoritmo de alarma utilizando la repetición rítmica y variaciones de dinámica, asegurando que la secuencia sonora cumpla de forma lógica su función comunicativa de seguridad.
Finalmente, mediante el uso de herramientas tecnológicas, configurarán la respuesta automática del robot para que detenga su marcha y emita la señal de alerta ante ruidos altos, logrando así un mecanismo de defensa eficaz para proteger la estación submarina.
Conocimientos previos microbit y Make Code
En esta sección encontramos todos los conocimientos necesarios para poder trabajar con Micro:bit y MakeCode:
Presentación sobre el entorno Makecode y la placa microbit.
Vídeo sobre el funcionamiento y primeros pasos con la placa microbit.
Prácticas para familiarizarnos con entorno Makecode y la placa microbit..
Comencemos con los conocimientos necesarios para poder trabajar con micro:bit y MakeCode.
Para ver a pantalla completa clicamos en presentación
Video que nos muestras el funcionamiento y primeros pasos con microbit:
Ya estamos listos para conocer el Kit IoT
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Conocimiento previos de Maqueen plus v2
Ahora veremos lo que necesitamos saber de Maqueen plus v2:
- Presentación Maqueen plus v2
- Video sobre el funcionamiento de los componentes del kit
- Presentación con diferentes prácticas que nos ayudarán a entender las aplicaciones de este Kit.
¿Qué necesitas preparar?
Antes de la sesión de acompañamiento es conveniente:
- Presentar el REA al alumnado.
- Mostrar al alumnado el dispositivo Maqueen plus v2 y Micro:bit, su funcionalidad y uso.
- Mostrar al alumnado la interfaz de Makecode. De esta forma, en el acompañamiento podremos centrarnos en cómo programar por bloques y la sesión será más ágil.
Además, necesitarás este material: - Un portátil por cada dos alumnos/as (máximo 3) con conexión a internet.
- Documentos:
- Documento para el docente (pdf)
- Documento para el docente (doc)
- Diario de aprendizaje (será necesario uno por grupo de alumnos o como especifique el docente)
Desarrollo de la actividad
- Desarrollamos los pasos que deberá seguir el alumnado para poder realizar con éxito la misión.
- Acceso a MakeCode : A través de la web MakeCode. Para descargar la aplicación y trabajar offline, habrá que ir a Descargar Scratch y elegir el sistema operativo de nuestro dispositivo.
Paso 1. Preparando el entorno (Instalación)
Antes de empezar, necesitamos enseñar a MakeCode cómo "hablar" con el robot Maqueen.
- Entrar en MakeCode para micro:bit.
- Hacer clic en la rueda dentada o en el menú "Extensiones"
- En el buscador, escribir: Maqueen.
- Seleccionar la extensión oficial (suele ser de DFRobot).
- Resultado. Aparecerá un nuevo menú de bloques (generalmente de color verde o rojo) con las funciones específicas del robot (Motores, LEDs, Sensor de línea, etc.).
Paso 2. Bucle principal y condicional
El objetivo de este paso es crear la estructura general que permitirá al robot comprobar constantemente el nivel de ruido del entorno y decidir qué acciones tomar basándose en esa información.
- Arrastra el bloque para siempre de la categoría Básico para crear una repetición infinita que procese instrucciones en tiempo real.
- Inserta el bloque condicional si ... entonces ... si no de la categoría Lógica para que el robot tome una decisión basada en si detecta un sonido fuerte o no.
- Añade la condición matemática ... < ... de la categoría Lógica y coloca en su lado izquierdo el bloque nivel de sonido de la categoría Entrada, fijando el valor de la derecha en 128, para comparar el ruido ambiental con el umbral establecido.
Paso 3. Movimiento continuo si hay poco ruido
En este bloque programaremos la secuencia de movimiento que el robot ejecutará de forma continua siempre que el nivel de sonido sea inferior a 128 (condición verdadera).
- Coloca el bloque activar dos motores hacia adelante velocidad 60 de la categoría Maqueen Plus V2 debajo del "entonces" para enviar la orden física a los motores.
- Inserta el bloque pausa (ms) 1000 de la categoría Básico para mantener la orden de avance durante 1 segundo completo.
- Añade el bloque activar motor izquierdo hacia adelante velocidad 30 para reducir su velocidad pero seguir avanzando.
- Incorpora el bloque activar motor derecho hacia atrás velocidad 30 para invertir su giro, transformando la señal en una rotación.
- Finaliza esta secuencia con el bloque pausa (ms) 500 de la categoría Básico para que el giro del robot se mantenga exactamente durante medio segundo.
Paso 4. Parada y melodía al detectar ruido
Aquí definiremos el comportamiento del robot cuando detecte que el nivel de sonido es igual o superior a 128 (condición "si no"). El robot deberá pararse y reproducir una melodía.
- Sitúa el bloque detener dos motores de la categoría Maqueen Plus V2 dentro del apartado "si no" para detenerse inmediatamente al escuchar ruido.
- Añade el bloque reproduce secuencia melodía ... en tempo 120 (bpm) en modo hasta que termine de la categoría Música dibujando la primera secuencia de notas.
- Inserta un segundo y tercer bloque de melodía para diseñar el resto de los fragmentos y finalizar la composición sonora.
Paso final. Cierre
Con estos pasos hemos completado la programación. Ahora nuestro Maqueen Plus V2 avanzará y girará libremente mientras el entorno se mantenga silencioso, pero se detendrá en seco y reproducirá una melodía de tres fragmentos en cuanto detecte un ruido fuerte.
En este enlace podemos acceder al código completo
Comenzamos - Escuadrón de música
¡Equipo de Ingeniería acústica, iniciamos el protocolo de sigilo!
Para asegurar el éxito de nuestra misión, usaremos un vigía para alertarnos de cualquier peligro. Nuestro objetivo es programar el robot para que nos avise de cualquier amenaza que afecte a nuestra infiltración.
Para que nuestro equipo se infiltre eficazmente, necesitamos que nuestra unidad reaccione ante estímulos sonoros para alertarnos del peligro. Vamos a crear una alerta de seguridad que se activará solo cuando detectemos una señal acústica alta. Por lo que deberemos de entender lo importantes que son la intensidad sonora y la repetición rítmica, a la hora de crear una alarma.
Visualizamos el vídeo
Aquí tenemos un vídeo que nos ayudará con los pasos que debemos de seguir.
Lectura facilitada
¡Atención, equipo de ingeniería acústica!
Nuestra misión es entrar en la base de datos sin hacer ruido. Para que no nos descubran, el robot debe moverse aprovechando los sonidos que hay a su alrededor.
🤫 ¿Cuál es nuestro objetivo?
Queremos que nuestro robot sea invisible. En lugar de moverse haciendo ruido, aprenderá a moverse solo cuando escuche una señal.
👏 ¿Qué vamos a programar?
Vamos a crear una coreografía de seguridad.
El robot estará quieto y solo se moverá cuando detecte un sonido fuerte, por ejemplo:
- Una palmada.
- Un golpe seco.
Al escuchar ese sonido, el robot realizará movimientos rápidos para escapar o esconderse.
📋 Antes de empezar la misión
Para que todo salga bien, debemos estudiar los planes.
- Busca el botón que dice “nos preparamos”.
- Haz clic en él para ver los manuales y consejos.
- Así tendrás toda la información para superar el reto con éxito.
Recuerda. Tu robot debe ser como un ninja: solo se mueve cuando el sonido lo protege.
¡Protocolo de sigilo activado! ¿Estáis listos?
Nos preparamos
Aquí recordamos cómo funcionaba Makecode y Micro:bit. Revisaremos la práctica de conexión para entender cómo interactúa la placa con el chasis del robot. Especialmente importante revisar la categoría de "Bucles" (loops) para no repetir código innecesariamente.
Para ver a pantalla completa clicamos en presentación
Aquí recordamos cómo funciona la extensión Maqueen.
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Reto de la misión
Aquí tenemos las fases de la programación que nos servirán como guía.
Fase 0. Preparando nuestro entorno de misiones.
Antes de comenzar nuestra aventura musical con el robot, debemos asegurarnos de que nuestro taller digital tenga todas las piezas necesarias para comunicarse con el Maqueen Plus V2.
- Nuestro reto. Configurar el editor de programación para que reconozca los motores y las funciones especiales de nuestro robot.
- Pista de investigación. ¿En qué botón con forma de rueda dentada podemos buscar la opción de "extensiones" para escribir el nombre de nuestro robot y añadir sus bloques de colores?
- Comprobación / visualización. Observamos que, al instalar la extensión de DFRobot, aparece un nuevo catálogo de bloques específicos para controlar los motores y sensores del vehículo.
Fase 1. El guardián del silencio.
Nuestro robot necesita estar siempre atento a lo que ocurre a su alrededor, escuchando si el ambiente está en calma o si hay demasiado ruido para seguir moviéndose.
- Nuestro reto. Crear una estructura de pensamiento que analice constantemente si el nivel de sonido es menor a 128.
- Pista de investigación. ¿Qué bloque de la categoría básico nos permite repetir acciones para siempre y qué bloque de la categoría lógica nos ayuda a elegir entre dos caminos según lo que escuche el sensor de entrada?
- Comprobación / visualización. Comprobamos que nuestro código ahora tiene dos secciones preparadas: una para el silencio (cuando la condición es verdadera) y otra para el ruido (cuando no se cumple).
Fase 2. Bailando en la calma.
Cuando el entorno está tranquilo, nuestro robot aprovechará para realizar una coreografía combinando un avance decidido con un giro elegante.
- Nuestro reto. Programar una secuencia donde el robot avance un segundo y luego gire sobre sí mismo durante medio segundo.
- Pista de investigación. Si queremos que el robot gire en el sitio, ¿cómo deberían moverse los motores en la categoría Maqueen Plus V2? ¿Qué pasaría si uno va hacia adelante y el otro hacia atrás a la misma velocidad?
- Comprobación / visualización. Percibimos que, mientras hay silencio, el robot avanza en línea recta y luego realiza un giro rítmico de forma repetida.
Fase 3. La estatua musical.
En el momento en que detectemos un sonido fuerte, como una palmada o un grito, el robot debe interrumpir su baile, quedarse quieto y empezar su actuación musical.
- Nuestro reto. Detener los motores de inmediato y reproducir una melodía completa dividida en tres partes.
- Pista de investigación. ¿Qué bloque de la categoría Maqueen Plus V2 detiene el movimiento al instante y qué bloques de la categoría música nos permiten dibujar nuestras propias notas para que suenen una tras otra?
- Comprobación / visualización. Observamos que, al hacer ruido, el robot se congela y comienza a emitir los fragmentos musicales que hemos diseñado en el orden correcto.
Fase 4. Conectando la placa al mundo real.
Ha llegado el momento de que nuestra programación cobre vida y pase de la pantalla al cuerpo metálico de nuestro robot.
- Nuestro reto. Conectar nuestra placa micro:bit al robot Maqueen para que ejecute nuestra rutina de música y movimiento de forma autónoma.
- Pista de investigación. Utilizaremos el cable USB para descargar el programa en la placa. Después, ¿cómo debemos encajar la placa en el robot y qué interruptor debemos activar para que las ruedas tengan energía?
- Comprobación / visualización. Comprobamos que, al poner el robot en el suelo, este patrulla felizmente y se detiene a cantar en cuanto detecta un sonido fuerte a su alrededor.
Nuestras herramientas de apoyo
- Consejo lógico. Imaginemos que el bloque "si no" es como un interruptor de emergencia; el robot solo entrará ahí cuando el sensor de sonido detecte que hemos superado el límite de ruido.
- Consejo hardware/físico. Al probar el sonido, asegúrate de que el altavoz del robot esté encendido o que la micro:bit esté bien conectada, ya que algunos robots tienen un pequeño interruptor para el zumbador.
Nuestra autocomprobación
- ¿Hemos identificado correctamente qué activador inicia cada secuencia lógica? (Sí/No)
- ¿Observamos que el comportamiento coincide con el orden lógico visible en la captura? (Sí/No)
- ¿Hemos colocado las pausas de tiempo adecuadas para que se note la diferencia entre el avance y el giro? (Sí/No)
Un poco de ayuda
Montamos nuestro código
En este apartado podemos acceder al código necesario pero desmontado, nosotros tendremos que ensamblarlos de la forma adecuada.
¡Buena suerte!
Aprendo, pienso y crezco
Aprendo , pienso y crezco
El diario de aprendizaje es nuestro informe de la misión personal de "espía profesional". No sirve para copiar teoría, sino para reflexionar sobre cómo hemos aprendido y cómo hemos resuelto los posibles problemas.
- Diario de aprendizaje (será necesario uno por grupo de alumnos o como especifique el docente)
Después de...
Una vez que el código funcione correctamente en la placa controladora, realizamos una validación cruzada con el resto de la clase. Es el momento de exponer nuestro trabajo a toda la academia.
Organización de los equipos
- Equipo de análisis (matemáticas). Presentaremos los datos recogidos sobre la calibración de ángulos y figuras geométricas.
- Equipo de táctica (educación física). Presentaremos los resultados sobre la maniobrabilidad, los giros y el control de la inercia.
- Equipo de ingeniería acústica (música). Presentaremos el ajuste del sensor de sonido para detectar al enemigo.
1. Roles del equipo
Para la exposición, dividimos el trabajo en tres misiones para que todo el mundo participe:
- La portavocía. Explica el objetivo de la misión y las conclusiones alcanzadas.
- La parte técnica. Maneja el robot en directo y muestra el funcionamiento del código.
- El análisis. Explica los datos matemáticos, los tiempos de espera y responde a las dudas sobre posibles fallos.
2. Objetivo y programación (¿Qué y por qué?)
Explicamos la lógica de nuestro código y su utilidad para la misión:
- El objetivo. ¿Qué queríamos conseguir con el movimiento del robot? (ej. trazar un cuadrado perfecto, esquivar un obstáculo rápido o moverse solo con ruido).
- Los bloques (entradas y salidas). ¿Qué bloques hemos usado para controlar los motores? Explicamos cómo las pausas (en milisegundos) afectan al giro o cómo el sensor de sonido activa las ruedas.
3. Diario de errores y soluciones
Documentamos las dificultades que hemos superado durante las pruebas:
- Errores de calibración. ¿Tuvimos problemas porque el robot giraba más de la cuenta? ¿El suelo del aula resbalaba y afectaba al movimiento?
- Solución. explicamos cómo ajustamos los números en el bloque de "pausa" o la potencia de los motores para corregir el error y lograr la precisión necesaria.
4. Comprobación y conclusiones
Analizamos si el robot es fiable en su navegación. Comparamos los resultados:
- Contraste. ¿Cómo se comportaba el robot con las pilas cargadas frente a cuando estaban bajas? ¿Necesitaba más tiempo para hacer el mismo giro?
- Conclusión. ¿Es precisa nuestra programación o el robot tiende a desviarse tras varios movimientos? Reflexionamos sobre la importancia de la fricción y la energía.
5. Formato de presentación
Elegimos el formato que mejor demuestre nuestras competencias para exponer la guía anterior:
- Opción A - Demo en vivo. Realizamos una prueba real en clase. Colocamos el robot en el suelo y demostramos la maniobra (el cuadrado, el giro táctico o el avance por sonido) delante de los demás equipos.
- Opción B - Esquema del código. Hacemos una captura de pantalla de nuestra programación en MakeCode y dibujamos flechas para explicar el flujo: identificamos dónde está la orden de movimiento, el tiempo de espera y la parada.
- Opción C - Tabla de datos. Generamos una tabla en nuestro cuaderno o pizarra comparando los tiempos de programación (ms) con el ángulo real conseguido (grados).