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Cómo Crear un Robot Educativo

$53.084

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  • Autor/es: Alfaomega – Marcombo

    Páginas: 460

    Editorial: Alfaomega – Marcombo

    ISBN: 9788426732033 Categoría:

    Descripción

    Tiene entre sus manos un libro eminentemente práctico, dirigido a los interesados en aprender conceptos de electricidad y electrónica montando un producto eléctrico-electrónico: un robot educativo. Su contenido es ideal para cualquier ciclo formativo de la familia profesional de Electricidad-Electrónica, ya que permite adquirir los conocimientos previstos en los módulos a través de la praxis. El libro también es válido para las clases de tecnologías en la ESO y Bachillerato, pues no requiere de conocimientos previos sobre electricidad o electrónica.

    Con la lectura de este libro, podrá adquirir los conocimientos y las habilidades que le serán de gran ayuda en su vida profesional, como la lectura e interpretación de esquemas eléctricos, el diseño básico de circuitos, la realización de esquemas eléctricos por ordenador, la simulación de circuitos, el montaje de prototipos en placas de prueba, el diseño y montaje de PCB, el manejo de la instrumentación, la localización de averías en circuitos, la lógica de la programación, la realización de programas para controlar circuitos, así como el diseño de estructuras en 3D y el diseño de APPs.

    Además, el libro viene acompañado de muchos recursos gratuitos:

    Más de 60 videotutoriales de apoyo.
    Entornos 3D interactivos con circuitos donde poder ver en detalle el montaje de un circuito eléctrico-electrónico.
    Entornos virtuales 360 con los que acceder, por ejemplo, a todos los vídeos de un determinado capítulo.
    Un anexo que incluye más de 210 enlaces a recursos gratuitos.
    Otro tipo de contenidos relacionados con las TIC y STEAM (hologramas, realidad aumentada, etc.

    Asimismo, al final del libro se detallan 35 actividades para realizar con su robot educativo, entre las que destacan varias tareas para Formación Profesional.

    Florentino Blas Fernández Cueto: profesor de Formación Profesional de la familia profesional Electricidad-Electrónica en el CIFP Ferrolterra de Ferrol.

    Agradecimientos …………………………………………XV
    Prefacio ……………………………………………………..XVII
    INTRODUCCIÓN…………………………………….. 1
    Introducción……………………………………………….. 2
    A quién va dirigido este libro…………………………… 2
    ¿Por qué montar un robot en lugar de comprarlo?.. .3
    Relación de capítulos de este libro…………………. 4
    Cómo usar este libro con los alumnos de electrónica. 6
    Contenidos sobre realidad aumentada………….. 6
    Contenidos sobre realidad virtual…………………… 7
    Recursos dentro de cada capítulo…………………. 7
    Otras consideraciones……………………………………. 8
    CAPÍTULO 1
    Sentándome a pensar……………………………… 9
    1.1 ¿Qué es un robot?…………………………………… 10
    1.2 ¿Cómo quiero que funcione mi robot?……. 11
    1.3 ¿Cómo empezar?……………………………………. 12
    1.4 ¿Qué programas informáticos debo usar?.. 12
    1.5 ¿Qué equipos, componentes y herramientas voy a necesitar?………………. 13
    1.6 ¿Dónde compro los componentes que no tengo?……………………………………………….. 14
    1.7 ¿De qué forma puedo plantear una duda o consulta?……………………………… 14
    1.8 ¿Seré capaz de desarrollar este robot?……. 14
    1.9 ¿Y todo va a funcionar cuando lo haya montado?……………………………………………….. 15
    CAPÍTULO 2
    Cómo empezar……………………………………….. 17
    2.1 El flujo de trabajo…………………………………….. 18
    2.2 El esquema de bloques del robot……………. 19
    2.3 Creación de la estructura de carpetas……. 21
    Ejercicio 1: Crear la estructura de carpetas …………………………………………22
    El súper gestor de archivos………………………. 22
    Ejercicio 2: Instalación y configuración de Total Commander …………………………..24
    El paquete de electrónica………………………. 25
    Ejercicio 3: Instalación de KiCad y descarga de las librerías …………………….27
    Sobre las librerías de KiCad……………………… 30
    Otras consideraciones…………………………….. 31
    ¿Seguro que quiere seguir leyendo este libro?………………………………………………… 31
    El proceso de diseño y desarrollo en los siguientes capítulos………………………… 31
    Recordar el esquema de bloques del robot… 32
    CAPÍTULO 3
    Diseño y desarrollo del bloque de alimentación………………………………………. 33
    3.1 Las tareas de diseño y desarrollo (ordinograma de diseño)………………………… 34
    3.1.1 Tarea 1: Análisis de las características del circuito a diseñar ……………………….35
    Las matemáticas y las relaciones entre los parámetros eléctricos ……….36
    Determinar lo que consumirá en amperios el robot ……………………………39
    3.1.2 Tarea 2: Posibles soluciones mediante circuitos …………………………..40
    Lo que hay que saber antes de buscar las soluciones ………………….40
    Escoger la batería …………………………..42
    El primer esquema eléctrico del bloque de alimentación ……………44
    3.1.3 Tarea 3: Elección del circuito a usar según el precio, etc. ……………………….44
    El segundo esquema eléctrico del bloque de alimentación ………………….45
    El tercer esquema eléctrico del bloque de alimentación ……………46
    El cuarto y último esquema del bloque de alimentación ……………49
    3.1.4 Tarea 4: Dibujo del esquema eléctrico (CAD) ……………………………….50
    3.1.5 Tarea 5: Cálculos …………………………….55
    El prototipo electrónico …………………..56
    Calcular el circuito ………………………….57
    Ejercicio 4: Medida del consumo de un motor …………………………………….58
    Cálculo de la energía o capacidad que puede entregar la batería ……….60
    Cálculo de los valor es de los condensadores ……………………………….60
    Ejercicio 5: Repasar la ley de Ohm y la ecuación de la potencia ………….61
    3.1.6 Tarea 6: Simulación por ordenador (CAE) ………………………………………………61
    Por qué no se puede simular el bloque de alimentación ………………62
    Ejercicio 6: Simulación de parte del bloque de alimentación ………………….62
    Los programas de simulación ………….63
    3.1.7 Tarea 7: Montaje del circuito
    en una placa de pruebas ……………….64
    Metodología de montaje ………………..64
    Manejo del multímetro …………………….65
    La lista de la compra ………………………66
    Las herramientas ……………………………..68
    Ver el circuito de alimentación montado en 3D con vistas ………………69
    El proceso de montaje del bloque de alimentación en placa de pruebas ………….70
    Ejercicio 7: Intentar arreglar un circuito cuando no funciona ………88
    3.1.8 Tarea 8: Diseño de la placa de circuito impreso o PCB (CAD) …….91
    Manual de KiCad ……………………………91
    Paso 1: Las dimensiones de la placa de circuito impreso ………………………….91
    Paso 2: La forma de sujetar la placa de circuito impreso ………………………….92
    Paso 3: Definir el contorno de la placa de circuito impreso en PcbNew ……..93
    Paso 4: Colocación de los tornillos …..95
    Paso 5: Colocación de todos los componentes dentro de la PCB ………96
    Paso 6: Trazado de las pistas ……………96
    Paso 7: Verificar que el circuito no tiene errores ……………………………….97
    Paso 8: Colocación de textos descriptivos ……………………………………..98
    Paso 9: Ver el circuito montadoen 3D ………………………………………………98
    Paso 10: Imprimir el diseño en papel …99
    3.1.9 Tarea 9: Fabricación de la PCB (CAM) ……………………………………………100
    Paso 1: Generar los ficheros Gerbers .100
    Paso 2: Comprobar que este diseño se puede fabricar ………………………….101
    Paso 3: Fabricación de la PCB
    en PCBWay ……………………………………101
    Evitar diseñar la PCB y pedirla a PCBWay ……………………………………..103
    3.1.10 Tarea 10: Montaje de los componentes en la PCB ………………105
    Ayuda al montaje. Modelo en 3D ….105
    Proceso de montaje en la PCB y comprobación ………………………………105
    Bloque de alimentación terminado ..107
    CAPÍTULO 4
    Diseño del esquema de bloques del bloque de control…………………………… 109
    4.1 Introducción………………………………………….. 110
    4.2 Proceso de diseño del esquema de bloques …………………………………………….110
    4.2.1 Consideraciones iniciales ………………110
    4.2.2 El “cerebro” del robot ……………………110
    4.2.3 Los bloques funcionales del bloque de control ……………………………………..111
    4.2.4 Desarrollo del esquema de bloques ..112
    4.2.5 Conexionado de los bloques funcionales del bloque de control …115
    4.3 Todos los bloques funcionales en 3D en un entorno virtual 360…………….116
    CAPÍTULO 5
    Desarrollo del bloque de control.
    Parte 1: Cerebro y entrada de alimentación…………………………………………… 119
    5.1 Introducción ………………………………………….120
    5.2 Metodología de diseño y desarrollo ………120
    5.3 Tarea 1: Diseño del bloque funcional del “cerebro” ………………………………………..120
    5.3.1 Tarea 1.1: Descripción del funcionamiento del bloque funcional del “cerebro” ………………………………..121
    5.3.2 Tarea 1.2: Realización del esquema eléctrico ………………………………………..121
    Paso 1: El símbolo del microcontrolador Arduino Nano ……121
    Paso 2: Estudio de los terminales del Arduino Nano ………………………….122
    Paso 3: Terminar el esquema eléctrico ………………………………………..123
    Ejercicio 8: Medir las tensiones en el Arduino Nano ……………………….123
    5.3.3 Tarea 1.3: Programación usando Facilino ………………………………………….124
    Paso 1: Conocer Facilino ……………….124
    Paso 2: Usar Facilino ………………………125
    5.3.4 Tarea 1.4: Simulación del programa 127
    Ejercicio 9: Probar un primer programa en Tinkercad …………………127
    5.3.5 Tarea 1.5: Montaje y programación del bloque funcional del “cerebro” en una placa de pruebas ……………..128
    Paso 1: Disponer de los componentes electrónicos …………………………………..128
    Paso 2: Montar el circuito ………………130
    Ver el montaje en 3D con vistas ……..131
    Paso 3: Programación del montaje en placa de pruebas real ……………..132
    5.4 Tarea 2: Diseño del bloque de la entrada de alimentación ……….134
    5.4.1 Tarea 2.1: Descripción del funcionamiento ……………………….134
    5.4.2 Tarea 2.2: Realización del esquema eléctrico ………………………………………..135
    Paso 1: Esquema de la entrada de alimentación. Parte 1 ……………….135
    Ejercicio 10: Funcionamiento del potenciómetro ………………………………137
    Paso 2: Esquema de la entrada de alimentación. Parte 2 ……………….138
    Paso 3: Programación inicial con Facilino ………………………………………….142
    Ejercicio 11: Lectura de una tensión analógica con un microcontrolador 143
    Paso 4: Esquema de la entrada de alimentación. Parte 3 ……………….145
    5.4.3 Tarea 2.3: Montaje de la entrada de alimentación en una placa de pruebas …………………………………………145
    Paso 1: Disponer de los componentes electrónicos ……………145
    Paso 2: Montaje del bloque funcional de la “entrada de alimentación” ….146
    Paso 3: Programación del Arduino Nano ……………………………………………..148
    CAPÍTULO 6
    Desarrollo del bloque de control.
    Parte 2: Bluetooth y circuito de voz….. 151
    6.1 Introducción ………………………………………….152
    6.2 Las funciones en programación …………….152
    6.3 Tarea 3: Diseño del bloque del módulo Bluetooth ………………153
    6.3.1 Tarea 3.1: Descripción del funcionamiento …………………………….154
    6.3.2 Tarea 3.2: Realización del esquema eléctrico ………………………………………..155
    6.3.3 Tarea 3.3: Montaje del bloque funcional del bluetooth …………………158
    Paso 1: Disponer de los componentes electrónicos …………………………………..158
    Paso 2: Montaje del circuito en la placa de pruebas ……………………..159
    Paso 3: Medida de la tensión que le llega al módulo para verificar el montaje …………………………………….160
    6.3.4 Tarea 3.4: Programación con Facilino.. 161
    Paso 1: Lo que hay que saber antes de programar ………………………………..161
    Paso 2: Los tipos de variables que hay que declarar …………………………..163
    Paso 3: Creación de la función FBAT de la batería en Facilino ………………..164
    Paso 4: Creación del bloque para comunicarse con el móvil ……………..167
    6.3.5 Tarea 3.5: Probar el funcionamiento del programa con el móvil …………….169
    Paso 1: Copiar el código generado en Facilino dentro del IDE de Arduino.. 169
    Paso 2: Descarga e instalación de la app de control del robot ………170
    Paso 3: Probar el programa ……………171
    Ejercicio 12: Verificar que la batería
    del robot está cargada usando la app……………………………………………. 171
    6.3.6 Tarea 3.6: Mejorar la función de la batería FBAT ………………………….174
    6.4 Tarea 4: Diseño del bloque del circuito de voz ……………174
    6.4.1 Tarea 4.1: Descripción del funcionamiento …………………………….175
    6.4.2 Tarea 4.2: Realización del esquema eléctrico ………………………………………..175
    Paso 1: Elección del circuito reproductor de voz ………………………..175
    Paso 2: Estudio de la hoja de datos del MP3 DFPlayer Mini ……………………175
    Paso 3: Dibujo del esquema eléctrico .176
    6.4.3 Tarea 4.3: Montaje del circuito ………178
    Paso 1: Disponer de los componentes electrónicos del esquema de la figura 6.40 ……….178
    Paso 2: Montaje del regulador de tensión ……………………………………..179
    Paso 3: Medida de la tensión de salida del regulador ………………….180
    Paso 4: Montaje del módulo de voz 180
    6.4.4 Tarea 4.4: Conexionado de las placas de prueba ……………….181
    6.4.5 Tarea 4.5: Creación de los mensajes de voz ……………………………………………182
    Paso 1: Conseguir los mensajes de voz en formato MP3 …………………182
    Paso 2: Guardar los mensaje de voz en la tarjeta micro SD …………183
    6.4.6 Tarea 4.6: Programación ………………..184
    Paso 1: Descarga e instalación de la librería para el módulo de voz ……184
    Paso 2: Programación en Facilino ….184
    6.4.7 Tarea 4.7: Verificar que el proyecto funciona ………………………………………..190
    Ver un vídeo del proyecto funcionando ………………………………….190
    CAPÍTULO 7
    Desarrollo del bloque de control.
    Parte 3: teclado, drivers y sensor de obstáculos…………………………………………. 191
    7.1 Introducción ………………………………………….192
    7.2 Tarea 5: Diseño del bloque del teclado …192
    7.2.1 Tarea 5.1: Descripción del funcionamiento ……………………………..192
    7.2.2 Tarea 5.2: Realización del esquema eléctrico ………………………………………..193
    Ejercicio 13: Montaje del teclado en Tinkercad y medida de tensiones ….195
    Ejercicio 14: Mejorar el esquema del teclado y probarlo en Tinkercad ……197
    7.2.3 Tarea 5.3: Programación con Facilino para leer el pulsador presionado …..198
    Paso 1: Conversión de valores analógicos a digitales dentro del microcontrolador.. …………………..199
    Paso 2: Tabla de lectura de las teclas presionadas ………………199
    Paso 3: Realización del programa ….200
    Paso 4: Comprobar el funcionamiento en Tinkercad …….202
    7.2.4 Tarea 5.4: Montaje del circuito, medidas y programación ………………203
    7.3 Tarea 6: Diseño del bloque funcional del driver junto con los motores …204
    7.3.1 Tarea 6.1: Descripción del funcionamiento ……………………….204
    7.3.2 Tarea 6.2: Realización del esquema eléctrico ………………………………………..205
    7.3.3 Tarea 6.3: Montaje del circuito ……….206
    Paso 1: Conseguir los componentes electrónicos …………………………………..206
    Paso 2: Conexionado del teclado junto con los drivers y los motores ….207
    7.3.4 Tarea 6.4: Programación con Facilino .207
    7.4 Tarea 7: Diseño del bloque funcional del sensor de obstáculos ……………………….211
    7.4.1 Tarea 7.1: Descripción del funcionamiento ……………………………..211
    7.4.2 Tarea 7.2: Realización del esquema eléctrico ………………………………………..212
    7.4.3 Tarea 7.3: Montaje del sensor de obstáculos ………………………………..212
    7.4.4 Tarea 7.4: Programación con Facilino.. .214
    7.4.5 Tarea 7.5: Verificar el funcionamiento de los tres bloques funcionales ………217
    Paso 1: Copiar el código generado con Facilino en el IDE de Arduino …..217
    Paso 2: Comprobar que el proyecto funciona ………………………………………..217
    Ver un vídeo de los tres bloques de este capítulo en funcionamiento ……217
    CAPÍTULO 8
    Desarrollo del bloque de control.
    Parte 4: Bloques de ayuda y sensor de sonidos……………………………………………….. 219
    8.1 Introducción ………………………………………….220
    8.2 Tarea 8: Diseño del bloque de ayuda …….220
    8.2.1 Tarea 8.1: Descripción del funcionamiento ……………………………..220
    8.2.2 Tarea 8.2: Realización del esquema eléctrico ………………………………………..221
    8.2.3 Tarea 8.3: Montaje y simulación en Tinkercad ………………………………….221
    8.2.4 Tarea 8.4: Programación en Facilino ..222
    8.2.5 Tarea 8.5: Probar el programa en Tinkercad ………………………………….223
    8.2.6 Tarea 8.6: Montar y probar este proyecto en la realidad …………………224
    8.3 Tarea 9: Diseño del bloque funcional del sensor de sonidos …..224
    8.3.1 Tarea 9.1: Descripción del funcionamiento ……………………………..225
    8.3.2 Tarea 9.2: Realización del esquema eléctrico ………………………………………..225
    Ejercicio 15: Simular el sensor de sonidos en KiCad …………………………..228
    8.3.3 Tarea 9.3: Montaje del sensor …………232
    Paso 1: Disponer de los componentes electrónicos ….232
    Paso 2: Montaje de los componentes en la placa de pruebas …………………232
    Ayuda al montaje ………………………….233
    8.3.4 Tarea 9.4: Medida de la señal de salida del sensor de sonidos ……..233
    8.3.5 Tarea 9.5: Programación con Facilino .233
    8.3.6 Tarea 9.6: Probar el funcionamiento del sensor de sonidos una vez programado ………………………………….234
    Ejercicio 16: Reacciones según el nivel del sonido ………………………….234
    8.4 Vídeo del bloque del sensor de sonidos en funcionamiento ………..236
    CAPÍTULO 9
    Bloque de control terminado y diseño de la PCB………………………………… 237
    9.1 Introducción ………………………………………….238
    9.2 Contenidos dentro de un holograma …….238
    9.3 Reestructuración del diseño …………………..239
    9.4 El esquema final de la placa de control …239
    9.4.1 Tarea 9.1: Descarga de todos los ficheros del proyecto del bloque de control ……………………240
    9.4.2 Tarea 9.2: Estudio del esquema eléctrico ………………………………………..241
    9.5 Diseño de la placa de circuito impreso ….242
    9.5.1 Introducción ………………………………….242
    9.5.2 Consideraciones iniciales sobre el diseño de la PCB del bloque de control ……………………………………..243
    9.5.3 El proceso de diseño de la PCB ……..243
    Paso 1: Abrir el proyecto en KiCad
    y colocar los componentes en la PCB ………………………………………244
    Paso 2: Trazado de las pistas ………….246
    Paso 3: Relleno de cobre ……………….247
    Últimos pasos para terminar el diseño………………………………………… 248
    CAPÍTULO 10
    Montaje y verificación de la PLACA de control………………………………………………… 249
    10.1 Introducción ………………………………………..250
    10.2 Ayuda al montaje. Modelo en 3D ………..250
    10.3 Todo lo que necesita antes de comenzar ……………………………………….250
    10.4 Proceso de montaje y verificación de los bloques funcionales en la PCB02 …….253
    Paso 1: Montaje del bloque funcional “Entrada de alimentación” ………………….253
    Paso 2: Estudio, montaje y verificación del sensor de sonidos …………………………..254
    Esquema eléctrico del sensor de sonidos ………………………………………….254
    Montaje del sensor en la PCB02 …….255
    Comprobar que el sensor de sonidos funciona ………………………255
    Paso 3: Estudio, montaje y verificación del bloque funcional “Help – Int/Out” ….256
    Esquema eléctrico de este bloque funcional ……………………………………….256
    Montaje de los componentes en la PCB02 …………………………………..257
    Verificar el funcionamiento del circuito montado sobre la PCB02 …..257
    Paso 4: Montaje del bloque
    del microcontrolador y del driver de los motores paso a paso …………………258
    Paso 5: Montaje y verificación del bloque funcional de la voz …………….259
    Esquema eléctrico del bloque funcional de voz ……………………………259
    Disponer de los componentes electrónicos …………………………………..259
    Montaje de una parte de este bloque funcional ………………259
    Verificación de parte del circuito de voz ……………………………………………260
    Paso 6: Estudio y montaje del bloque funcional audiovisuales ……………………….260
    Funcionamiento …………………………….261
    Montaje del bloque audiovisuales …261
    Paso 7: Montaje del bloque Bluetooth …261
    Paso 8: Montaje y calibración
    del sensor de obstáculos ……………………..262
    Disponer de los componentes ……….262
    Proceso de montaje ………………………263
    Calibración del sensor de obstáculos ………………………………..263
    Paso 9: Montaje del resto de los componentes de la PCB02 de control …264
    Paso 10: Carga de los mensajes de voz en la tarjeta micro SD ……………….265
    CAPÍTULO 11
    Los bloques del teclado táctil y de la cara…………………………………………….. 267
    11.1 Introducción ………………………………………..268
    11.2 Tarea 10: El teclado táctil del robot ……..268
    11.2.1 Características del bloque del teclado táctil …………………………268
    11.2.2 El esquema eléctrico del bloque del teclado ………………………………….269
    11.2.3 Diseño del teclado táctil ……………..269
    Ejercicio 17: Montaje y simulación del teclado táctil en Tinkercad ……..271
    11.2.4 Programación para leer las teclas táctiles …………………………………………273
    11.2.5 Simulación del teclado táctil en Tinkercad …………………………………….276
    11.2.6 Diseño de la placa de circuito impreso del teclado táctil-PCB03 …276
    11.2.7 Montaje y verificación del teclado táctil ……………………………………………278
    11.2.7.1 Paso 1: Disponer de los componentes electrónicos .278
    11.2.7.2 Paso 2: Montaje de los cuatro terminales del conector J1 …………………278
    11.2.7.3 Paso 3: Montaje de la parte de selección de modo de trabajo y J4 ……279
    11.2.7.4 Paso 4: Verificar el funcionamiento del modo de trabajo …………………………280
    11.2.7.5 Paso 5: Soldar los conectores de tres terminales a los sensores táctiles ….281
    11.2.7.6 Paso 6: Montar y verificar
    el funcionamiento del primer sensor SW1 ………..281
    11.2.7.7 Paso 7: Montar y verificar el resto de los sensores ………282
    11.2.7.8 Paso 8: Montar los conectores J2 y J3 ……….283
    11.3 Tarea 11: La cara del robot ………………….284
    11.3.1 El esquema eléctrico del bloque de la cara ……………………………………284
    11.3.2 Estudio del esquema eléctrico …….285
    Ejercicio 18: Indicador de batería baja usando la cara ………………………285
    11.3.3 Descarga de todos los materiales de la PCB04 de la cara ………………..288
    11.3.4 Montaje y verificación del bloque de la cara del robot …………………….288
    11.3.4.1 Paso 1: Conseguir los componentes electrónicos .288
    11.3.4.2 Paso 2: Conseguir la placa
    de circuito impreso PCB04 de la cara …………………………289
    11.3.4.3 Paso 3: Verificación del montaje usando la placa montada en 3D ………………..289
    11.3.4.4 Paso 4: Montaje de los componentes en la placa de circuito impreso PCB04 …289
    11.3.4.5 Paso 5: Verificar que la PCB04 de la cara funciona .290
    CAPÍTULO 12
    El programa del robot o firmware……… 293
    12.1 Introducción ………………………………………..294
    12.2 Ordinograma del firmware ………………….294
    12.3 Estudio del firmware …………………………….295
    12.4 Las funciones del firmware …………………..296
    12.5 Las variables del firmware ……………………297
    12.6 Descarga de los programas del robot …299
    12.7 Instalación del firmware principal ………..299
    12.8 Analizar el firmware desde el IDE de Arduino …………………………………………..300
    12.9 Estudio y modificación de funciones ……301
    Ejercicio 19: Cambiar la forma de trabajar de una función …………………301
    12.9.1 Cómo mejorar una función ……….304
    CAPÍTULO 13
    Verificación de toda la electrónica…. 305
    13.1 Introducción ………………………………………..306
    13.2 Descarga y estudio del esquema eléctrico completo del robot ………………306
    13.3 Los cables de conexión entre las cuatro placas de circuito impreso ….308
    13.4 Conexionado de las placas y verificación del funcionamiento ……….308
    13.4.1 Montaje del conector de la placa PCB02 ……………………….309
    13.4.2 Verificación del consumo de la placa de control PCB02 ……..310
    13.4.3 Montaje y verificación de las placas PCB01 y PCB02 ……….310
    13.4.4 Montaje y verificación de las placas PCB01, PCB02 y PCB03 ..311
    13.4.5 Conectar la PCB04 de la cara
    en el teclado táctil y verificar que funciona ……………………………….312
    13.4.6 Cambiar el nombre al módulo Bluetooth …………………………………….312
    13.4.7 Verificación del funcionamiento usando un dispositivo móvil ………….313
    13.4.8 Pruebas con los motores conectados …………………………………313
    CAPÍTULO 14
    Diseño y fabricación de la estructura 3D del robot…………………………………………….. 315
    14.1 Introducción ………………………………………..316
    14.2 Lo que ya sabemos sobre esta estructura ……………………………………………316
    14.3 Disposición de materiales para diseñar la estructura ……………..317
    14.4 Proceso de diseño de la estructura ……..317
    14.4.1 Diseño de la pieza que sujeta los motores ………………………………..317
    14.4.2 Creación del soporte de
    los motores en 3D con SketchUp online ………………………………………..319
    14.4.3 Creación del cuerpo …………………323
    14.4.4 Elementos del cuerpo ………………..325
    14.4.5 Plantilla para el cuerpo del robot ……………………………………326
    14.4.6 Creación de los brazos ………………327
    14.4.7 Creación de objetos ………………….328
    14.5 Todas las piezas de la estructura 3D …….328
    CAPÍTULO 15
    Montaje del robot y pruebas de funcionamiento……………………………….. 331
    15.1 Introducción ………………………………………..331
    15.2 Relación de materiales para montar el robot K-Bot v.4 …………………………………331
    15.3 Montaje del robot K-Bot v.4 …………………333
    15.3.1 Paso 1: Montaje del soporte
    de la canica sobre el soporte de los motores ……………………………334
    15.3.2 Paso 2: Montaje de los motores ……………………………334
    15.3.3 Paso 3: Montaje del soporte de las PCB …………………………………334
    15.3.4 Paso 4: Colocación de los cables de los motores …………..334
    15.3.5 Paso 5: Colocación de la PCB01
    y de los separadores de 25 milímetros …………………………335
    15.3.6 Paso 6: Montaje de la PCB02 sobre los separadores plásticos ….336
    15.3.7 Paso 7: Verificar que la PCB02 funciona ……………………………………336
    15.3.8 Paso 8: Montaje de la PCB03 del teclado táctil ……………………….336
    15.3.9 Paso 9: Conexión de la PCB04
    y montaje de la pieza número 7 a la PCB03 …………………………………336
    15.3.10 Paso 10: Montaje de las ruedas y la canica ………………………………337
    15.3.11 Paso 11: Montaje del cuerpo
    del robot y de la PCB04 de la cara ………………………………..337
    15.4 Realización de pruebasde funcionamiento ……………………………..338
    15.4.1 Pruebas funcionales en modo K-Bot ………………………………………….338
    15.4.2 Pruebas de funcionamiento en los otros modos de trabajo ……340
    15.4.3 Probar el pulsador de ayuda de la placa de control ………………341
    15.5 Holograma del robot K-Bot v.4 …………….341
    CAPÍTULO 16
    Diseño de la app de control………………. 343
    16.1 Introducción ………………………………………..344
    16.2 La aplicación online app Inventor ……….344
    16.3 Las funciones de la app del robot K-Bot v.4 ………………………………………………345
    16.4 Cómo funciona la app ……………………….345
    16.5 La utilidad de las pantallas de la app de control ……………………………………………346
    16.5.1 La pantalla principal de control …346
    16.5.2 La pantalla de los recursos …………346
    16.5.3 La pantalla de calibración ………..347
    16.6 El proceso de diseño y desarrollo
    de la app de control del robot ……………347
    16.6.1 Diseño gráfico y bloques
    de la pantalla de inicio ……………..347
    16.6.2 Diseño gráfico y bloques
    de la pantalla de los recursos …….353
    16.6.3 Diseño gráfico y bloques
    de las otras pantallas de la app …354
    CAPÍTULO 17
    Creación de actividades didácticas… 355
    17.1 Introducción ………………………………………..356
    17.2 El robot K-Bot v.4 y el aprendizaje STEAM o robótica educativa ……………….356
    17.3 El entorno virtual de las actividades STEAM ………………………………………………….357
    17.4 Creación de actividades didácticas con el robot K-Bot v.4 …………………………..357
    17.4.1 Actividades en modo “K-Bot” ……357
    17.4.1.1 Calibración del robot para trabajar en modo K-Bot …….358
    17.4.1.2 Actividades sin plantillas para aprender a manejar el robot ……….359
    Actividad 1: El saludo robótico …..359
    Actividad 2: Conocer mundo …….359
    Actividad 3: Aprender a evitar obstáculos ………………………………….359
    Actividad 4: El cuadrado gigante ………………………………………359
    Actividad 5: El bailador ………………359
    Actividad 6: El robot miedoso …….360
    Actividad 7: Trabajar con colores .360
    Actividad 8: El saludo robótico doble …………………………………………360
    Actividad 9: Carrera de obstáculos …………………………….360
    Actividad 10: Realización de
    figuras simétricas (4 participantes en 2 grupos) ……………………………….360
    Actividad 11: Crear una tarea para un alumno: tarea individual .361
    Actividad 12: Crear una tarea para dos o más alumnos: tarea de grupo ………..361
    17.4.1.3 Actividades usando plantillas vacías …………………361
    Actividad 13: Camino sencillo …….362
    Actividad 14: Evitar obstáculos …..362
    Actividad 15: Trabajar con dos robots a la vez ……………………………362
    17.4.2 La parte más importante de este libro ……………………………………………363
    17.4.2.1 Cómo diseñar una plantilla a mano …………………………….364
    Actividad 16: Los parámetros eléctricos ……………………………………364
    17.4.2.2 Cómo diseñar una plantilla por ordenador …………………..365
    Actividad 17: Funcionamiento de varios componentes electrónicos ..365
    17.4.2.3 Actividades de todo tipo
    y para todas las edades ……367
    Actividad 18: Normas de tráfico …368
    Actividad 19: Figuras geométricas
    y colores …………………………………….368
    Actividad 20: Alimentación sana
    y actividades saludables ……………369
    Actividad 21: Países de Europa
    y sus capitales …………………………….369
    Actividad 22: Concurso de disfraces ……………………………….369
    17.4.2.4 Obtener ideas de Internet …370
    17.4.2.5 Actividades para formación profesional ………………………..371
    Actividad 23: Cómo crear un nuevo modo de trabajo ………..372
    Actividad 24: Cómo diagnosticar problemas de funcionamiento y solucionarlos ……………………………375
    Actividad 25: Cómo mejorar un modo de trabajo …………………..377
    4.3 Actividades en modo “autónomo” ………………………………380
    17.4.3.1 Estudio de la función “FAUKBOT” ………………………..380
    17.4.3.2 Propuestas de actividades en modo autónomo ………….382
    Actividad 26: Comportamiento en autónomo simplificado ………….382
    Actividad 27: Comportamiento creado por el usuario …………………382
    17.5
    4.4 Actividades en modo “control remoto” ……………………………………..383
    Actividad 28: Creación y reproducción de mensajes personalizados ………….383
    Actividad 29: El robot transportista .385
    Actividad 30: Estudio de componentes electrónicos …………386
    4.5 Creación de actividades TIC con el robot K-Bot v.4 ……………………….387
    Actividad 31: Cómo indicar si una tarea está bien o mal realizada usando el robot ………………………….387
    Actividad 32: Cómo crear un currículum para este robot usando un código QR ………………..387
    Actividad 33: Estudio de la electricidad-electrónica usando la realidad aumentada ………………389
    Actividad 34: Cómo crear aplicaciones de realidad aumentada ……390
    Actividad 35: Formulario sobre actividades didácticas con este robot ………..390
    17.5 El Hospital de Robots ……………………………391
    ANEXO I
    Localización de averías………………………. 393
    Introducción ……………………………………………….394
    Qué necesita saber para reparar algo que no funciona ……………394
    Cómo arreglar algo que no funciona ………….394
    Cómo afrontar una avería ………………………….396
    Algunas otras causas por las que un circuito no funciona …………396
    Relación de componentes nuevos que alguna vez no funcionaron …………….397
    ANEXO II
    Los recursos del libro…………………………….. 399
    Introducción ……………………………………………….400
    Materiales adicionales ………………………………..400
    Los recursos de cada capítulo …………………….400
    La introducción del libro ………………………..400
    Capítulo 1. Sentándome a pensar …………401
    Capítulo 2. Cómo empezar ……………………401
    Capítulo 3. Diseño y desarrollo del bloque de alimentación ………………….401
    Capítulo 4. Diseño del esquema de bloques del bloque de control ………….402
    Capítulo 5. Desarrollo del bloque
    de control. Parte 1: Cerebro y entrada de alimentación …………………………………….403
    Capítulo 6. Desarrollo del bloque de control. Parte 2: Bluetooth y circuito de voz ….403
    Capítulo 7. Desarrollo del bloque
    de control. Parte 3: Teclado driver y sensor de obstáculos …………………………..404
    Capítulo 8. Desarrollo del bloque
    de control. Parte 4: Bloques de ayuda y sensor de sonidos ………………………………..405
    Capítulo 9. Bloque de control terminado y diseño de la PCB ……….406
    Capítulo 10. Montaje y verificación de la PCB de control ……………………………..407
    Capítulo 11. Los bloques del teclado táctil y de la cara …………………………………..407
    Capítulo 12. El programa del robot o firmware ……………………………………………..408
    Capítulo 13. Verificación de toda la electrónica ………………………………………..408
    Capítulo 14. Diseño y fabricación de la estructura 3D del robot …………………409
    Capítulo 15. Montaje del robot y pruebas de funcionamiento ……………….409
    Capítulo 16. Diseño de la app de control ..410
    Capítulo 17. Creación de actividades didácticas ……………………………………………..410
    Recursos clasificados por tipo ……………………..412
    Relación de ejercicios ……………………………412
    Relación de actividades ………………………..412
    Relación de entornos virtuales 360 …………414
    Relación de contenidos en realidad aumentada …………………………………………..414
    Relación de entornos 3D ……………………….415
    Relación de hologramas ……………………….416
    Despedida ………………………………………………….416

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