Controlador
El Arduino ejecutará el programa.
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SESIÓN 03 · ROBÓTICA
Programamos un semáforo antes de construirlo
Hoy diseñamos su programa; en la próxima clase lo probaremos en el circuito.
Objetivo
Diseñar una secuencia repetitiva con tres salidas, simularla con compañeros y corregir errores antes de conectar componentes.
Preparen su espacio
Usen libreta, lápiz y una hoja por equipo. Pueden utilizar colores o tarjetas roja, amarilla y verde; si no tienen, representen cada luz con la mano.
Hoy no necesitan pilas, computadora ni montar el circuito. Usaremos instrucciones escritas como bloques para planear lo que después construiremos en mBlock.
Abrir hoja del equipo para imprimirReglas para trabajar juntos
Mantengan el material en la mesa, escuchen al lector del programa y simulen en su lugar. No hace falta correr. Los cuatro deben poder explicar la secuencia.
Ruta de la sesión
| Momento | Tiempo | Qué hacemos |
|---|---|---|
| Inicio | 7 min | Recuperamos el LED y presentamos el reto. |
| Conocemos las instrucciones | 10 min | Entendemos ALTO, BAJO, esperar y repetir. |
| Ejemplo | 5 min | Leemos el parpadeo de un LED. |
| Diseño por equipos | 18 min | Escribimos la secuencia del semáforo. |
| Simulación humana | 5 min | Ejecutamos las instrucciones y buscamos errores. |
| Entrega y cierre | 5 min | Corregimos, entregamos y copiamos en la libreta. |
INICIO · 7 MINUTOS
Un LED fue el comienzo
En la sesión anterior encendimos una luz. ¿Qué instrucciones necesitaríamos para controlar tres?
Salidas
Los LED rojo, amarillo y verde mostrarán el resultado.
El programa es un conjunto ordenado de instrucciones. mBlock permite representarlas con bloques. Este semáforo usará tiempos fijos; no incluye un sensor.
| Luz | Pin digital |
|---|---|
| Rojo | 8 |
| Amarillo | 9 |
| Verde | 10 |
EXPLICACIÓN · 10 MINUTOS
Las instrucciones que necesitamos
Los siguientes son bloques didácticos. Puedes copiarlos como rectángulos; su nombre y apariencia pueden variar en mBlock según la placa y la versión.
AL INICIAR ARDUINO
Marca dónde comienza el programa. Primero dejamos las tres luces apagadas.
POR SIEMPRE
Repite las instrucciones que contiene. Se coloca dentro del programa iniciado por Arduino.
FIJAR PIN DIGITAL 8 A ALTO
Establece un nivel alto (HIGH) en el pin 8. Con la conexión que usaremos, enciende el LED rojo.
FIJAR PIN DIGITAL 8 A BAJO
Establece un nivel bajo (LOW), cercano a 0 V, en el pin 8. Con nuestra conexión, apaga el LED rojo.
ESPERAR 1 SEGUNDO
Detiene el avance de esta secuencia durante un segundo. El estado de las luces se conserva; esperar no las apaga.
Cómo interpretamos ALTO y BAJO
En el montaje posterior usaremos pines configurados como salida, cada LED con su propia resistencia hacia GND. Así, ALTO enciende y BAJO apaga. La resistencia limita la corriente; no la sustituye el programa.
Referencia: Arduino · Niveles HIGH y LOW en salidas digitales.
EJEMPLO · 5 MINUTOS
Primero, hacemos parpadear un LED
AL INICIAR ARDUINO
FIJAR PIN DIGITAL 8 A BAJO
POR SIEMPRE
FIJAR PIN DIGITAL 8 A ALTO
ESPERAR 2 SEGUNDOS
FIJAR PIN DIGITAL 8 A BAJO
ESPERAR 2 SEGUNDOS
- ¿De qué color es el LED que conectaremos al pin 8?
- ¿Cuánto tiempo está encendido? ¿Cuánto tiempo apagado?
- ¿Qué cambiarías para que parpadeara más rápido?
Revisar el ejemplo
El pin 8 corresponde al rojo. Permanece 2 segundos encendido y 2 apagado. Puedes reducir ambos tiempos de espera para que parpadee más rápido.
RETO · 18 MINUTOS
Diseñen su programa en equipo
Transformen el ejemplo de una luz en un semáforo. Antes de consultar una solución, escriban su propuesta y recorran sus instrucciones.
| Rol | Responsabilidad |
|---|---|
| Programador | Propone las instrucciones y escucha las ideas del equipo. |
| Secretario | Escribe el programa de forma clara. |
| Verificador | Comprueba orden, pines y que no queden dos luces encendidas. |
| Simulador | Guía una primera ejecución y señala qué ocurre. |
Condiciones del reto
- Al comenzar, apaga los pines 8, 9 y 10.
- Repite la secuencia: verde durante 4 segundos → amarillo durante 1 segundo → rojo durante 4 segundos.
- Apaga cada luz antes de encender la siguiente. Las otras dos deben permanecer apagadas durante cada espera.
- Coloca toda la secuencia repetitiva dentro de POR SIEMPRE.
El orden en que se encienden las luces es 10 → 9 → 8, aunque la tabla de pines esté escrita como rojo, amarillo y verde.
Necesitamos una pista
Para cada luz necesitas tres acciones: encender → esperar → apagar. Luego empieza la siguiente. “Esperar” no apaga el pin por sí solo.
SIMULACIÓN HUMANA · 5 MINUTOS
Ahora ustedes ejecutan el programa
Tres integrantes representan las luces roja, amarilla y verde. El cuarto lee las instrucciones como si fuera Arduino. Para esta fase cambien los roles anteriores por estos cuatro papeles.
- Todos comienzan con la mano o tarjeta abajo.
- Al escuchar su pin en ALTO, la luz correspondiente levanta la mano o tarjeta. Con BAJO, la baja.
- Quien lee cuenta los segundos de cada espera antes de avanzar. Nadie cambia su estado si el programa no se lo pide.
- Ejecuten dos vueltas y comprueben que vuelve a verde al terminar rojo.
- Anoten un error y su corrección. Si no encuentran errores, escriban qué verificaron para confirmarlo.
Depurar es encontrar y corregir errores
Si dos luces quedan encendidas, busquen el apagado que falta. Si una luz se enciende y se apaga casi de inmediato, revisen si falta una espera.
Comparen después de intentarlo
Mostrar una solución posible · abrir después de diseñar y simular
Hay un solo inicio. Dentro de él apagamos los tres pines una vez y después repetimos la secuencia dentro de “Por siempre”.
AL INICIAR ARDUINO
FIJAR PIN DIGITAL 8 A BAJO
FIJAR PIN DIGITAL 9 A BAJO
FIJAR PIN DIGITAL 10 A BAJO
POR SIEMPRE
FIJAR PIN DIGITAL 10 A ALTO
ESPERAR 4 SEGUNDOS
FIJAR PIN DIGITAL 10 A BAJO
FIJAR PIN DIGITAL 9 A ALTO
ESPERAR 1 SEGUNDO
FIJAR PIN DIGITAL 9 A BAJO
FIJAR PIN DIGITAL 8 A ALTO
ESPERAR 4 SEGUNDOS
FIJAR PIN DIGITAL 8 A BAJO
El ciclo dura aproximadamente 9 segundos, sin contar el tiempo muy pequeño de ejecutar las instrucciones. En las transiciones puede haber un instante con las tres luces apagadas; no quedan dos luces encendidas a la vez.
ENTREGA Y CIERRE · 5 MINUTOS
Hoja de programa del equipo
Título de la evidencia: Diseño del programa de un semáforo en mBlock.
- Nombres de los cuatro integrantes y grupo.
- Tabla de colores y pines.
- Programa completo con inicio, estados BAJO y repetición.
- Dibujo pequeño del semáforo.
- Error encontrado y corrección; o verificación realizada si no hubo errores.
Entrega una hoja por equipo al profesor. Después, cada integrante copia la versión corregida en su libreta. Si el profesor solicita una fotografía, nómbrala Semaforo_Equipo_1, cambiando el número por el de tu equipo, y envíala por el medio que él indique.
La evidencia se entrega al profesor; esta página es de consulta y no recibe archivos.
Abrir hoja imprimible del equipoEn la próxima clase
Conectaremos tres LED, cada uno con su resistencia, a los pines 8, 9 y 10. Construiremos el programa en mBlock y, con ayuda del profesor, lo cargaremos al Arduino para comparar el funcionamiento real con la simulación.
Conserva tu programa corregido: será el punto de partida del montaje.