TECNOLOGÍA 4º ESO: TEMA 5.- CONTROL POR ORDENADOR

INDICE TEMA 5.- CONTROL POR ORDENADOR

1.- BASES DEL CONTROL POR ORDENADOR

2.- PROGRAMACIÓN CON LENGUAJE DE ALTO NIVEL: LOGO

     2.1.- El entorno de Xlogo
     2.2.- Primitivas de programación con LOGO
     2.3.- Ejercicios con Xlogo
     2.4.- Las variables
     2.5.- La reutilización del código: rutinas
     2.6.- Realizando operaciones

3.- PROGRAMACIÓN DE LA TARJETA CONTROLADORA ARDUINO

     3.1.- IDE de Arduino
     3.2.- Scratch for Arduino (S4A)
     3.3.- Programación con mBlock
     3.4.- Programación con Visualino

     3.5.- Programación con el entorno ArduinoBlock

4.- CONTROLADORAS DE INTERFACES DE CONTROL

     4.1.- Accionar interruptores
     4.2.- Encender una bombilla con una controladora
     4.3.- Mover un motor con una controladora
     4.4.- Controlar el giro del motor
     4.5.- Sensores
     4.6.- Conectar un sensor a una controladora
     4.7.- Tipos de controladoras

5.- INTERFACES DE CONTROL Y PROGRAMACIÓN

6.- CODIFICANDO PROGRAMAS

7.- DIAGRAMAS DE FLUJO

8.- ESQUEMA Y VOCABULARIO

9.- ACTIVIDADES

1. BASES DEL CONTROL POR ORDENADOR:

 Un dispositivo es automático cuando es capaz de realizar una tarea determinada sin la intervención del hombre. Para que una máquina funcione automáticamente, es necesario disponer de un sistema de control, es decir, de un conjunto de dispositivos de distinta naturaleza (mecánicos, hidráulicos, neumáticos, eléctricos, informáticos, etc.) que realicen las acciones necesarias en cada momento.

 Los sistemas de control automático tienes tres partes diferenciadas:

     Las entradas o sensores.- son los dispositivos que detectan el estado en el que se encuentra el sistema. 

     La unidad de control.- decide la acción que han de realizar las salidas con la información recibida de las entradas. 

     Las salidas o actuadores.- son los dispositivos que ejecutan las acciones que decide la unidad de control. 

Para realizar programas de control automático, vamos a utilizar el ordenador con unidad de control, pero conectaremos las entradas y las salidas a través de una tarjeta controladora. Para manejar esta tarjeta controladora, se utilizan distintos programas informáticos y uno de los más empleados es el MSWLogo, que estudiaremos a continuación.

1.1.- Lenguaje

El lenguaje de programación o código es la forma que tenemos de comunicarnos con un ordenador; los circuitos electrónicos digitales de la máquina le permiten transformar nuestras instrucciones en señales eléctricas.

Recordemos que es el código binario el que nos permite interactuar con la máquina. A los ceros y unos se les llama con el nombre de lenguaje máquina porque son instrucciones que el sistema electrónico es capaz de comprender (pasa o no pasa corriente).

Pero sería muy laborioso traducir a ceros y unos las instrucciones que queremos que realice el ordenador. El código nos permite recurrir a un lenguaje mucho más comprensible para nosotros, llamado lenguaje de programación de alto nivel; bajo este código existe un subcódigo encargado de traducir nuestras instrucciones al lenguaje máquina, es decir, a ceros y unos, pero ya no necesitamos conocerlo.

Existen cientos de lenguajes de programación y son muy diversos; algunos de ellos son muy antiguos, mientras que otros son relativamente nuevos. Además, varían mucho según su complejidad, existiendo algunos más o menos simples. A finales de los años 60 se desarrolló un lenguaje sencillo para educación llamado LOGO. Este lenguaje es el que vamos a utilizar en esta unidad didáctica.

1.2.- Tarjetas controladoras

Las tarjetas de control o controladoras sirven de enlace entre el ordenador y el sistema a controlar o un robot. Reciben las instrucciones del ordenador en forma digital y tienen que convertirlas en señales, normalmente analógicas, que sean comprensibles para el robot; y viceversa, también tienen que recibir las señales del sistema robótico y enviárselas al ordenador para su procesamiento. Es decir, estas tarjetas tienen una serie de entradas y una serie de salidas.

Existen diferentes tipos de controladoras pero su apariencia es la de cualquier circuito impreso. Las controladoras necesitan su propia fuente de alimentación.

1.3.- Comunicación con el ordenador. Entradas y salidas

Las controladores disponen de varias entradas y salidas; éstas pueden ser analógicas o digitales:

• Digitales admiten solamente información del tipo pasa-no pasa; permitirán o no el
     paso de la corriente por el circuito; son adecuadas para conectar elementos del sistema robótico como lámparas, diodos LED o indicadores del funcionamiento de la máquina.
• Analógicas, en cambio, permiten regular la cantidad de corriente que pasa
    (recordemos que las variables analógicas admiten cualquier valor). Serán adecuadas si queremos regular la luz que emite una bombilla, la velocidad de giro de un motor .

2.- PROGRAMACIÓN CON LENGUAJE DE ALTO NIVEL: LOGO

Una vez que tenemos una idea de cómo se transmiten nuestras órdenes al robot, vamos a empezar a estudiar las órdenes, es decir, los lenguajes de programación; por muy variados que sean estos, su estructura es similar: siempre parte de unas órdenes básicas denominadas primitivas.

Vamos a estudiar las primitivas que usa el software XLogo, ya que es el programa que tenemos instalado en nuestros ordenadores con el sistema operativo Guadalinex EDU, basado en el lenguaje Logo, pensado con fines didácticos para explicar los conceptos básicos de programación.

2.1.- El entorno de XLOGO

La pantalla de XLogo se divide en varias partes; Un lienzo, en la zona superior donde podemos ver la posición y dirección del cursor y el resultado de las órdenes que hayamos dado hasta entonces. En la zona inferior podemos ver la consola de comandos con el código que hayamos escrito. En la parte superior tenemos una línea de comandos donde podemos ejecutar los comandos individualmente y ver el resultado inmediatamente en el área de dibujo o lienzo.

También tenemos dos botones en la parte inferior derecha, un botón para editar, que nos abre la ventana de edición para crear nuestros procedimientos con varias primitivas, y otros botón para detener la ejecución del programa.

2.2.- Primitivas de programación en LOGO

Primitivas básicas

Las órdenes o instrucciones básicas de MSWLogo se llaman primitivas. Las primitivas deben escribirse en el cuadro inferior de la ventana de trabajo. Al pulsar Enter o hacer clic en el botón Ejecutar, la primitiva se ejecuta. Si la primitiva es mal escrita o si le faltan datos, el intérprete contesta “no sé cómo...” Cada una de las órdenes queda anotada en la ventana de trabajo.

La primitiva puede escribirse completa o mediante abreviaturas y tanto en minúsculas como en mayúsculas.

• AVANZA (AV): Sirve para desplazar el cursor una determinada longitud que debe de especificarse a continuación de AVANZA o de AV. Por ejemplo, AV 40 desplazará el cursor 40 unidades. Es importante separar con un espacio la primitiva (AV) del parámetro (40) o el programa no entenderá la orden.

• GIRADERECHA (GD) Y GIRAIZQUIERDA (GI): Sirven para cambiar la orientación del cursor; el parámetro que acompaña a la primitiva será el número de grados de giro y tendrá que ir separado mediante un espacio de la primitiva. Al abrir el programa, el cursor está orientado en dirección vertical con sentido hacia arriba.

GD 90 desplazará el cursor 90 grados en el sentido de las agujas del reloj. GD 180 o GI
180 da la vuelta al cursor y lo pone en posición de retroceso.

•RETROCEDE (RE): Hace retroceder el cursor el número de unidades que le indique el parámetro que venga a continuación. Es equivalente a GD 180 o a GI 180 seguido de AV.

En este enlace podemos ver un manual completo con todas las primitivas de Xlogo

http://xlogo.tuxfamily.org/sp/html/manual-sp/node6.html

2.3.- Ejercicios con Xlogo

Algunos ejercicios realizados por los alumnos con Xlogo:

Para ampliar información sobre Xlogo y ver más ejemplos consulta esta entrada del blog:

Creación de figuras con Xlogo

2.4. Las variables

Las variables son espacios de la memoria del ordenador donde se guardan valores que se van a utilizar durante la ejecución del programa. Imagina la memoria como un mueble con muchos cajones, a cada uno de los cuales se le da un nombre y dentro de cada uno se almacena un valor numérico o letras.

Ejemplos de variables: area, pi, edad, lado, número, nlados, etc.

2.5.- La reutilización del código: rutinas

En logo para escribir una rutina o procedimiento utilizamos las primitivas PARA y FIN.Ejemplo:

Para realizar un cuadrado escribimos el siguiente procedimiento:

PARA cuadrado :l

 repite 4 [av :l gd 90]

FIN

En la primera línea definimos el procedimiento "cuadrado" con el parámetro "l"  (lado).
En la segunda línea usamos el comando "repite" para dibujar los cuatro lados.
En la tercera línea  terminamos el procedimientos con la orden FIN.

De esta manera evitamos repetir muchas líneas de código y los programas resultas más elegantes.

2.6.- Realizando operaciones

Con Logo podemos realizar operaciones matemáticas como suma, resta, división, multiplicación, etc.
En esta tabla podemos ver algunos de los operadores que tiene Logo:

3.- PROGRAMACIÓN DE LA TARJETA CONTROLADORA ARDUINO

    La tarjeta controladora Arduino es una plataforma de hardware de código abierto que se utiliza ampliamente para el desarrollo de proyectos electrónicos. Se programa utilizando el lenguaje de programación Arduino que se base en el lenguaje Processing

    Las principales formas de programar una tarjeta Arduino:

• Entorno de Desarrollo Integrado (IDE) de Arduino:Es la herramienta oficial proporcionada por Arduino.Ofrece un editor de código, compilador y cargador para programar la tarjeta Arduino.Se puede descargar gratuitamente desde el sitio web oficial de Arduino.Soporta una amplia variedad de tarjetas Arduino y otros microcontroladores compatibles.
• Scratch for Arduino (S4A): Scratch for Arduino es una herramienta poderosa y accesible que combina la facilidad de uso y la intuitividad de Scratch con las capacidades de programación y control de hardware de las tarjetas Arduino, permitiendo a personas de todas las edades y niveles de experiencia aprender y experimentar con la programación y la electrónica de manera sencilla y divertida.
• Programación con mBlock: mBlock es un entorno de programación visual basado en Scratch que también permite la programación de tarjetas Arduino. Ofrece una interfaz gráfica intuitiva con bloques de programación que se pueden arrastrar y soltar para crear programas para Arduino.
• Programación con Visualino: Visualino es un entorno de programación visual para Arduino, que permite programar tarjetas Arduino utilizando un lenguaje de programación por bloques similar al de Scratch. Visualino es una herramienta poderosa y accesible que combina la facilidad de uso y la intuitividad de un entorno de programación visual con las capacidades de programación y control de hardware de las tarjetas Arduino, permitiendo a personas de todas las edades y niveles de experiencia aprender y experimentar con la programación y la electrónica de manera sencilla y divertida.

3.1.- IDE de Arduino

Para comenzar a programar una tarjeta Arduino, generalmente se sigue el siguiente proceso:

1. Instalar el IDE de Arduino:

   - Descargar e instalar el IDE de Arduino desde el sitio web oficial.

2. Configurar el IDE:

   - Seleccionar el tipo de tarjeta Arduino que se va a utilizar en el menú "Herramientas" > "Placa".

   - Seleccionar el puerto COM al que está conectada la tarjeta Arduino en el menú "Herramientas" > "Puerto".

3. Escribir y Cargar el Código:

   - Escribir el código en el editor de texto del IDE de Arduino.

   - Verificar y compilar el código haciendo clic en el botón "Verificar" (✓).

   - Cargar el código en la tarjeta Arduino haciendo clic en el botón "Cargar" (➔).

4. Ejecutar el Programa en la Tarjeta Arduino:

   - Una vez cargado el código en la tarjeta Arduino, el programa comenzará a ejecutarse automáticamente.

3.2.- Scratch for Arduino (S4A)

Scratch for Arduino es una extensión del entorno de programación visual Scratch que permite programar y controlar tarjetas Arduino utilizando un lenguaje de programación por bloques. Esta herramienta combina la facilidad de uso y la intuitividad de Scratch con las capacidades de programación y control de hardware de las tarjetas Arduino.

Características principales de Scratch for Arduino:

1. Programación Visual por Bloques:

   - Utiliza un lenguaje de programación por bloques que facilita la programación para aquellos que no tienen experiencia previa en programación textual.

   - Los bloques representan diferentes funciones y acciones que se pueden arrastrar y soltar en un lienzo para crear programas.

2. Interfaz Gráfica Intuitiva:

   - Ofrece una interfaz gráfica intuitiva con bloques de programación, lo que facilita la creación y la comprensión de los programas.

   - Permite crear programas complejos utilizando bloques de programación simples que se pueden conectar entre sí.

3. Integración con Arduino:

   - Proporciona una interfaz de comunicación entre el entorno de programación Scratch y las tarjetas Arduino.

   - Permite enviar comandos y datos desde los bloques de programación en Scratch a la tarjeta Arduino para controlar diferentes componentes y periféricos.

4. Control de Componentes y Periféricos:

   - Permite controlar una amplia variedad de componentes y periféricos compatibles con Arduino, como LEDs, motores, sensores, pantallas y más.

   - Facilita la programación de interacciones físicas y proyectos de electrónica utilizando las capacidades de las tarjetas Arduino.

Cómo usar Scratch for Arduino:

1. Instalar la Extensión de Scratch for Arduino:

   - Descargar e instalar la extensión de Scratch for Arduino en el entorno de programación Scratch.

2. Conectar la Tarjeta Arduino:

   - Conectar la tarjeta Arduino al ordenador utilizando un cable USB.

   - Configurar el puerto COM correspondiente en el entorno de programación Scratch para establecer la comunicación con la tarjeta Arduino.

3. Programar con Bloques:

   - Arrastrar y soltar bloques de programación en el lienzo de Scratch para crear programas.

   - Conectar los bloques de programación para definir la lógica y el flujo de ejecución del programa.

4. Cargar y Ejecutar el Programa en Arduino:

   - Cargar el programa en la tarjeta Arduino haciendo clic en el botón correspondiente en el entorno de programación Scratch.

   - Una vez cargado el programa, la tarjeta Arduino comenzará a ejecutar el programa y controlar los componentes y periféricos según lo definido en el programa.

3.3.- Programación con mBlock

Pasos para programar una tarjeta Arduino con mBlock:

1. Instalación de mBlock:

   - Descarga e instala mBlock desde el sitio web oficial o desde la tienda de aplicaciones correspondiente a tu sistema operativo.

2. Conexión de la Tarjeta Arduino:

   - Conecta la tarjeta Arduino al ordenador mediante un cable USB.

   - Abre mBlock y selecciona el tipo de tarjeta Arduino que estás utilizando en el menú "Conectar" > "Configuración de placa".

3. Configuración del Puerto COM:

   - Selecciona el puerto COM al que está conectada la tarjeta Arduino en el menú "Conectar" > "Puerto".

4. Programación con Bloques en mBlock:

   - Arrastra y suelta los bloques de programación disponibles en mBlock para construir tu programa. Estos bloques representan diferentes funciones y acciones que se pueden realizar con la tarjeta Arduino.

Ejemplo de programación con mBlock para encender un LED:

1. Seleccionar Bloques:

   - Arrastra un bloque "Cuando el botón verde de la bandera se presiona" (evento de inicio) y un bloque "Establecer el pin13 a alto" (acción para encender el LED) al área de programación.

2. Configurar Bloques:

   - En el bloque "Establecer el pin13 a alto", cambia el número de pin a "13" para seleccionar el pin digital donde está conectado el LED.

3. Conectar Bloques:

   - Conecta el bloque "Cuando el botón verde de la bandera se presiona" al bloque "Establecer el pin13 a alto" para establecer la secuencia de acciones que se ejecutarán cuando se presione el botón verde de la bandera.

4. Cargar y Ejecutar el Programa:

   - Haz clic en el botón "Subir a Arduino" en mBlock para compilar y cargar el programa en la tarjeta Arduino.

   - Una vez cargado el programa, el LED conectado al pin 13 de la tarjeta Arduino se encenderá cuando se presione el botón verde de la bandera en mBlock.

Ventajas de usar mBlock para programar Arduino:

- Interfaz Intuitiva: mBlock ofrece una interfaz gráfica intuitiva con bloques de programación que facilita la creación y la comprensión de programas para Arduino.

  

- Fácil Aprendizaje: Permite a personas sin experiencia previa en programación aprender y experimentar con la programación y la electrónica de manera sencilla y divertida.

  

- Amplia Gama de Bloques: mBlock proporciona una amplia gama de bloques de programación que permiten controlar una gran variedad de componentes y periféricos compatibles con Arduino.

En resumen, mBlock es una herramienta poderosa y accesible que combina la facilidad de uso y la intuitividad de Scratch con las capacidades de programación y control de hardware de las tarjetas Arduino, permitiendo a personas de todas las edades y niveles de experiencia aprender y experimentar con la programación y la electrónica de manera sencilla y divertida.

3.4.- Programación con Visualino

Pasos para programar una tarjeta Arduino con Visualino:

• Instalación de Visualino:Descarga e instala Visualino desde el sitio web oficial o desde la tienda de aplicaciones correspondiente a tu sistema operativo.

• Conexión de la Tarjeta Arduino:Conecta la tarjeta Arduino al ordenador mediante un cable USB.
• Abre Visualino y selecciona el tipo de tarjeta Arduino que estás utilizando en el menú "Herramientas" > "Placa".
• Configuración del Puerto COM:Selecciona el puerto COM al que está conectada la tarjeta Arduino en el menú "Herramientas" > "Puerto".
• Programación con Bloques en Visualino:Arrastra y suelta los bloques de programación disponibles en Visualino para construir tu programa. Estos bloques representan diferentes funciones y acciones que se pueden realizar con la tarjeta Arduino.

Ejemplo de programación con Visualino para encender un LED:

• Seleccionar Bloques:Arrastra un bloque "Al iniciar" (evento de inicio) y un bloque "Encender LED" (acción para encender el LED) al área de programación.
• Configurar Bloques:En el bloque "Encender LED", selecciona el número de pin donde está conectado el LED (por ejemplo, pin 13).
• Conectar Bloques:Conecta el bloque "Al iniciar" al bloque "Encender LED" para establecer la secuencia de acciones que se ejecutarán cuando se inicie el programa.
• Cargar y Ejecutar el Programa:Haz clic en el botón "Subir a Arduino" en Visualino para compilar y cargar el programa en la tarjeta Arduino.
• Una vez cargado el programa, el LED conectado al pin seleccionado de la tarjeta Arduino se encenderá.

Ventajas de usar Visualino para programar Arduino:

Interfaz Intuitiva: Visualino ofrece una interfaz gráfica intuitiva con bloques de programación que facilita la creación y la comprensión de programas para Arduino.


Fácil Aprendizaje: Permite a personas sin experiencia previa en programación aprender y experimentar con la programación y la electrónica de manera sencilla y divertida.


Amplia Gama de Bloques: Visualino proporciona una amplia gama de bloques de programación que permiten controlar una gran variedad de componentes y periféricos compatibles con Arduino.

3.5.- Programación con el entorno ArduinoBlock

ArduinoBlock es un entorno web de programación visual basado en bloques diseñado para programar tarjetas Arduino de forma intuitiva y accesible. Arduinoblocks actualmente funciona con todos los navegadores de última generación: Mozilla Firefox, Google Chrome, Opera, Safari, etc. (recomandado Firefox y Chrome). Es el entorno más usado actualmente para programar con Arduino.

    Existen guias y manuales de introducción con ejemplos sencillos que se puede descargar desde la propia web. https://drive.google.com/drive/folders/145rLGnHUqtUBUuhcdj4eSvbdUkBnhp23

    Arduinoblocks se basa en el framework Blockly de Google y la programación se realiza con bloques al estilo AppInventor o Scratch. No tenemos que escribir líneas de código y no nos permitirá unir bloques incompatibles evitando así posibles errores de sintaxis.

Pasos para programar con ArduinoBlock:

Instalación de ArduinoBlock: no se necesita instalar nada, solo hay que acceder a la web de ArduinoBlock desde su sitio web oficial. http://www.arduinoblocks.com/web/ . Es necesario registrarse creado una cuenta de usuario para que nuestros programas queden almacenados.


Conexión de la Tarjeta Arduino:Conecta la tarjeta Arduino al ordenador mediante un cable USB.
Abre ArduinoBlock y selecciona el tipo de tarjeta Arduino que estás utilizando en la configuración del proyecto.


Configuración del Puerto COM:Selecciona el puerto COM al que está conectada la tarjeta Arduino en la configuración del proyecto.


Programación con Bloques en ArduinoBlock:Arrastra y suelta los bloques de programación disponibles en ArduinoBlock para construir tu programa. Estos bloques representan diferentes funciones y acciones que se pueden realizar con la tarjeta Arduino.

Ejemplo de programación con ArduinoBlock para encender un LED:

Seleccionar Bloques:Arrastra un bloque "Al iniciar" (evento de inicio) y un bloque "Encender LED" (acción para encender el LED) al área de programación.


Configurar Bloques:En el bloque "Encender LED", selecciona el número de pin donde está conectado el LED (por ejemplo, pin 13).


Conectar Bloques:Conecta el bloque "Al iniciar" al bloque "Encender LED" para establecer la secuencia de acciones que se ejecutarán cuando se inicie el programa.


Cargar y Ejecutar el Programa:Haz clic en el botón "Cargar" en ArduinoBlock para compilar y cargar el programa en la tarjeta Arduino.
Una vez cargado el programa, el LED conectado al pin seleccionado de la tarjeta Arduino se encenderá.

Ventajas de usar ArduinoBlock:

Interfaz Intuitiva: ArduinoBlock ofrece una interfaz gráfica intuitiva con bloques de programación que facilita la creación y la comprensión de programas para Arduino.


Fácil Aprendizaje: Permite a personas sin experiencia previa en programación aprender y experimentar con la programación y la electrónica de manera sencilla y divertida.


Amplia Gama de Bloques: ArduinoBlock proporciona una amplia gama de bloques de programación que permiten controlar una gran variedad de componentes y periféricos compatibles con Arduino.

En resumen, ArduinoBlock es una herramienta poderosa y accesible que combina la facilidad de uso y la intuitividad de un entorno de programación visual con las capacidades de programación y control de hardware de las tarjetas Arduino, permitiendo a personas de todas las edades y niveles de experiencia aprender y experimentar con la programación y la electrónica de manera sencilla y divertida.

4.- CONTROLADORAS DE INTERFACES DE CONTROL

    Las controladoras de interfaces de control son dispositivos que permiten la comunicación entre diferentes componentes de un sistema, como por ejemplo entre un ordenador y un dispositivo externo. Estas controladoras facilitan la interacción y el control de los diferentes elementos de un sistema, permitiendo una comunicación eficiente y efectiva

4.1.- Accionar interruptores

    Para accionar interruptores con una controladora Arduino, puedes utilizar un relé como interfaz de control. Un relé es un dispositivo electromagnético que permite controlar circuitos de alta potencia con señales de baja potencia, como las que emite una placa Arduino.

    Por ejemplo, puedes conectar un relé a la placa Arduino y utilizar un programa sencillo para activar o desactivar el relé, lo que a su vez abrirá o cerrará el interruptor conectado al relé. De esta manera, podrás controlar el encendido y apagado de dispositivos eléctricos utilizando la controladora Arduino.

    En el siguiente ejemplo vamos a ver como encender y apagar un LED con un pulsador y Arduino:

https://paraarduino.com/componentes/interruptores/como-encender-y-apagar-un-led-con-un-pulsador-y-arduino/

Antes de continuar podemos ver el siguiente enlace para ver como conectar un LED a Arduino:

https://paraarduino.com/leds/como-conectar-y-encender-un-led-con-arduino/

    Para empezar necesitamos la tarjeta controladora Arduino UNO o una similar, un LED rojo de 5 mm, una resistencia de 330 ohmios, cables y una placa protoboard.

    El siguiente paso es como conectar un pulsador de membrana con Arduino, para ello consultamos el siguiente enlace:

https://paraarduino.com/componentes/interruptores/como-conectar-un-pulsador-de-membrana-con-arduino/

Vamos a utilizar el entorno web de TinkerCAD para simular nuestros circuitos, para ello tenéis que acceder a la clase mediante el siguiente enlace:

Instrucciones para estudiantes

Vínculo de clase:

1. Accede a la clase con este vínculo: https://www.tinkercad.com/joinclass/GLEENB7G3
2. Introduce el alias asignado por el profesor.

Código de clase:

1. Ve a https://www.tinkercad.com/joinclass
2. Introduce el código de clase: GLEENB7G3
3. Introduce el alias asignado por el profesor.

Enlace a los contenidos del tema en formato PDF

Otro enlace al tema5.-Control por ordenador

Examen Física y Química 4º ESO: Tema 3.- Movimiento Circular Uniforme

1.- Una de las características del movimiento circular uniforme:

            a)   El módulo de la velocidad es variable

b)      El módulo de la velocidad es constante

c)      El módulo de la aceleración es constante

2.- ¿Qué longitud ha recorrido un móvil en un M.C.U. si ha descrito un arco de circunferencia de 75º, sabiendo que la circunferencia tiene un radio de 25 metros? L=2•π•r

           

           

3.- Una vuelta completa son 360º y equivale a 2π radianes, ¿A cuántos grados equivale 1 radian?

4.- ¿Qué longitud recorre un móvil que describe una circunferencia de 20 m de radio, si barre un arco de 2 radianes? Aplicar la expresión: s = θ•r

a)      10 m          b) 20 m           c) 30 m            d) 40 m           e) 50 m

5.- La velocidad angular se define como el ángulo barrido por un móvil en un tiempo determinado y se expresa en:

a)      rad/s          b) r.p.m           c) rev/min        d) Todas son correctas

6.- La aceleración centrípeta es un vector que se dibuja apuntando siempre ________________ la circunferencia que describe el móvil.

a)      Hacia el centro de            b) Tangencial  a          c) Paralelo a    d) Oblicuo a

7.- El número de vueltas que da el móvil en un segundo, es lo que se llama:

a)      Vector       b) Periodo                   c) Frecuencia              d) Radian

8.- El tiempo que tarda un móvil en dar una vuelta completa se llama:

a)      Vector       b) Periodo                   c) Frecuencia              d) Radian

9.- La teoría geocéntrica es una antigua teoría elaborada por los filósofos griegos Platón y Aristóteles y que fue completada en el siglo II a.C. por:

a)      Aristarco de Samos          b) Claudio Ptolomeo              c) Nicolás Copérnico

10.- Según la teoría de Nicolás Copérnico, el movimiento retrógrado de los planetas, en el que parece que los planetas, llegado un momento, en lugar de avanzar retroceden, es explicado por:

a) La Tierra, al estar más cerca del Sol, gira más rápido que los planetas que están más alejados.

b) La rotación diaria de la Tierra sobre su eje.

c) La revolución anual alrededor del Sol y la inclinación de la Tierra sobre su eje.

Nota: Preguntas de la 1 a la 10, puntúan 0,5 cada respuesta correcta

11.- Disponemos de una aguja indicadora que marca ángulos sobre una escala circular. Dicha aguja ha barrido un ángulo de 70º en los 4 primeros segundos, 140º a los 8 segundos y 280º a los 16 s. Calcula:

a) El ángulo barrido en cada caso, expresado en radianes.

b) La velocidad angular del movimiento. (ω=θ/t)

c) El tiempo que tardará en dar una vuelta completa.

12.- La rueda de una bicicleta de 50 cm de radio gira a 400 r.p.m. Calcula: a) su velocidad angular. b) su velocidad lineal en la llanta. c) su periodo. d) su frecuencia.

13.- El Meteosat es un satélite meteorológico de 200 kg desarrollado por la Agencia Espacial Europea (ESA). Se encuentra en una órbita geoestacionaria, es decir, con la misma velocidad angular de rotación que la Tierra, que le mantiene prácticamente sobre el mismo punto de la superficie, a 36000 kilómetros de altura. Dato: Rc = 6370 km.

a) Calcula la velocidad del satélite y exprésala en km/h y en m/s.(v=ω•r)

b) Calcula su aceleración centrípeta.(a_c=v²/r)

c) Determina la fuerza centrípeta que lo mantiene en órbita. (Fc=m•a_c) (Fc=m•v²/r)

14.- A qué distancia tienen que estar un objeto de 120 kg y otro de 55 kg para que se atraigan con una fuerza igual a la que existe entre un chico de 60 kg y una chica de 55 kg que están separados 2 m?

15.- Calcula la fuerza con que se atraen la Tierra y la Luna conociendolos siguientes datos:

• Masa de la Tierra = 5,98•10²⁴ kg.

• Masa de la Luna = 7,20•10²² kg.

• Distancia de la Tierra a la Luna = 3,84•10⁵ km.

Enlace al Formulario de Google para realizar el test

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Video de creación de una copa o trofeo con SketchUp

En este vídeo se muestra el proceso de creación de una copa o trofeo con el programa de diseño CAD en 3D SketchUp Maker.
El proceso de diseño se ha acelerado para reducir la duración del vídeo. Se ha utilizado la herramienta de captura de pantalla de Windows 10, para capturar el trabajo de creación del trofeo en Sketchup. Una vez capturado el vídeo, se ha editado con el programa Windows Movie Maker. Le he añadido una grabación de voz con los comentarios y música de fondo durante la grabación de voz.
Previamente el vídeo se había acelerado con la herramienta correspondiente de Movie Maker.

Aquí tenéis un enlace al vídeo subido a Youtube:

https://youtu.be/GxChCK7Bfsc

Ahora podemos crear nuestros modelos directamente en la web sin necesidad de descargar la última versión del programa. Solo necesitamos un cuenta de gmail o un usuario. Prueba este enlace:

Enlace a la web de diseño de Sketchup

Aquí os dejo un enlace aun excelente manual de Sketchup

Manual de Sketchup

UNIDAD DIDÁCTICA 3: MATERIALES Y SUS PROPIEDADES. MADERA

 

1

 

 

MATERIAS PRIMAS (RAW MATERIALS)

Son las sustancias que se extraen directamente de la naturaleza. Se pueden clasificar en tres grandes grupos:

·         Animales: lana, seda, pieles

·         Vegetales: algodón, madera, corcho, lino

·         Minerales: mármol, arcilla, arena, mineral de hierro…

Raw materials are substances that are extracted directly from nature. They can be classified into three main categories: animal, vegetable and mineral origin.

·         Animal Origin: Wool, Silk, Hides, Bones

·         Vegetable Origin: Cotton, Wood, Cork, Linen, Latex

·         Mineral Origin: Marble, Clay, Iron, Oil, Coal

   

2.     MATERIALES (MATERIALS):

La materia prima se transforma mediante procesos físicos y químicos para obtener los distintos materiales. Un material es la materia preparada y disponible para elaborar directamente cualquier producto.

Existen materiales que proceden de materias primas renovables, lo que significa que se pueden regenerar.  Ejemplos: la lana, el algodón y la madera son materias primas renovables; el carbón, el petróleo y los minerales no son renovables

Raw materials are transformed by physical and chemical processes into the various types of materials that are used for manufacturing.

3.     PRODUCTO TECNOLÓGICO (MANUFACTURED GOOD):

Es cualquier objeto creado por el ser humano para satisfacer sus necesidades y mejorar su calidad de vida.

Para elaborar un producto tecnológico, se sigue este proceso:

1.      De la naturaleza se extraen las materias primas.

2.      Las materias primas se transforman en materiales.

3.      Con estos materiales se elaboran los productos.

A manufactured good is any object created by humans to satisfy their needs and improve their standard of living. In the manufacturing process:

1.      We get raw materials from nature.

2.      We process them to make materials.

3.      We make goods with these materials.

For example: Trees è Planks of wood è Tangram

4.     MATERIALES DE USO TÉCNICO (TECHNICAL MATERIALS):

The common materials used to make goods are the following:

§  Wood – Madera

§  Metals (Ferrous and non-ferrous)  – Metales

§  Plastic - Plástico

§  Textiles - Textiles

§  Stone - Pétreos

§  Ceramics - Cerámicos

Las materias primas se transforman en materiales. Los materiales son:

·         Las maderas. Se extraen de los árboles, como el abeto, el pino y el castaño. Con la madera se fabrica papel y cartón, muebles, puertas, ventanas, barandillas, parqué, estanterías, mesas y sillas, mangos de herramientas, objetos decorativos…

·         Los metales. Se extraen de los minerales. El hierro, el acero, el cobre, el plomo, el estaño y el aluminio, son ejemplos de metales. Los metales sirven para construir carcasas y piezas de máquinas, herramientas, grúas, puentes, cables, torres de electricidad…

·         Los plásticos. Se obtienen principalmente del petróleo, el carbón y el gas natural. El celofán, el PVC y el caucho son materiales plásticos. Con los plásticos se fabrican tuberías, embalajes, juguetes, cubos, bolsas, revestimientos de cables…

·         Los textiles. Se obtienen de materias primas naturales como la lana, el algodón y la seda; otros, como el nailon y la lycra, son sintéticos. Con los materiales textiles se elaboran tejidos con múltiples aplicaciones: prendas de vestir, mochilas, fundas de cojines y sillones, cortinas…

·         Los pétreos. Se extraen de las rocas. Entre estos se encuentran el mármol, la pizarra, el vidrio o el yeso. Los pétreos se utilizan en la construcción de edificios y objetos decorativos.

·         Los cerámicos. Se obtienen a partir de la arcilla cocida. Son ejemplos la loza, el gres y la porcelana. Con los materiales cerámicos se fabrican ladrillos, tejas, vajillas, lavabos, vasijas, jarrones, macetas…

5.     PROPIEDADES DE MATERIALES:

Cada material tiene unas propiedades que:

·         lo diferencian de los demás

·         determinan lo que puede hacerse con él

      Las propiedades de un material son el conjunto de características que hacen que este se comporte de una manera determinada ante estímulos externos como la luz, el calor, la aplicación de fuerzas, etc. Las propiedades de los materiales se clasifican en tres categorías: Físicas, químicas y ecológicas.

PROPIEDADES FÍSICAS

Propiedades eléctricas

Los materiales que dejan pasar la electricidad son conductores eléctricos y los que impiden el paso de la electricidad son aislantes eléctricos.

Ejemplo: los metales son buenos conductores eléctricos. Los plásticos y las maderas son aislantes.

Propiedades térmicas

Los materiales que transmiten el calor se denominan conductores térmicos y los que impiden el paso del calor son aislantes térmicos.

Ejemplo: los metales son buenos conductores térmicos. Los plásticos y las maderas son aislantes.

Propiedades acústicas

Los materiales que son buenos transmisores del sonido se denominan conductores acústicos y los que dificultan su paso son aislantes acústicos.

Ejemplo: los metales son buenos transmisores del sonido. El corcho y los plásticos son aislantes acústicos.

Propiedades ópticas

·         Son opacos los materiales a través de los cuales no se puede ver, como la madera y los metales.

·         Son transparentes los materiales a través de los cuales se ve claramente, como sucede con el vidrio y con algunos plásticos.

·         Son  translúcidos los materiales que no dejan ver con claridad lo que hay tras ellos, como algunos vidrios o el papel de cebolla.

 

 

 

Propiedades magnéticas

Algunos materiales son magnéticos porque atraen a otros metales. Un imán atrae a determinados metales, por ejemplo los clips.

Propiedades Mecánicas

§  Algunos materiales son elásticos porque se deforman cuando aplicamos una fuerza, recuperando su forma inicial cuando los soltamos.

§  Un material es plástico cuando al retirarle la fuerza continúa deformado.

§  Los materiales maleables se extienden en planchas y los materiales dúctiles en hilos o cables. Ejemplos: son maleables y dúctiles las maderas, los metales y los plásticos.

§  Algunos materiales son muy resistentes ya que se pueden estirar, aplastar, retorcer y no se rompen. Un material tiene resistencia mecánica cuando soporta esfuerzos sin romperse.

§  Tenacidad/Fragilidad: Un material es tenaz si aguanta los golpes sin romperse. Un material es frágil si cuando le damos un golpe se rompe.

§  Porosidad. Algunos materiales son porosos ya que tienen huecos o poros. Ejemplos: la madera y algunos materiales pétreos, como la piedra pómez, y cerámicos.

§  Permeabilidad. Los materiales que dejan pasar a través de ellos agua u otros líquidos son permeables y los que no los dejan pasar son impermeables. Ejemplos: impermeables son los plásticos, el vidrio, el corcho; permeables algunos materiales cerámicos, el algodón…

§  Dureza: Es la resistencia que opone un material a ser rayado por otro.

El mineral más duro es el diamante y el más blando el talco.

§  Densidad: Relación entre la masa de un objeto y el volumen que ocupa.

Por ejemplo, un bloque de madera es más denso que una esponja.

PROPIEDADES QUÍMICAS

La mayoría de los metales se oxidan, es decir, pierden su brillo, se oscurecen y se vuelven rugosos, cuando están en contacto con el agua o el aire. Para evitar la oxidación de los materiales, se suelen recubrir con pinturas, esmaltes o lacas.

PROPIEDADES ECOLÓGICAS

Según el impacto que produzcan en el medio ambiente los materiales se clasifican en:

Enlace al fichero la Madera.pdf

Enlace al fichero Materiales.pdf

Enlace al fichero Herramientas.pdf