5. ELECTRICIDAD Y ROBÓTICA
01. ELECTRICIDAD Y ELECTRÓNICA
02. ROBÓTICA
03. DOMÓTICA
RECURSOS
ACTIVIDADES
EVALUACIÓN
ACTIVIDADES DEL TEMA
ACTIVIDADES FINALES
PROYECTO FINAL
ACTIVIDADES DEL TEMA
P1. Utiliza el siguiente simulador para ver las equivalencias de la Ley de Ohm. ¿Qué valores están relacionados para crecer cuando otro crece? https://phet.colorado.edu/es/simulations/ohms-law
SOLUCIÓN
La Ley de Ohm establece que la corriente eléctrica que fluye a través de un conductor es directamente proporcional a la diferencia de potencial aplicada entre sus extremos e inversamente proporcional a la resistencia eléctrica del conductor. Matemáticamente, esta ley se expresa como: Donde I es la corriente eléctrica en amperios (A), V es la diferencia de potencial eléctrico en voltios (V) y R es la resistencia eléctrica en ohmios (Ω). Por lo tanto, los valores de corriente eléctrica y diferencia de potencial eléctrico están directamente relacionados, lo que significa que si uno de estos valores aumenta, el otro también aumentará. Por ejemplo, si se aplica una diferencia de potencial eléctrico mayor a través de un conductor, la corriente eléctrica que fluye a través de él también será mayor, siempre que la resistencia eléctrica del conductor permanezca constante. Por otro lado, la resistencia eléctrica y la corriente eléctrica están inversamente relacionadas, lo que significa que, si la resistencia eléctrica aumenta, la corriente eléctrica disminuirá y viceversa. Por ejemplo, si se aumenta la resistencia eléctrica de un conductor, la corriente eléctrica que fluye a través de él disminuirá, siempre que la diferencia de potencial eléctrico aplicada permanezca constante.P2. ¿Existen circuitos mixtos, que tengan partes en serie y otras en paralelo? ¿Qué pasaría si se interrumpe en una parte en serie? ¿Y en una en paralelo? Puedes ayudarte de este simulador para verlo: https://phet.colorado.edu/es/simulations/circuit-construction-kit-ac
SOLUCIÓN
Sí, existen circuitos mixtos que tienen partes en serie y otras en paralelo. Estos circuitos combinan características de ambos tipos de circuitos, lo que les permite tener propiedades eléctricas únicas y aplicaciones específicas.
Si se interrumpe una parte en serie de un circuito mixto, se interrumpe todo el circuito. En un circuito en serie, la corriente eléctrica fluye a través de cada componente en secuencia, y si un componente se interrumpe, la corriente eléctrica no puede seguir fluyendo. Por lo tanto, si se interrumpe una parte en serie de un circuito mixto, se interrumpe todo el circuito y deja de funcionar.
Por otro lado, si se interrumpe una parte en paralelo de un circuito mixto, el resto del circuito puede seguir funcionando. En un circuito en paralelo, la corriente eléctrica se divide en varias ramas y fluye a través de cada componente independientemente de los demás. Si un componente en paralelo se interrumpe, la corriente eléctrica seguirá fluyendo a través de los otros componentes en las otras ramas del circuito. Por lo tanto, si se interrumpe una parte en paralelo de un circuito mixto, las otras partes del circuito pueden seguir funcionando normalmente.
P3. ¿Cuáles son las funciones de los robots más modernos que se han fabricado? ¿En qué contextos nos podemos encontrar con ellos?
SOLUCIÓN
Algunas de las funciones y contextos donde se pueden encontrar estos robots son:
- Fabricación y ensamblaje de productos: Los robots industriales son utilizados en la fabricación y ensamblaje de productos en fábricas y plantas de producción.
- Exploración espacial: Los robots espaciales son utilizados para explorar el espacio y realizar misiones en lugares a los que los humanos no pueden llegar.
- Asistencia sanitaria: Los robots médicos son utilizados para realizar cirugías y procedimientos médicos complejos con mayor precisión y menor invasión.
- Asistencia en el hogar: Los robots asistentes domésticos son utilizados para ayudar a las personas mayores o discapacitadas a realizar tareas diarias, como limpiar la casa o cocinar.
- Agricultura y ganadería: Los robots agrícolas y ganaderos son utilizados para realizar tareas como la siembra, el riego, la cosecha y el cuidado de animales.
- Servicio al cliente: Los robots de servicio al cliente son utilizados en lugares como hoteles, aeropuertos y tiendas para ayudar a los clientes con información y asistencia.
- Seguridad y defensa: Los robots de seguridad y defensa son utilizados en aplicaciones militares y de seguridad, como la vigilancia y la eliminación de bombas.
P4. ¿Qué robots domésticos lo son y cuáles no? ¿Qué necesita un robot para considerarse robot? Puedes consultar la siguiente sección para ayudarte a investigar. ¿Una nevera puede ser un robot?
SOLUCIÓN
Los robots domésticos son aquellos robots diseñados para realizar tareas domésticas y ayudar en las labores del hogar. Algunos ejemplos de robots domésticos son:
- Robot de limpieza: Un robot de limpieza es un robot diseñado para limpiar el hogar, como aspirar el suelo o limpiar las ventanas.
- Robot de cocina: Un robot de cocina es un robot diseñado para cocinar y preparar alimentos.
- Robot de asistencia personal: Un robot de asistencia personal es un robot diseñado para ayudar a las personas mayores o discapacitadas en sus tareas diarias.
Por otro lado, hay algunos electrodomésticos que no se consideran robots, como una nevera o un horno convencional. Aunque estos electrodomésticos pueden tener algunas funciones automatizadas, como el control de temperatura, no son capaces de tomar decisiones autónomas ni realizar tareas complejas como lo hacen los robots.
Para considerarse robot, un dispositivo debe cumplir ciertas características, como tener la capacidad de realizar tareas autónomas o semiautónomas, interactuar con el entorno y procesar información a través de sensores y actuadores.
P5. ¿Para qué sirve una placa programable? ¿Qué se puede llegar a componer con una placa de Arduino?
SOLUCIÓN
Una placa programable, como la placa de Arduino, es una plataforma de hardware y software que permite crear proyectos electrónicos de forma sencilla y personalizada. La placa de Arduino es muy versátil y se puede utilizar para una amplia variedad de proyectos, desde proyectos simples hasta proyectos más complejos que involucran la interacción con sensores, actuadores, motores y otros componentes.
Algunas de las aplicaciones más comunes de una placa de Arduino son:
- Control de dispositivos: Con una placa de Arduino, se puede controlar una amplia variedad de dispositivos, como motores, luces, pantallas, entre otros.
- Automatización del hogar: Con una placa de Arduino, se pueden crear sistemas de automatización del hogar, como sistemas de iluminación o sistemas de seguridad.
- Control de robots: Una placa de Arduino puede ser utilizada para controlar robots y crear proyectos robóticos.
- Medición de datos: Con una placa de Arduino, se pueden medir datos de sensores y otros dispositivos, como temperatura, humedad, distancia, entre otros.
- Creación de sistemas de retroalimentación: Con una placa de Arduino, se pueden crear sistemas de retroalimentación, como controladores de temperatura o sistemas de control de voltaje.
En resumen, una placa programable como la placa de Arduino es una herramienta muy versátil que se puede utilizar para crear una amplia variedad de proyectos electrónicos, desde proyectos simples hasta proyectos más complejos que involucran la interacción con sensores, actuadores, motores y otros componentes. Con una placa de Arduino, se puede crear desde un simple dispositivo de control de temperatura hasta un complejo sistema robótico.
P6. ¿Cómo se programa una placa de Arduino? ¿Se puede trabajar con una placa de Arduino y probar la electrónica de un robot sin tener los componentes físicamente?
SOLUCIÓN
La placa de Arduino se programa utilizando el lenguaje de programación Arduino, que es una variante del lenguaje de programación C++. Sí es posible trabajar con una placa de Arduino y probar la electrónica de un robot sin tener los componentes físicamente utilizando simuladores de circuitos. Existen varios softwares de simulación de circuitos disponibles en línea que permiten simular circuitos electrónicos y comprobar su funcionamiento sin necesidad de tener los componentes físicos. Algunos de estos simuladores, como Tinkercad, incluso tienen integración con la placa de Arduino, lo que permite simular y programar proyectos de Arduino.P7. ¿Qué es el Internet de las cosas? ¿En qué casos es útil? ¿Y en cuáles no?
SOLUCIÓN
El Internet de las cosas (IoT) es un concepto que se refiere a la conexión de objetos cotidianos a Internet y la capacidad de recopilar y compartir datos de forma autónoma. Esto se logra mediante la incorporación de sensores, dispositivos y sistemas integrados en los objetos físicos que los hacen «inteligentes» y capaces de comunicarse entre sí y con los usuarios a través de la red.
El IoT es útil en una amplia variedad de casos de uso, desde la automatización del hogar y la industria hasta la monitorización de la salud y el seguimiento de la logística. Algunos ejemplos concretos incluyen:
- Domótica: El IoT puede utilizarse para controlar la iluminación, la calefacción y otros dispositivos del hogar de forma remota y automática.
- Industria 4.0: En la industria, el IoT se puede utilizar para monitorizar el estado de las máquinas, optimizar los procesos de producción y mejorar la eficiencia energética.
- Agricultura inteligente: El IoT se puede utilizar para monitorizar el clima, la humedad del suelo y otros factores que afectan a la producción agrícola, permitiendo una mejor gestión de los recursos y un aumento de la eficiencia.
- Salud digital: El IoT puede utilizarse para monitorizar la salud de los pacientes, proporcionar atención médica remota y gestionar mejor los sistemas sanitarios.
Aunque el IoT ofrece muchas ventajas, también existen riesgos asociados a su uso. En algunos casos, los dispositivos IoT pueden ser vulnerables a ciberataques y otros problemas de seguridad. Además, el uso excesivo del IoT puede generar una gran cantidad de datos, lo que puede ser difícil de gestionar y procesar. Por lo tanto, es importante evaluar cuidadosamente los casos de uso del IoT y tener en cuenta los riesgos y desafíos asociados con su implementación.