SCRATCH Y ARDUINO

En el mundo actual vivimos rodeados de tecnología y parece interesante que los alumnos de secundaria comprendamos el funcionamiento de los dispositivos automáticos. Son dispositivos con los que se interacciona a través de botones o diferentes sensores de modo que generan efectos en forma de sonidos, luces o movimiento. Suponemos que cualquiera de estos aparatos tiene cierta inteligencia, capacidad de memorizar e incluso pueden detectar lo que sucede a su alrededor. Sin embargo, para la mayoría de nosotros se muestran como objetos dotados de cierta magia y muy pocas personas sabrían explicar de un modo sencillo cómo funcionan.

La interacción de estos dispositivos con variables físicas como luz, temperatura o movimiento se produce a través de sensores cuyas señales deben ser procesadas por nuestro protagonista principal, el microcontrolador que es un chip programable que contiene instrucciones precisas de cuál será la respuesta del dispositivo hacia el mundo físico exterior.

Además la automatización es interesante desde el punto de vista didáctico ya que permite poner en práctica gran parte de los conocimientos que a estas alturas y como alumnos de tecnología ya debemos de tener.

¿Cómo puede un dispositivo interactuar con el entorno?

Ya conocemos los fundamentos de la programación en Scratch y ahora vamos ponerlos en práctica para interactuar con el entorno, gracias a la placa Arduino nuestro programa podrá reaccionar de la manera que nosotros establezcamos a ciertas señales que le lleguen del exterior. Usaremos para ello S4A (Scratch for Aruino) que es igual que Scratch pero preparado para comunicarse con Arduino.

¿Qué es Arduino?

Arduino es una placa electrónica inteligente, que nos permite interactuar con el entorno, ya que dispone de varias entradas y salidas, las cuales trabajan a 5v, por lo tanto si trabajamos a otras tensiones debemos adaptarlas.

¿Cómo funciona?

Utilizar S4A y Arduino es muy sencillo, si por ejemplo queremos saber si un botón esta pulsado, solo tenemos que preguntarlo mediante programa:

Lo mismo si queremos enviar una señal al exterior, para por ejemplo poner una luz en rojo:

 

También podemos recibir información analógica (que no tenga solo dos estados posibles) como temperatura, distancia, etc.

Como la mejor forma de aprender algo es haciendolo, vamos a construir y automatizar un parking, en el que estén controlados varios parámetros mediante un programa. Este será realizado mediante el lenguaje Scratch, en el que se establecerá la lógica de funcionamiento, para el contacto con el mundo exterior se utilizará la placa Arduino, que permite explorar señales o entradas y enviar señales al exterior o salidas.

Instrucciones para realizar el proyecto

En equipos de tres o cuatro intragrantes debemos construir una maqueta de un parking y automatizarla. Esta dispondrá de una barrera que permita o impida la entrada de vehículos. Este parking tiene una capacidad máxima de 20 plazas, cuando esta capacidad sea alcanzada debe evitarse la entrada de más vehículos, no abriendo la barrera y estableciendo el semáforo en rojo, esta condición debe mantenerse hasta que alguno de los vehiculos abandone el parking.
Además cuando entre un vehículo debe encenderse la luz del parking durante 30 segundos, para dar tiempo a que el vehículo aparque, al igual que si se pulsa el botón de encendido de la luz dentro del garaje.

A modo unicamente de ejemplo vamos a ver unas imagenes de una de las posibles soluciones:

En esta imagen podemos apreciar la realización del circuito mediante protoboard, circuito básico similar a los vistos en clase:

Aquí un vídeo de su funcionamiento:

Y un pantallazo del programa de control realizado mediante S4A: