Sensores analógicos

¿Son correctos los parámetros?

Nivel escolar

11-13

Tiempo necesario

2 clases dobles (ampliables hasta 3 DS)

Nivel de dificultad

Modelo: fácil, programación: fácil

Modelos

Modelo de mesa con sensores analógicos

DESCRIPCIÓN DEL MODELO / TAREA

Los alumnos planifican y realizan un montaje experimental para los experimentos con sensores analógicos. Partiendo de la sencilla indicación de resistencia en la prueba de interfaz, desarrollan su propia indicación gráfica en la pantalla del controlador TXT 4.0 y miden la resistencia y la temperatura.

La programación se amplía con el cálculo y la visualización de códigos de color (de tres o cuatro dígitos, diferenciación 1 y 2) para resistencias por capas .

RELACIÓN CON LA VIDA COTIDIANA

Los alumnos conocen la medición de resistencias y temperaturas gracias a las clases de ciencias naturales y a su vida cotidiana.
En particular, la integración en un contexto de aplicación realista tiene un gran valor motivacional.
La integración del tema en la orientación preprofesional podría realizarse en relación con los campos profesionales de la tecnología de la información. Aquí, el registro automatizado de magnitudes físicas se utiliza en muchos ámbitos. En particular, el calentamiento y/o llenado automatizados no solo se utilizan en la industria, sino también cada vez más en el ámbito doméstico.

Preguntas clave

¿Cómo se pueden medir la resistencia, la temperatura y las distancias con ayuda de los sensores? (Comunicación e información)
¿Qué sensores permiten supervisar la producción de forma eficaz? (Colaboración)
¿En qué condiciones debe el sistema informar sobre desviaciones de la norma ? (pensamiento crítico)
¿Qué hay que tener en cuenta para que los sensores puedan utilizarse en diferentes escenarios de aplicación y el sistema funcione de la forma más robusta posible? (creatividad)

Referencia del compartimento

Informática

Programación avanzada, bucles condicionales, funciones, pantallas gráficas

Física

Resistencia en el circuito eléctrico, temperaturas, mediciones de distancias

Técnica

Construcción estable, técnica de construcción

Matemáticas

Cálculo de términos, cálculo con unidades

Desarrollo de la clase

Charla en clase

Anuncio del tema
Preguntar cuáles son las características esenciales del control de calidad en el llenado/producción de aditivos.
Preguntar por las magnitudes de medición y los escenarios en los que se utilizan sistemas de llenado con medición automática.
Debatir las posibilidades de aplicación de los escenarios recopilados
(por ejemplo, cafetera, robot de cocina, lavavajillas).
Determinar los requisitos para el diseño del experimento.

Si es necesario, ayudar

Mostrar los sensores, actuadores y componentes del kit de construcción; utilizar medios de presentación si es necesario.

Charla en clase

Se elaboran conjuntamente el procedimiento para construir el modelo y la función que se desea conseguir.
Se indican o se comentan los pasos de trabajo de la aplicación.

Trabajo en pareja o individual

Los alumnos se familiarizan con la aplicación y descargan la tarea correspondiente.
Los alumnos definen funciones útiles de una medición con ayuda de los sensores conectados al controlador TXT 4.0.
Los alumnos crean mediante la aplicación la lista de requisitos para el experimento que se va a construir.

Opcional: trabajo en pareja o individual

Los alumnos esbozan las posibles estructuras de la medición con los sensores (resistencias, sensor ultrasónico).
Los alumnos discuten los resultados en grupo y se deciden por un diseño.

Opcional: presentación

El profesor se dirigirá a los alumnos que puedan optar a la diferenciación. Se presentará la representación gráfica del código de colores de las resistencias.
La aplicación ofrece ideas concretas para los alumnos interesados, entre ellas la visualización de códigos de colores de tres o cuatro dígitos en la pantalla del controlador TXT 4.0.

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,

el resultado de la medición de la resistencia no solo se puede mostrar como un número, sino también en una escala y como un código de color de tres o cuatro dígitos,
modificar el montaje experimental para poder realizar mediciones de temperatura en objetos seleccionados,
modificar el montaje experimental para poder medir e indicar los niveles de llenado de recipientes para bebidas durante el llenado.

Aspectos motivacionales

Los temas «llenado automático» y «control de calidad» son conocidos por todos los alumnos en su vida cotidiana. En muchos hogares, las cafeteras y lavadoras, junto con muchas otras aplicaciones inteligentes, forman parte desde hace tiempo de la vida cotidiana. Los robots de cocina semiautónomos se utilizan cada vez más para preparar platos.

Materiales adicionales

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

Instrucciones de montaje

Esquema eléctrico Sensores analógicos

Funciones del modelo y sus soluciones técnicas

Función de los sensores/actuadores	Solución técnica
Medición de resistencias	Medición de la conductividad (criterio de calidad) del aditivo
Medición de temperaturas	Supervisión de la temperatura de llenado
Medición de distancias	Supervisión de las cantidades de llenado
Posibilidades de diferenciación para la enseñanza avanzada	Complementar la indicación numérica con una escala graduada Integración de códigos de colores y/o otros tipos de resistencias Emisión de una alarma en caso de temperatura demasiado baja o demasiado alta Medición de distancias y Cálculo de la diferencia (mínimo – máximo)

Lista de materiales

Sensores	Función
1 botón On/Off en el TXT 4.0 Controller	Encendido / inicio de la medición / parada de la medición
1 resistencia NTC	Medición de resistencia, determinación de la temperatura
1 sensor ultrasónico	Medición de distancia

Actuadores	Función
1 pantalla del TXT 4.0 Controller	Visualización de los resultados de la medición (en forma de cifras o como gráfico)