Conclusiones Parciales del Capítulo III

El presente capítulo contiene el desarrollo de la propuesta mediante el análisis de los resultados alcanzados durante la investigación, tomando como punto de partida la encuesta realizada a todos los estudiantes de la Carrera de Sistemas de la Universidad Regional Autónoma de los Andes, sede Tulcán, en la que se determina necesario la implementación de un robot oruga para el transporte y almacenamiento de objetos como una herramienta indispensable para la enseñanza –aprendizaje, juntamente con la implementación de un laboratorio de robótica y electrónica, cuya finalidad consiste en incentivar y promover a las instituciones educativas a obtener laboratorios y herramientas actuales y modernas como un medio para mejor la calidad de educación.

En lo referente al ensamble del robot las piezas son bloques sencillos de Lego, por lo que se puede armar distintos modelos de robots, el cerebro es el bloque EV3 que permite la conexión a diferentes sensores como son de color, de contacto, ultrasónico de una forma sencilla, lo que al realizar las pruebas no se encontró errores.

Cabe destacar que este bloque ya trae preinstalado el firmware necesario para su ejecución, el cual almacena los programas para su ejecución, posee un software potente cuyo requerimiento necesita de un sistema operativo actual, como es Windows XP o posterior, además de un hardware sumamente nuevo que fue lanzado al mercado en el 2013, lo cual hace que el desarrollo del robot oruga sea algo novedoso y se encuentre dentro de los parámetros actuales que exige la tecnología.

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CONCLUSIONES GENERALES

El propósito principal del presente tema investigativo consiste en eliminar ciertas barreras que existe en el medio y despertar interés en desarrollar temas de investigación; utilizando esta plataforma robótica robusta y accesible a cualquier entorno fácil y atractiva para el usuario de manipular, mediante controles mecánicos, electrónicos, dispositivos móviles y de software. El producto final presentado es una plataforma con distintas formas de control inalámbrico y de aplicaciones variadas para el usuario.

Se utilizó una plataforma potente y asequible desarrollada por la empresa Lego en la construcción del robot Lego Mindstorms EV3 comprobando satisfactoriamente que se controla el robot para que cumpla con éxito los diferentes movimientos deseados. Las características y la interfaz gráfica que posee permite realizar las órdenes del robot de una manera fácil y eficiente las mismas que son grabadas en la memoria interna del módulo. Cabe destacar que la implementación del robot oruga Lego Mindstorms es costoso, debido a la importación de los materiales electrónicos y mecánicos que conforman el robot, los cuales son importados de otros países, pero de fácil manejo y comprensión para su ensamblaje.

Además se pretende que los estudiantes desarrollen proyectos tecnológicos programando dispositivos que simulen situaciones reales de la vida cotidiana, su uso contribuye a integrar de manera experimental creaciones propias en el mundo de la robótica, la tecnología y la electrónica.

Por lo tanto se concluye que con la implementación del robot oruga se trata de concientizar a las Autoridades de la Universidad en brindar los medios necesarios para el estudio de la electrónica y la robótica, ciencias que deben estar inmersas en todas las Universidad que poseen la Carrera de Sistema y cuya misión es preparar a los estudiantes para desempeñar funciones en una sociedad cada vez más tecnológica por lo que se hace necesario nuevas competencias y habilidades para enfrentar las exigencias y necesidades de la sociedad actual.

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RECOMENDACIONES

 Para el diseño del robot oruga Lego Mindstorms EV3 se debe tener en cuenta todos los elementos que se dispone para evitar cambios repentinos.  En el ensamblaje o armazón de la estructura del robot se debe tomar en cuenta las características del material a utilizar verificando que sea manipulable, liviano y asegurándose que tenga un peso acorde a las dimensiones y características de los servomotores.

 Previo a la implementación del circuito principal del robot se debe realizar todas las pruebas necesarias en el protoboard a fin de asegurarse que dicho circuito va a funcionar correctamente en la aplicación.

 Aplicar los voltajes apropiados para cada uno de los dispositivos, asegurando la fiabilidad y vida útil de los mismos.

 La aplicación y uso de la Robótica en la Carrera de Ingeniería en las Universidades del país, específicamente el área de informática, permite que esta área se conviertan en generadora de procesos productivos de enseñanza aprendizaje, mediante el uso intensivo de las nuevas herramientas tecnológicas como estrategia tecnológica didáctica.

BIBLIOGRAFÍA

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TABLA DE CONTENIDOS

Anexo Nº 02: Formulario de Encuesta

Anexo Nº 03: Representación Gráfica de la Encuesta Anexo Nº 04: Solicitud de Validación

Anexo Nº 05: Ficha de Validación Anexo Nº 06: Manual de Usuario Anexo Nº 07: Manual Técnico Anexo Nº 08: Artículo Científico Anexo Nº 09: Fotografías

UNIVERSIDAD REGIONAL AUTÒNOMA DE LOS ANDES

“UNIANDES”

FACULTAD DE SISTEMAS MERCANTILES ESCUELA DE SISTEMAS INFORMÁTICOS

OBJETIVO.- Diagnosticar la situación actual del proceso de investigación y determinar el grado de aceptación al implementar un robot oruga de transporte y almacenamiento de objetos en Uniandes Tulcán

Encuesta dirigida a estudiantes de la Facultad de Sistemas de la Universidad Regional Autónoma de los Andes, Tulcán.

Encuestadora: Pantoja Cadena Rocío

1.- ¿La implementación de un laboratorio en el área de robótica contribuye en la mejor formación del futuro profesional de la Universidad?

o Muy de acuerdo o De acuerdo o Desacuerdo

2.- ¿La implementación del robot oruga permite utilizar estrategias integradoras para la enseñanza-aprendizaje de esta ciencia?

o Muy de acuerdo o De acuerdo o Desacuerdo

3.- ¿Le gustaría que la Universidad se oriente más a la demanda de proyectos de investigación, ciencia y tecnología?

o Mucho o Poco o Nada

4.- ¿La creación de una asignatura práctica como la robótica, contribuye al desarrollo tecnológico y académico de los estudiantes de Uniandes Tulcán?

o Mucho o Poco o Nada

5.- ¿Considera que la Universidad debe aplicar conocimientos de robótica e inteligencia artificial en la creación de sistemas robóticos?

o Oportuno o Poco Oportuno o Nada oportuno

6.- ¿Considera que en el diseño, construcción y la programación de los sistemas robóticos, los estudiantes ponen en práctica sus conocimient5os adquiridos y desarrollan nuevos conocimientos?

o Oportuno o Poco Oportuno o Nada oportuno

7.- ¿Cómo estudiante de la Carrera de Sistemas en la Universidad tiene conocimiento de que se han desarrollado proyectos en robótica?

o Si o No

8.- ¿Un robot le permite a usted aplicar los conocimientos y desarrollar su creatividad e ingenio?

o Si o No

ANEXO Nº 03: Representación Gráfica de la Encuesta. PREGUNTA Nro.1

Gráfica Nº 43

Fuente: Investigación de campo

Elaborado por: Rocío Pantoja Cadena PREGUNTA Nro.2

Gráfica Nº 44

Fuente: Investigación de campo Elaborado por: Rocío Pantoja Cadena

Gráfica Nº 45

Fuente: Investigación de campo Elaborado por: Rocío Pantoja Cadena PREGUNTA Nro.4

Gráfica Nº 46

Fuente: Investigación de campo Elaborado por: Rocío Pantoja Cadena PREGUNTA Nro.5

Gráfica Nº 47

Fuente: Investigación de campo Elaborado por: Rocío Pantoja Cadena PREGUNTA Nro.6

Gráfica Nº 48

Fuente: Investigación de campo Elaborado por: Rocío Pantoja Cadena

Gráfica Nº 49

Fuente: Investigación de campo Elaborado por: Rocío Pantoja Cadena

PREGUNTA Nro.8

Gráfica Nº 50

Fuente: Investigación de campo Elaborado por: Rocío Pantoja Cadena ANEXO Nº 04: Solicitud de Validación

UNIVERSIDAD REGIONAL AUTÓNOMA DE LOS ANDES “UNIANDES”

FACULDAD DE SISTEMAS MERCANTILES ESCUELA DE SISTEMAS INFORMÁTICOS

Tulcán, 10 de Abril del 2.014 Ing.

Hernán Javier Guancha. Presente.-

De mi consideración:

Mediante el presente me dirijo a Ud., para solicitarle de la manera más comedida se digne emitir su invaluable criterio sobre el “Robot Oruga de transporte y almacenamiento de objetos que contribuya en el desarrollo de aplicaciones tecnológicas de Uniandes Tulcán”

Por la atención que se digne dar al presente le anticipo mis sinceros agradecimientos.

Atentamente,

--- Rocío Pantoja Cadena

C.I Nº: 0400827093

UNIVERSIDAD REGIONAL AUTÓNOMA DE LOS ANDES “UNIANDES”

FACULDAD DE SISTEMAS MERCANTILES ESCUELA DE SISTEMAS INFORMÁTICOS

Tulcán, 10 de Abril del 2.014 Ing.

Daniel Paúl Rodríguez. Presente.-

De mi consideración:

Mediante el presente me dirijo a Ud., para solicitarle de la manera más comedida se digne emitir su invaluable criterio sobre el “Robot Oruga de transporte y almacenamiento de objetos que contribuya en el desarrollo de aplicaciones tecnológicas de Uniandes Tulcán”

Por la atención que se digne dar al presente le anticipo mis sinceros agradecimientos

Atentamente,

--- Rocío Pantoja Cadena

C.I Nº: 0400827093

UNIVERSIDAD REGIONAL AUTÓNOMA DE LOS ANDES “UNIANDES”

FACULDAD DE SISTEMAS MERCANTILES ESCUELA DE SISTEMAS INFORMÁTICOS

Tulcán, 10 de Abril del 2.014 Ing.

Leonardo Patricio Quilismal. Presente.-

De mi consideración:

Mediante el presente me dirijo a Ud., para solicitarle de la manera más comedida se digne emitir su invaluable criterio sobre el “Robot Oruga de transporte y almacenamiento de objetos que contribuya en el desarrollo de aplicaciones tecnológicas de Uniandes Tulcán”

Por la atención que se digne dar al presente le anticipo mis sinceros agradecimientos.

Atentamente,

--- Rocío Pantoja Cadena

C.I Nº: 0400827093 ANEXO Nº 05: Solicitud de Validación

ANEXO Nº06: Manual de Usuario MANUAL DE USUARIO

En el presente proyecto se ha utilizado el lenguaje de programación EV3-G, lenguaje de programación con características gráficas, mediante este lenguaje se han programado los siguientes sensores:

 Sensor Ultrasónico

 Sensor de color

El prototipo que se ha programado con EV3-G es un robot oruga que presenta las siguientes funciones motrices:

 Moverse en todas las direcciones  Seguir una línea continua

 Trasladar objetos

Estas funciones motrices se realizaron con el objetivo de que el robot oruga atrape objetos, traslade objetos y siga una línea continua.

La forma de guiar el robot oruga es mediante la codificación del seguidor de línea, o mediante bluetooth con la ayuda de un dispositivo Smart Device; es decir, que el usuario puede manipular a su gusto diferentes objetos que desee transportar.

Mediante el software de control del dispositivo Smart Device el usuario puede atrapar y trasladar objetos, y mediante el sensor de luz y el software seguidor de línea, el robot oruga puede realizar las siguientes acciones:

 Control del brazo para coger o soltar objetos.  Movimiento del robot hacia cualquier dirección.

 Si el robot detecta una línea continua, este la puede seguir.

De esta forma el dispositivo robótico puede cumplir tareas de transportar objetos y seguir una línea continua mediante el lenguaje de programación EV3- G.

Diagramas de programación EV3-G

El ladrillo o cerebro controlador del robot oruga presenta los siguientes puertos:  Puertos A, B, C, D que son puertos de salida; es decir, en estos puertos

se conectan los servomotores.

 Puertos 1, 2, 3, 4 que son puertos de entrada; es decir, aquí se conectan los sensores de color y ultrasónico.

En la configuración del robot oruga se configura los puertos B, C para los servomotores grandes, el puerto A para el servomotor pequeño, el puerto 2 para el sensor ultrasónico y el puerto 4 para el sensor de color.

Diagrama inicial de configuración del robot

El diagrama indica que cuando el sistema inicia, todos los servomotores se encuentran detenidos y los sensores no captan ningún valor externo.

Diagrama de configuración de los servos motores de los puertos B y C

El diagrama muestra la configuración de los servos motores grandes que se encuentran conectados en los puertos B y C para que el robot se mueva hacia delante, hacia atrás o para girar en cualquier dirección.

Este diagrama muestra la configuración del servo motor pequeño el cual se encarga de abrir o cerrar la articulación que sostiene los diferentes objetos. Diagrama de configuración del sensor de color

El diagrama muestra la configuración del sensor de color conectado en el puerto Nro. 4 el cual se encarga de controlar los motores B y C los cuales le

dan el movimiento al robot oruga; el sensor de color se encarga de diferenciar entre los colores blanco y negro para usar el robot como un seguidor de línea. En la configuración el sensor se encarga de diferenciar entre el color blanco y negro; ya que la línea debe estar pintada de color negro sobre una superficie blanca.

Diagrama de configuración del sensor ultrasónico

El diagrama muestra la configuración del sensor ultrasónico conectado en el puerto Nro. 2 el cual hace las veces de la vista en el ser humano y se encarga buscar objetos para establecer la dirección de movimiento del robot oruga. Diagrama General de configuración del robot oruga como seguidor de línea

El diagrama muestra la configuración del robot oruga, el cual funciona de la siguiente manera:

 Cuando el programa inicia activa los servomotores grandes para que el robot se mueva haciendo un giro.

 Cuando el robot detecta la presencia de una línea, este la sigue.

 Si el sensor de luz detecta que la línea se pierde por la derecha, automáticamente hace que el robot gire a la izquierda y viceversa.

 Si el robot oruga detecta un objeto a cierta distancia, este se mueve y atrapa el objeto.

 Mediante un dispositivo Smart Device se puede controlar el robot por medio de Bluetooth.

El dispositivo presenta la facilidad de configurar varios programas a la vez, por lo que se puede ejecutar el programa deseado en cualquier momento.

EJERCICIO: Captar un objeto a 10 centímetros

En esta pantalla se muestran los diferentes objetos para control de flujo; es decir, herramientas para la repetición de una respectiva acción.

En la configuración del sistema se ha utilizado la herramienta para configuración denominada bucle, que permitirá repetir un determinado o infinito número de veces todo lo que se ubique dentro de él.

Dentro del bucle se ha ubicado la herramienta sensor infrarrojo que se encuentra dentro del grupo de herramientas de sensores, el cual ha sido configurado para detectar proximidad de objetos a menos de 10 centímetros.

A continuación se ubica la herramienta de acción que se encarga de mover los motores, la configuración utilizada es la velocidad del dispositivo la cual es de la cuarta parte de la máxima velocidad.

Finalmente se hace una conexión entre el sensor infrarrojo y la herramienta de acción, lo cual da como referencia que si el sensor infrarrojo capta un objeto a menos de 10 centímetros, automáticamente se mueve el dispositivo.

MANUAL TÉCNICO

En el presente proyecto se ha utilizado el ladrillo o cerebro EV3 de Mindstorms, el cual controla 3 servos motores, 1 sensor ultrasónico y 1 sensor de color; el cerebro EV3 es un dispositivo de alto rendimiento que sirve para crear diversos proyectos de manera didáctica.

A continuación se presentan los esquemas electrónicos del cerebro EV3 conjuntamente con los diagramas de los sensores.

Sensor de contacto

ANEXO Nº08: Articulo Científico ARTÍCULO CIENTÍFICO

UNIVERSIDAD REGIONAL AUTÓNOMA DE LOS ANDES

“UNIANDES”

ERA ROBÓTICA

TEMA: Incidencia de la robótica en la educación.

AUTORA: Rocío Pantoja Cadena

Tulcán – Ecuador

2014

RESUMEN

El estudio e investigación en el campo educativo y el desarrollo de la robótica ha generado una nueva disciplina conocida como robótica educativa o pedagógica, ésta tiene el propósito de que los estudiante de la Universidad Regional Autónoma de Los Andes, interactúen con un robot educativo para que el proceso de enseñanza- aprendizaje se vea reforzado en áreas del conocimiento como tecnología, ciencias de la información y la comunicación, por lo tanto este artículo científico se basa en el estudio de la incidencia de la robótica en la educación.

El presente trabajo está dividido en cuatro capítulos, el capítulo I comprende el planteamiento del problema, y de él se deriva la situación problemática, Justificación, objetivos generales y específicos, hipótesis de investigación e indicadores de trabajo.

En el capítulo II se plantea el Marco Teórico, el cual comprende los antecedentes de la investigación, los fundamentos teóricos y la definición de términos básicos.

En el capítulo III se aborda la Metodología de Investigación, que comprende el tipo de investigación, la población y muestra, los métodos, técnicas e instrumentos de investigación.

En el capítulo IV comprende la propuesta con los resultados esperados. Su impacto, las conclusiones y recomendaciones.

Palabras claves: Robótica educativa, robótica pedagógica, enseñanza- aprendizaje.

ABSTRACT

The studyand research in education andthe development of robotics has created a new discipline known as educational or pedagogical robotics, it is intendedthat thestudent of theRegional Autonomous University of Los Andes, interact with an educational robot for the teaching-learning process is seen reinforced knowledge areas such as technology, information science and communication, therefore this article is based on scientificstudyof the impact of roboticsin education.

This paper is divided into four chapters, Chapter I contains the statement of the problem, and it's problematic situation, Rationale, aims and objectives, research hypotheses and indicatorsworkis derived.

In Chapter II the theoretical framework, which includes background research, the theoretical foundations and the definition of basic terms arises.

In Chapter III Research Methodology, which includes the type of research, population and sample, methods, techniques and research tools is addressed.

Chapter IV includes the proposal with the expected results. Its impact, conclusions and recommendations.

Keywords: Educational Robotics, educational robotics, teaching and learning.

INTRODUCCIÓN

Durante el siglo XX, y gracias al considerable avance tecnológico aparecen

In document Robot Oruga de transporte y almacenamiento de objetos que contribuya en el desarrollo de aplicaciones tecnológicas de Uniandes Tulcán (página 84-139)