Modelos 4 y 5: Aparcamiento

¿Está lleno el aparcamiento?

Nivel escolar

11-13

Tiempo necesario

2 clases dobles por unidad de aprendizaje (ampliables hasta 10 CD)

Nivel de dificultad

Modelo: fácil a medio, programación: fácil a medio

Tipo de modelo

Modelo de mesa para barreras de aparcamiento

DESCRIPCIÓN DEL MODELO / TAREA

Los alumnos planifican y construyen una barrera para la entrada y salida de un aparcamiento.

La orden de apertura de la barrera se realiza inicialmente mediante un pulsador (entrada) o un botón en la pantalla del controlador TXT 4.0 (salida).

Dos LED emiten señales luminosas cuando la barrera está completamente abierta (verde) o durante el proceso de apertura y cierre (rojo). Una barrera fotoeléctrica supervisa si hay algún vehículo en la zona de la barrera durante el proceso de cierre. A partir del número de entradas y salidas se determina el número de plazas libres y se muestra en la pantalla del controlador TXT 4.0; cuando la ocupación es completa, el LED rojo parpadea (aparcamiento 1).

En un segundo paso, dos grupos se unen y conectan sus modelos y controles de manera que una barrera sirve para la entrada y la segunda para la salida (aparcamiento 2).

En el modelo completamente desarrollado, el control de la barrera se complementa con un sistema óptico de reconocimiento de matrículas mediante una cámara USB y un sistema automático de cálculo del precio del aparcamiento (aparcamiento 3).

RELACIÓN CON LA VIDA COTIDIANA

Los alumnos conocen el acceso controlado por barreras a los aparcamientos y parkings por su vida cotidiana. En particular, el acceso automático mediante el reconocimiento óptico de matrículas tiene un alto valor motivacional. La integración de este tema en la orientación preprofesional podría realizarse en relación con los campos profesionales de la tecnología de la información. En este ámbito, el cambio automatizado mediante la detección de magnitudes físicas se utiliza en muchos ámbitos. En particular, el reconocimiento automatizado de objetos en la tecnología de acceso es cada vez más importante.

Preguntas clave

¿Dónde se puede utilizar una barrera automática en la vida cotidiana? (Comunicación)
¿Qué funciones debe cumplir el control de la barrera del aparcamiento para que resulte útil? (Colaboración)
¿En qué condiciones debe abrirse o cerrarse el sistema? (Pensamiento crítico)
¿Qué hay que tener en cuenta para que el control se pueda utilizar en diferentes lugares y el sistema funcione de la forma más robusta posible? (Creatividad)

Referencia del compartimento

Informática

Programación avanzada, bucles condicionales, funciones

Matemáticas

Ángulos, recuento condicional, cálculo de tiempo y precio

Técnica

Construcción estable, técnica de construcción

Física

Cambio de movimiento

Desarrollo de la clase

Opcional: presentación y asignación de la diferenciación (con la aplicación)

El profesor se dirigirá a los alumnos que puedan ser objeto de diferenciación (o a todo el grupo). Se presentará la combinación de dos barreras para controlar por separado la entrada y la salida en el trabajo en grupo.
Como diferenciación adicional (o directamente después del primer programa sin trabajo en grupo posterior), se ofrece la cámara USB y el reconocimiento y la evaluación de matrículas en la aplicación. La aplicación ofrece ideas concretas para, por ejemplo, el registro del tiempo y el cálculo de las tarifas de aparcamiento.

Trabajo en pareja o en grupo (con aplicación)

Si es necesario, desmontar la conexión entre dos barreras y continuar trabajando en grupos individuales
Conectar la cámara USB
Manejo del código de barras y su decodificación, así como su almacenamiento en un nuevo programa
Cargar el programa desde el aparcamiento 1
Diseño de la pantalla del controlador TXT 4.0 según las tarjetas didácticas
Ampliación gradual del programa: registro y almacenamiento de las matrículas de los vehículos que entran, cálculo de la duración del estacionamiento y de las tarifas de los vehículos que salen
Simulación del proceso de pago y apertura de la barrera, cálculo y visualización de las plazas libres

Opcional: presentación y asignación de la diferenciación

A los grupos que trabajen de forma especialmente eficiente se les puede asignar la tarea adicional de registrar los coches eléctricos y normales que entran en tablas separadas y, por ejemplo, reservar 4 plazas de aparcamiento para coches eléctricos y 6 plazas para coches normales. Las tarifas de aparcamiento también se pueden calcular de forma diferenciada. En este caso, se prevé el trabajo independiente sin tarjetas didácticas.

Debate en plenaria

Debate posterior al proyecto con toda la clase
Aclaración de posibles aplicaciones futuras en la vida cotidiana

Información y avisos

Indicaciones metodológicas y didácticas

Posibilidades de diferenciación

Dependiendo de la duración de la serie de clases y del nivel de los alumnos,

dos grupos pueden organizar sus instalaciones como entrada y salida salida de un aparcamiento,
conectar dos controladores TXT 4.0 (entrada/salida) para sincronizar los resultados del recuento,
determinar el tiempo de estacionamiento en el aparcamiento 3 utilizando la cámara USB para registrar las matrículas a la entrada y a la salida, y mostrar las tarifas de estacionamiento en la pantalla en función de los datos recopilados.

Aspectos motivacionales

Todos los alumnos conocen el tema de las barreras automáticas por su uso cotidiano. El reconocimiento automático de matrículas, que en su caso puede trasladarse a otros procesos de automatización, motiva a los alumnos a abordar en profundidad y resolver una tarea relacionada con este tema.

Materiales adicionales

Si se dispone de ellos, se podría utilizar un vídeo para la fase introductoria del tema.
Medios para dibujar (papel, pizarra blanca o pantalla de proyección).

Instrucciones de montaje de la barrera para aparcamiento

Esquema eléctrico de la barrera del aparcamiento

Instrucciones de montaje para el reconocimiento de matrículas

Esquema eléctrico de reconocimiento de matrículas

Funciones del modelo y sus soluciones técnicas

Funciones de los sensores / actuadores	Solución técnica
Realización de un giro de un motor con encoder	Accionamiento del motor de tracción para exactamente un giro
Señales luminosas de LED roja/verde	Control del LED para vía libre y parada
Interrupción de la barrera fotoeléctrica Interrupción de la barrera fotoeléctrica	Bloqueo del movimiento de la barrera Conteo de vehículos
Reconocimiento de matrículas mediante cámara USB	Apertura de la barrera
Aparcamiento 2: Conexión de dos controladores TXT 4.0	Control separado de las barreras de entrada y salida Intercambio de datos entre dos controladores TXT 4.0
Aparcamiento 3: Reconocimiento de matrículas mediante cámara USB	Decodificación de códigos de barras Programación y evaluación de tiempos de inicio y fin Cálculo de las tarifas de aparcamiento

Listas de materiales

Sensores	Función
1 pulsador On/Off en el controlador TXT 4.0	1. Encendido del control de la barrera 2. Parada de emergencia de la barrera
1 fototransistor	Detección de interrupción de la barrera fotoeléctrica, receptor
1 cámara USB	Reconocimiento de códigos de barras
1 mini pulsador	Solicitud de entrada
1 mini pulsador	Consulta del estado de la barrera (abierta o cerrada)

Actuadores	Función
1 motor con encoder	• Movimiento • Conteo de las vueltas
2 LED (1 × roja, 1 × verde)	Indicación de estado
1 LED (blanca)	Iluminación del sensor de barrera fotoeléctrica