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SESIÓN 04 · ROBÓTICA

Señal luminosa de emergencia

Construimos un circuito con un LED y programamos nueve destellos con Arduino.

Propósito y aprendizaje

Aplicar secuencias, tiempos y salidas digitales para comunicar mediante luz.

50 minutos sugeridosEquipos de cuatroPin digital 8

Reseña de la sesión

Construiremos un circuito con LED y resistencia en serie. El Arduino controlará una secuencia de tres destellos cortos, tres largos y tres cortos; después diseñaremos otro patrón.

Prototipo para aprender

Este circuito repite una señal programada. No detecta emergencias por sí solo ni funciona como sistema de rescate.

Materiales

  • Arduino Uno o Nano clásico de 5 V, cable USB de datos y computadora con Arduino IDE preparado por el profesor.
  • Protoboard, LED rojo y resistencia de 220 Ω o 330 Ω.
  • 2 cables Dupont macho–macho para el montaje indicado. Si el Nano se inserta directamente, sigue la distribución que revise el profesor.
  • Libreta, lápiz y archivo del programa descargado.

Actividad de inicio · 5 minutos

Retomen su propuesta sobre México y tecnología: ¿cómo podría una luz comunicar algo más que “encendido” o “apagado”?

Representen con una mano tres señales cortas, tres largas y tres cortas. Otra persona intenta reconocer la secuencia. No necesitan correr ni apagar las luces del salón.

Desarrollo 1 · Comprender el patrón · 8 minutos

Usaremos una unidad de tiempo de 250 milisegundos (0.25 segundos). Un destello largo dura tres unidades.

Tiempos del programa
ParteUnidadesDuración
Destello corto1250 ms
Destello largo3750 ms
LED apagado entre destellos1250 ms
Pausa final antes de repetir71 750 ms

Los nueve destellos forman una sola señal: corto, corto, corto, largo, largo, largo, corto, corto, corto. Dentro de ella se conserva la misma separación corta entre todos los destellos; no añadimos pausas de letra entre los tres grupos. Para distinguir repeticiones en esta práctica dejamos siete unidades al final.

Nueve destellos: tres de 250 ms, tres de 750 ms y tres de 250 ms, separados por 250 ms; pausa final de 1750 ms.
El ancho de cada barra representa el tiempo encendido. Cada vuelta del ejemplo dura 7.5 segundos. Ampliar esquema

Desarrollo 2 · Montar el circuito · 12 minutos

Desconecta USB y cualquier otra fuente antes de armar. Repartan tareas de montaje, revisión, programación y registro.

D8 → resistencia → ánodo del LED → cátodo del LED → GND

  1. Identifica D8 y GND por las etiquetas de tu placa. D8 es el número del pin digital, no el octavo contacto contado desde un extremo.
  2. En el protoboard, coloca un cable de D8 a A5. Inserta la resistencia entre C5 y A10.
  3. Coloca el ánodo del LED en C10 y el cátodo en C15. Usa nodos diferentes; recuerda que las patas largas pueden haber sido cortadas.
  4. Conecta E15 a GND. A5 y C5 están unidos internamente; A10 y C10 también, al igual que C15 y E15.
  5. Comprueba resistencia en serie, polaridad y ausencia de un puente directo entre D8 y GND. Pide la revisión del profesor antes de conectar el USB.
Circuito de un LED externo: pin digital D8, resistencia de 220 o 330 ohmios, ánodo, cátodo y regreso a GND.
Esquema eléctrico con las coordenadas del montaje. El pin 5V no se utiliza en este circuito. Ampliar esquema

Los rieles laterales no son necesarios en este ejemplo. Si el montaje no cabe con las patas de tus componentes, el profesor puede cambiar los números manteniendo los mismos nodos compartidos.

Desarrollo 3 · Programar y cargar · 15 minutos

  1. Descarga y abre senal_sos.ino en Arduino IDE. Si pide crear una carpeta con ese nombre, acepta.
  2. Revisa PIN_LED = 8 y localiza dónde se fijan los tiempos.
  3. Selecciona la placa exacta y el puerto que indique el profesor. Los nombres de los menús pueden variar según la versión del IDE.
  4. Con el montaje revisado, conecta el USB. Verifica el programa y súbelo a la placa.
  5. Cuenta los destellos del LED externo y compara con el patrón esperado. Conserva una copia del programa original.
Ver el programa completo
// AulaBot - 3.o de secundaria - Sesion 4
// Arduino Uno o Nano clasico de 5 V. LED externo en D8.
// D8 -> resistencia de 220/330 ohm -> anodo LED; catodo -> GND.
const byte PIN_LED = 8;
const unsigned int UNIDAD = 250; // milisegundos

void destello(unsigned int encendido, unsigned int apagado) {
  digitalWrite(PIN_LED, HIGH);
  delay(encendido);
  digitalWrite(PIN_LED, LOW);
  delay(apagado);
}

void setup() {
  pinMode(PIN_LED, OUTPUT);
  digitalWrite(PIN_LED, LOW);
}

void loop() {
  // Tres cortos
  destello(UNIDAD, UNIDAD);
  destello(UNIDAD, UNIDAD);
  destello(UNIDAD, UNIDAD);

  // Tres largos: cada uno dura tres unidades
  destello(3 * UNIDAD, UNIDAD);
  destello(3 * UNIDAD, UNIDAD);
  destello(3 * UNIDAD, UNIDAD);

  // Tres cortos; despues del ultimo, pausa de siete unidades
  destello(UNIDAD, UNIDAD);
  destello(UNIDAD, UNIDAD);
  destello(UNIDAD, 7 * UNIDAD);
}
Qué hace cada instrucción
InstrucciónSignificado
pinMode(PIN_LED, OUTPUT)Configura D8 como salida.
digitalWrite(..., HIGH)Establece nivel alto: con esta conexión, el LED enciende.
digitalWrite(..., LOW)Establece nivel bajo: con esta conexión, el LED apaga.
delay(...)Espera la cantidad de milisegundos indicada; no cambia por sí mismo el estado del LED.
destello(encendido, apagado)Nuestra función reúne un encendido y el tiempo de apagado que le sigue.
setup() / loop()setup se ejecuta al iniciar; loop se repite mientras la placa está funcionando.

Desarrollo 4 · Probar y modificar · 7 minutos

  1. Comprueba dos vueltas: nueve destellos en orden y una pausa final reconocible.
  2. Si no enciende, desconecta antes de tocar cables. Revisa pin 8, GND, polaridad, nodos y resistencia. Si falla la carga, revisa con el profesor la placa, el puerto y el cable de datos.
  3. Para cambiar la velocidad conservando el SOS, modifica UNIDAD, por ejemplo a 400. Los destellos largos seguirán durando el triple.
  4. En una copia, crea un patrón propio de advertencia. Anota sus tiempos y el significado que le asignó el equipo. Si cambias el orden de los destellos, ya no lo llames SOS.
  5. Pide a otro equipo que interprete el patrón. Registra qué reconoció y qué tendrías que aclarar.

Cierre · 3 minutos

  1. ¿Por qué conectamos el LED a un pin digital en esta práctica?
  2. ¿Qué diferencia hay entre esperar 250 ms y apagar el LED?
  3. ¿Qué determina que otra persona pueda entender una señal luminosa?

Evidencia solicitada

  • Circuito funcionando y explicado al profesor; fotografía o video solo si lo solicita.
  • Archivo del programa original y la copia con su patrón modificado.
  • Registro en libreta de pin, resistencia, secuencia, tiempos encendido/apagado y pausa final.
  • Una corrección realizada o las comprobaciones que confirmaron que funcionaba.

Recursos descargables

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Referencias: Arduino · Blink y UIT · Duración de puntos, rayas y espacios en Morse.