Módulo 3: Practicando con S4A

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Título original: Practicando con S4A Diseño de la portada: Sesé González García 1ª Edición: agosto, 2015 Susana Oubiña Falcón ISBN: 978-84-608-1890-8

"Practicando con S4A (Scratch for Arduino)", por Susana Oubiña Falcón, es publicado bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento 4.0 Internacional License.

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Módulo 3: Practicando con S4A 3. Investiga, combina y crea en el aula taller...................................................... 3 3.1. Semáforo con LEDs y zumbador ............................................................. 3 3.2. Tarjeta teclado K4A.............................................................................. 130 3.2.1. Práctica: Intrusos en casa.............................................................. 135 3.3. Tarjeta NENO....................................................................................... 141 3.4. PicoBoard trabajando con S4A ............................................................ 152 3.4.1. Conectar el mundo PicoBoard ....................................................... 154 3.4.2. Ejemplos para Scratch Sensor Board y PicoBoard Actual ............. 169 3.4.3. Ejemplos PicoBoard para S4A ....................................................... 175 3.5. Un dilema: ¿Cuál usar? ....................................................................... 186

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Módulo 3: Practicando con S4A 3. Investiga, combina y crea en el aula taller 3.1. Semáforo con LEDs y zumbador

Semáforo en S4A. Susana Oubiña Falcón (CC-BY)

1. Objetivo Se pretende implementar un semáforo físico de coches y peatones programando su funcionamiento con el software S4A. El circuito eléctrico se probará en una placa protoboard conectada con la placa Arduino UNO. El circuito eléctrico se compone de tres leds (rojo, verde y ámbar), con sus correspondientes resistencias y de un zumbador, de modo que: -

El Led verde se mantenga encendido durante 10 segundos.

El Led ámbar parpadee 4 veces durante 2 segundos.

El Led rojo se mantiene encendido durante 5 segundos y no debe pasar los peatones (semáforo de coches).

El zumbador sonará intermitentemente (durante 5 segundos) avisando a los peatones que cuando dejen de oírlo, el semáforo estará otra vez en verde y podrán cruzar.

Los leds se conectarán, respectivamente, a los pines 13, 11 y 10 de la placa arduino y el zumbador al pin digital 5.

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Módulo 3: Practicando con S4A 2. Montaje eléctrico Los componentes electrónicos que requiere el montaje eléctrico son los siguientes: 1 led verde, 1 led ámbar, 1 led rojo, 1 zumbador y 3 resistencias de 220  Diodo emisor de luz: LED Un diodo LED es un componente electrónico que emite fotones de luz cuando deja pasar una corriente. Eso sucede, cuando la corriente circula de ánodo a cátodo y se dice que el diodo está polarizado en directa (Va>Vk o Vak>0).

Cuando la corriente circula en el sentido contrario, es decir, cuando está polarizado en inversa, se comporta como si fuera un interruptor abierto, no dejando pasar corriente. Su símbolo eléctrico es el siguiente:

Físicamente, presenta dos patillas siendo el ánodo (+) la patilla larga y el cátodo (-) la patilla corta: Los LEDs no siempre emiten luz visible de diferentes colores. Entre su gran variedad, los hay que emiten luz ultravioleta. Tanto el tipo de luz y color determinado vienen condicionados por la composición química de los materiales semiconductores que se han usado en su fabricación.

En cualquier caso, la frecuencia de emisión de la luz y color de un determinado LED depende de la composición química de los materiales semiconductores utilizados en la fabricación del chip, tal y como se muestra en la siguiente imagen:

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Módulo 3: Practicando con S4A Resistencia eléctrica: La resistencia eléctrica es la oposición o dificultad que opone un material al paso de la corriente eléctrica. Todos los componentes (que no sean perfectamente conductores) presentan una resistencia eléctrica. Entre ese gran número, existen unos que se construyen exclusivamente para que dificulten el paso de la corriente eléctrica y se denominan resistencias eléctricas.

Su símbolo eléctrico es el siguiente:

Físicamente, presentan dos patillas, y se reconoce su valor (en ) por sus cuatro franjas de colores, siendo la 3º el multiplicador y la 4º la tolerancia de la resistencia.

Muestra de diferentes R

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Tabla de colores para el cálculo de la R

Zumbador: Un zumbador es un componente eléctrico que produce un sonido o zumbido continuo o intermitente. Generalmente el sonido es agudo, de ahí que se utilicen como mecanismo de aviso o señalización de un suceso.

Sus símbolos eléctricos son los siguientes:

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Físicamente, presentan dos terminales (cables) de color negro y rojo. El negro se conectará a tierra y el rojo al pin respectivo e la placa.

Zumbador

Un ejemplo de un montaje del mismo sin placa arduino, en un circuito en serie con una bombilla, se observa en la siguiente figura:

El circuito eléctrico de la práctica se muestra en las sucesivas imágenes:

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Circuito de prueba. Susana Oubiña Falcón (CC-BY)

Esquema en la placa protoboard. Susana Oubiña Falcón (CC-BY)

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Esquema eléctrico. Susana Oubiña Falcón (CC-BY)

3. Objetos en el entorno S4A En el entorno de programación S4A debemos implementar los siguientes objetos: Un contador y el semáforo (que es el objeto arduino).

Contador: Se compone de 17 disfraces que no son más que los números del 1 al 12 (en color rojo) seguidos de los número del 1 al 5 (en color verde). Este contador se visualiza en una posición determinada del semáforo contador.

Semáforo (arduino): Representa los dos semáforos: el típico de los 3 LEDs y el semáforo de peatón que muestra el contador así como la imagen del peatón parado o andando. Este objeto tiene 4 disfraces, a saber: Verde, Amarillo, Negro y Rojo.

En las siguientes imágenes se muestran los objetos del programa en el escenario:

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Led Verde (S4A). Susana Oubiña Falcón (CC-BY)

Led Ámbar (S4A). Susana Oubiña Falcón (CC-BY)

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Led Rojo (S4A). Susana Oubiña Falcón (CC-BY)

4. Programación en el entorno S4A La práctica consiste en realizar el siguiente bucle “por siempre”: -

-

Inicialmente el semáforo enciende el led VERDE comenzando el contador en 12. Este led se mantiene encendido durante 10 segundos (los peatones podrán pasar).

Pasados los 10 segundos, el semáforo enciende de forma alternativa durante 2 segundos el led ÁMBAR. Finalmente, el semáforo enciende el led ROJO a la vez que comienza a sonar (de forma intermitente) el zumbador avisando al peatón que próximamente (pasados 5 segundos) el peatón podrá cruzar. Estas acciones (LED rojo y sonido intermitente del zumbador) se realizan durante 5 segundos (contador con disfraces en verde).

Programa: El programa del contador debe realizarse de forma continua. Por lo tanto, consiste en un bucle por siempre que ejecuta los tiempos en los que está encendido cada led, con su disfraz correspondiente: El LED verde se enciende durante 10 segundos. Por lo tanto, comienza con el disfraz 12 y repite un bucle de intervalo de tiempo 1 segundo durante 11 veces.

A continuación se enciende el LED ámbar que es intermitente. Por lo tanto, debe esconderse y mostrarse. A continuación se ejecuta el contador en verde Susana Oubiña Falcón

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Módulo 3: Practicando con S4A (para el semáforo en rojo) que estará activo durante 5 segundos y por ese motivo, al partir de un disfraz 5Verde, requiere de un bucle de repetición de 4 iteraciones.

Programa del objeto Contador (S4A). Susana Oubiña Falcón (CC-BY)

En cuanto al programa del objeto Semáforo:  Cuando el led encendido es el verde: Pin 10 encendido y los otros 2 apagados. Al mismo tiempo, el zumbador no suena (valor 0).  Pasados 10 segundos se enciende el led amarillo y, por lo tanto: Pin 11 encendido y los otros apagados. El zumbador sigue valiendo 0.

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Módulo 3: Practicando con S4A Cuando el LED amarillo está encendido, debe haber un parpadeo intermitente en 2 segundos (por lo que hacemos un bucle que se repite dos veces y que, en ese bucle se enciende y se apaga cada 0,5 segundos).  Finalmente, se enciende el led rojo (pin 13 encendido y los otros apagados). En ese momento, el zumbador comienza a sonar (valor 210) de forma intermitente y, por lo tanto, intercambia los valores 210 y 0 cada cierto tiempo (0,625segundos y 0,41666 segundos, simulando la inminente entrada del semáforo en verde)

Programa del objeto semáforo (S4A). Susana Oubiña Falcón (CC-BY)

5. Vídeo demostrativo del funcionamiento de la práctica.

El vídeo que muestra el funcionamiento del semáforo se visiona en el siguiente link: https://vimeo.com/113306621 El proyecto final del mismo se presentará con la implementación del circuito eléctrico en un semáforo físico construido con madera.

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Módulo 3: Practicando con S4A 3.2. Tarjeta teclado K4A K4A es una tarjeta diseñada e implementada por los fundadores del proyecto Leonardo1011: Juan Brito, Danny Macancela y Jesús Echevarria. Su tarjeta trabaja montada sobre una placa arduino en el entorno S4A y está pensada para facilitar la programación y montaje de ciertos elementos electrónicos en usuarios noveles. No requiere de unas librerías adiciones de instalación en el IDE Arduino ni de extensiones específicas.

Programar sus componentes electrónicos es una tarea sencilla y funcional, convirtiéndola en una potente herramienta de control para un gran abanico de proyectos en el aula en múltiples materias y diferentes niveles educativos (primaria y secundaria). Los proyectos que se pueden desarrollar con ella dependerán, en gran medida, de la creatividad del alumnado.

La que he probado (ver siguiente imagen) incluye 3 LEDs de colores amarillo, azul y rojo, un zumbador, un potenciómetro y 3 pulsadores (A, B y C).

Tarjeta teclado K4S. Susana Oubiña Falcón (CC-BY)

Cada uno de los elementos electrónicos de la tarjeta teclado K4S se conecta a un determinado pin de entrada o salida analógica o digital de la placa arduino.

Esta obviedad, me lleva a explicar su uso a partir de pequeños ejemplos para cada conexión establecida en el diseño de la tarjeta:

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http://leonardo101.org/

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LEDs:

El LED azul de la placa K4A se encuentra conectado al pin digital 10 de la placa Arduino Uno. El siguiente script muestra una posible programación: Tras presionar la tecla del teclado "flecha arriba", el led azul se enciende durante 1 segundo para después apagarse:

Script para programar el LED azul. Susana Oubiña Falcón (CC-BY)

El LED amarillo de la placa K4S se encuentra conectado al pin digital 11 de la placa arduino Uno. El siguiente script muestra una posible programación del diodo: tras presionar la tecla del teclado "flecha derecha", el LED amarillo se enciende y se apaga, simulando una intermitencia (0,5 segundos) dentro de un bucle de 3 repeticiones:

Script para programar el LED amarillo. Susana Oubiña Falcón (CC-BY)

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Módulo 3: Practicando con S4A El LED rojo del la placa K4A se conecta a pin analógico 9 de la placa arduino Uno. Un posible programa de control de este led se muestra en la siguiente imagen: Al presionar la tecla del teclado "flecha izquierda" el diodo recibe cada segundo los valores 0 (iluminación nula), 64, 128, 182 y 255 (iluminación máxima). Este proceso se repite tres veces. De este modo se simula el encendido paulatino del led rojo. Tras las repeticiones, finalmente, el diodo deja de iluminarse:

Script para programar el LED Rojo. Susana Oubiña Falcón (CC-BY)

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Zumbador o timbre:

El zumbador del la placa K4A encaja con el pin digital 13 de la placa arduino Uno. Un posible script para programar el zumbador se muestra en la siguiente imagen: Tras presionar la tecla "z" del teclado se activa el mensaje "zumbador" que repite la activación y desactivación del elemento (cada medio segundo) en un bucle de repetición de 3 veces: Susana Oubiña Falcón

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Script para programar el zumbador. Susana Oubiña Falcón (CC-BY)

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Potenciómetro:

El potenciómetro de la placa K4A encaja con el pin analógico 5 de la placa Arduino Uno. Un posible script que muestra la programación del mismo es el que se ve en la siguiente imagen: Al presionar la tecla "p" del teclado, el diodo, gracias a un bucle continuo, se ilumina según el valor que le aporta el sensor analógico 5. Es decir, según el valor del potenciómetro. Al actuar sobre el potenciómetro, éste recorrerá los valores comprendidos entre 0 y 1023.

Debemos tener en cuenta que: el valor que puede tomar el sensor analógico 9 ha de ser siempre entero (de ahí que utilice la función redondeo) y además, debe estar comprendido entre los valores 0 y 255. Para conseguirlo, divido el valor máximo 1023 entre 255, y el factor que nos aporta esta división es 4,012:

Script para programar el potenciómetro. Susana Oubiña Falcón (CC-BY)

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Pulsadores:

Los pulsadores A y B de la placa K4A están conectados, respectivamente, a los pines digitales 2 y 3. Ambos pulsadores presentan una lógica negativa. Es decir, al presionarlos, los pines digitales muestran al valor "falso". La siguiente imagen muestra una posible programación para ambos pulsadores: Al presionar la bandera verde se produce un testeo continuo, por siempre, de ambos pulsadores de modo que, si se pulsa el pulsador A se enciende durante 1 segundo primero el diodo amarillo, para al segundo siguiente apagarse y encenderse el diodo azul y, si pulsamos el pulsador B, se encienden a la vez ambos diodos, para, tras 1 segundo, apagarse:

Script para los pulsadores A y B. Susana Oubiña Falcón (CC-BY)

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Módulo 3: Practicando con S4A El pulsador C de la placa K4A es diferente a los dos anteriores y atiende a un entrada analógica conectada al pin analógico 2 de la placa Arduino Uno. En la siguiente imagen se muestra una posible programación del mismo: Tras presionar la tecla "c" del teclado, si pulsamos el pulsador C, el timbre o zumbador (conectado al pin digital 13) sonará durante 1 segundo. Este pulsador también presenta una lógica negativa en el sentido que: al pulsarlo introduce el valor 0 y sin pulsar se leerá el valor 1023 en la entrada analógica 2 de la placa arduino.

Script para el pulsador C. Susana Oubiña Falcón (CC-BY)

El siguiente vídeo muestra la placa en acción en el entorno S4A con los pequeños scripts que se han ido explicando: https://vimeo.com/122748408

3.2.1. Práctica: Intrusos en casa A modo de ejemplo he creado un programa para interaccionar con la tarjeta K4S en el entorno S4A. En este pequeño programa, llamado "Intrusos en casa", se han programado las acciones de los 3 diodos LED, el timbre o Susana Oubiña Falcón

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Módulo 3: Practicando con S4A zumbador, el potenciómetro y sus 3 pulsadores (A, B y C). El programa se compone de 5 objetos, de los cuales, 4 son objetos arduino. Las acciones programadas en los diferentes elementos electrónicos de la tarjeta se resumen como sigue: 

El diodo amarillo se acciona y enciende presionando la tecla del teclado "a". Tras pulsarla, se abre la puerta del "garaje" y el coche sale de la casa. Después de esta acción, se apaga el diodo amarillo.

Escenario tras pulsar “a”. Susana Oubiña Falcón (CC-BY) 

El diodo azul se acciona y enciende al presionar la tecla "b" de nuestro teclado. El coche desaparece y se escucha el sonido de un automóvil en movimiento. Cuando la acción finaliza, el diodo azul se apaga.

Escenario tras pulsar “b”. Susana Oubiña Falcón (CC-BY)

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El diodo rojo se acciona y enciende al presionar la tecla "c" de nuestro teclado. Su acción es la simulación del crecimiento de una planta (de 18 disfraces) en un lugar aleatorio de la parte inferior del escenario.

Finalizado el crecimiento, el diodo se apaga.

Escenario tras pulsar “c”. Susana Oubiña Falcón (CC-BY)

En el entorno S4A, su programación puede verse en la siguiente imagen:

Script del Led Rojo. Susana Oubiña Falcón (CC-BY) 

El zumbador se activa durante medio segundo al pulsar la tecla espacio.

También, se escucha el sonido de un perro. Al pulsar la tecla espacio

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Módulo 3: Practicando con S4A cambio de color el pulsador “Dog” del escenario, tal y como se muestra en la siguiente imagen:

Escenario tras pulsar “space”. Susana Oubiña Falcón (CC-BY)

Script del zumbador. Susana Oubiña Falcón (CC-BY)

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El potenciómetro realiza en efecto del color en el cartel inicial del programa "Cuidado con el perro".

Cartel de color azul. Susana Oubiña Falcón (CC-BY)

En el entorno S4A, su programación puede verse en la siguiente imagen:

Script del elemento potenciómetro. Susana Oubiña Falcón (CC-BY)

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Mientras mantengamos presionado el pulsador A, se moverá el objeto "ArduinoDog" por el escenario en la dirección del eje X positivo. La misma acción se ha programado con el pulsador B pero hacia el objeto "ArduinoUFO".

Escenario con “ArduinoDog” tras presionar el pulsador A. Susana Oubiña Falcón (CC-BY)

Escenario con “ArduinoUFO” tras presionar el pulsador B. Susana Oubiña Falcón (CC-BY) 

El pulsador C activa una alarma pero sólo lo hace si el objeto "ArduinoDog" ha localizado a dos intrusos (ArduinoUFO) y estos se han desintegrado. Es decir, el programa incluye una variable "intrusos" que, en el momento de presionar el pulsador C de K4S ha de tener el valor 2 para que active el sonido de la alarma.

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Escenario el pulsador C habiendo desintegrado 2 intrusos. Susana Oubiña Falcón (CC-BY)

El siguiente vídeo muestra en acción la programación diseñada para cada elemento electrónico del archivo "Intrusos en casa": https://vimeo.com/123714120

3.3. Tarjeta NENO La tarjeta NENO2, actualmente en su versión 1.0, mejora las prestaciones de su predecesora, la tarjeta teclado K4S, añadiendo nuevos elementos. Además de los 3 pulsadores (A, B y C), 3 diodos (rojo, amarillo y verde), un zumbador y un potenciómetro, elementos que ya incluye la tarjeta K4A, presenta los siguientes componentes electrónicos: un micrófono o sensor sonido, un diodo RGB, un sensor analógico de temperatura (LM35) y una LDR o sensor de iluminación.

En consecuencia, NENO permite que el usuario (alumno o docente), de forma rápida y sencilla, implemente programas que puedan detectar ruidos y cantidad de luz e incluso, medir la temperatura del entorno. Tras estas medidas, sólo debemos programar sus actuaciones en nuestro proyecto real. Por lo tanto, es una maravillosa herramienta para explotar la creatividad y el auto-aprendizaje en el alumnado. Sus sensores abren la puerta a creación de una gran variedad de prácticas y proyectos en múltiples materias del campo científico tecnológico en nuestras aulas.

La tarjeta NENO dispone de un diodo RGB configurado en ánodo común (diseñado a partir de 3 diodos básicos). Gracias a él, las aplicaciones educativas de la tarjeta se amplifican. Un diodo LED RGB logra iluminarse con los colores básicos (rojo, verde y azul), pero, jugando con la corriente en varias 2

http://leonardo101.org/tarjeta-neno-v1-0-2/

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Módulo 3: Practicando con S4A salidas analógicas de la tarjeta a la vez, conseguimos combinar colores, obteniendo por ejemplo el amarillo, el rosa, etc. Es decir, podemos crear cualquier color en el entorno scratch.

Una imagen de la tarjeta NENO en su versión actual, la 1.0, se muestra en la siguiente imagen:

NENO V1.0. (Fuente: Leonardo101). Susana Oubiña Falcón (CC-BY)

Al igual que su predecesora, la versión mejorada de K4S, tarjeta NENO, utiliza unos determinados pines digitales y analógicos para cada componente electrónico de la misma. Los pines de conexión de cada elemento en la placa NENO, difieren sensiblemente de la tarjeta teclado K4S. A continuación, se describe su conexionado y ejemplifico la programación para cada uno de sus elementos: 

Diodos:

El LED rojo de la placa NENO se encuentra conectado al pin digital 10 de la placa arduino. El siguiente script muestra una posible programación: Tras presionar la tecla del teclado "flecha arriba", el led rojo se enciende durante 1 segundo para después apagarse:

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Script de ejemplo para programar el LED rojo. Susana Oubiña Falcón (CC-BY)

El LED amarillo de la placa NENO se encuentra conectado al pin digital 11 de la placa arduino. El siguiente script muestra una posible programación del diodo: tras presionar la tecla del teclado "flecha derecha", el LED amarillo se enciende y se apaga, simulando una intermitencia (0,5 segundos) dentro de un bucle de 3 repeticiones:

Script de ejemplo para programar el LED amarillo. Susana Oubiña Falcón (CC-BY)

El LED verde del la placa NENO se conecta a pin digital 12 de la placa arduino. Un posible programa de control de este led se muestra en la siguiente imagen: Al presionar la tecla del teclado "flecha izquierda" el diodo recibe realiza un bucle infinito que le lleva primero a mantenerse encendido durante 10 segundos, para después estar apagado un tiempo de 4 segundos:

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Script de ejemplo para programar el LED Verde. Susana Oubiña Falcón (CC-BY)

El LED RGB de ánodo común se simula en NANO a través de tres LEDs de colores rojo, azul y verde, cuyos cátodos están conectados, respectivamente, a las salidas de los pines analógicos 9, 5 y 6. Al ser analógicos, presentan valores entre 0 y 255. Si modificamos la corriente que circula por cada diodo, conseguimos variar su tonalidad en la iluminación y, en consecuencia, podremos generar cualquier color. En el siguiente ejemplo, se realiza un bucle infinito pasando por diferentes colores de modo que simula un arco iris: rojo, verde, azul, amarillo, magenta, cyan y blanco.

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Script de ejemplo para programar el LED RGB. Susana Oubiña Falcón (CC-BY)

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Zumbador:

El zumbador del la placa NENO encaja con el pin digital 13 de la placa Arduino Uno. Un posible script para programar el zumbador se muestra en la siguiente imagen: Tras presionar la tecla "z" del teclado, se activa el mensaje "zumbador" que repite la activación y desactivación del elemento (cada medio segundo) en un bucle de repetición de 3:

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Script de ejemplo para programar el zumbador. Susana Oubiña Falcón (CC-BY)

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Potenciómetro:

El potenciómetro de la placa NENO se conecta con el pin analógico 5 de la placa Arduino Uno. Un posible script que muestra la programación del mismo es el que se ve en la siguiente imagen: Al presionar la tecla "p" del teclado, el diodo, gracias a un bucle continuo, se ilumina según el valor que le aporta el sensor analógico 5. Es decir, según el valor del potenciómetro. Al actuar sobre el potenciómetro, éste recorrerá los valores comprendidos entre 0 y 1023.

Debemos tener en cuenta que: el valor que puede tomar el sensor analógico 9 (diodo LED Rojo) ha de ser siempre entero (de ahí que utilice la función redondeo) y además, debe estar comprendido entre los valores 0 y 255. Para conseguirlo, divido el valor máximo 1023 entre 255, y el factor que nos aporta esta división es 4,012:

Script de ejemplo para programar el potenciómetro. Susana Oubiña Falcón (CC-BY)

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Pulsadores A, B y C:

Los pulsadores A y B de la placa NENO están conectados, respectivamente, a los pines digitales 2 y 3. Ambos pulsadores presentan una lógica negativa.

Es decir, al presionarlos, los pines digitales muestran al valor "falso". La siguiente imagen muestra una posible programación para ambos pulsadores: Al presionar la bandera verde se produce un testeo continuo, por siempre, de ambos pulsadores de modo que, si se pulsa el pulsador A se enciende durante 1 segundo primero el diodo amarillo, para al segundo siguiente apagarse y encenderse el diodo verde y, si pulsamos el pulsador B, se encienden a la vez ambos diodos, para, tras 1 segundo, apagarse:

Script de ejemplo para los pulsadores A y B. Susana Oubiña Falcón (CC-BY)

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Módulo 3: Practicando con S4A El pulsador C de la placa NENO es diferente a los dos anteriores y atiende a una entrada analógica conectada al pin analógico 2 de la placa Arduino Uno. En la siguiente imagen se muestra una posible programación del mismo: Tras presionar la tecla "c" del teclado, si pulsamos el pulsador C, el timbre o zumbador (conectado al pin digital 13) sonará durante 1 segundo. Este pulsador también presenta una lógica negativa en el sentido que: al pulsarlo introduce el valor 0 y sin pulsar se leerá el valor 1023 en la entrada analógica 2 de la placa arduino.

Script de ejemplo para el pulsador C. Susana Oubiña Falcón (CC-BY)

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Sensores:

La LDR o sensor de luz nos proporciona una medida de la luz ambiente y atiende a una entrada analógica conectada al pin analógico 3 de la placa Arduino. Este sensor NPN nos ofrece una cantidad numérica que varía entre 0 y 1023, siendo el valor 0 el de máxima iluminación y el valor 1023 el de total oscuridad. El siguiente programa lee este valor y, cuando detecta poca luz

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Módulo 3: Practicando con S4A (valor 800) enciende los tres leds (rojo, amarillo y verde); en caso contrario, se mantienen apagados:

Script de ejemplo para el LDR. Susana Oubiña Falcón (CC-BY)

El sensor de temperatura de NENO es el LM35DZ, que mide temperaturas positivas entre el rango de 0ºC a 100ºC. En la tarjeta NENO, la salida del sensor LM35 se lleva a dos entradas analógicas de la tarjeta arduino buscando con ello aumentar la resolución del sensor. Me explico: Por un lado, va directamente al pin analógico A0 y por otro lado se amplifica, con ganancia 5, llevándola al pin analógico A1, siendo A1 la entrada de datos que debe leer la tarjeta NENO. Esta última etapa amplificadora aumenta notablemente la resolución del sensor de temperatura ya que se consigue que la señal que llega a la tarjeta arduino abarque todo el margen de tensión de la entrada (0 a 5V) y no solamente 1/5 de la misma.

Por lo tanto, el sensor de temperatura analógico implementado en la tarjeta NENO permite realizar medidas de temperatura de una forma bastante precisa Susana Oubiña Falcón

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Módulo 3: Practicando con S4A entre el rango de cero a cien a través de la entrada analógica del pin analógico 1. De esta forma, cuando lee la señal analógica 1, obtiene un valor entre 0 y 1023.

Para obtener el valor de temperatura en ºC a partir de la lectura del sensor, es necesario definir una variable, que llamaré “temperatura” y que realizará la siguiente conversión:

La explicación de la fórmula que convierte los datos analógicos en grados Celsius es la siguiente: El sensor dispone de tres patillas (Vcc, GND y la de intermedia de datos (Vout)), ofreciéndonos una la tensión de salida proporcional a la temperatura, tal y como sigue: 1ºC equivalga a 10mV. Es decir, está calibrado de forma que, 250mV equivaldrían a 25ºC y 100mV a una temperatura de 10ºC. Pero, si bien el sensor emite un voltaje en función de la temperatura (10mV por grado), el arduino no nos da un voltaje como valor de la entrada analógica. Para dicha lectura utiliza un protocolo llamado ADC (Analog to Digital Converter) otorgándonos en el montaje de la tarjeta NENO, un valor comprendido entre 0 y 1023 proporcional al voltaje recibido y con una ganancia de 5. Por lo tanto, si queremos operar con valores de voltajes, es necesario dividir el valor de la lectura entre 1024 (valores posibles).

En el siguiente programa se realiza la lectura de la temperatura y se programan diferentes acciones atendiendo a su valor. Si la temperatura es inferior a 17ºC, se encenderá el led verde indicativo de frio en el escenario, si la temperatura es un valor entre 18 y 45, se encenderá el led amarillo indicando que hace calor.

Finalmente, si la temperatura excede los 45 grados centígrados, se encenderá el led rojo de peligro:

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Script de ejemplo para el sensor de Temperatura. Susana Oubiña Falcón (CC-BY)

El sensor de sonido o micrófono de NENO se conecta con el pin analógico 4 y nos permite detectar ruidos fuertes (voces, palmadas, etc). Tras esa detección, podremos actuar programando la función que deseemos realizar. A modo de ejemplo, el siguiente programa detecta una voz o palmada (valor testeado 100) y hace que la tarjeta NENO emita un pitido y a la vez, encienda el led RGB de color verde durante un segundo:

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Script de ejemplo para el micrófono. (Fuente: Leonardo101). Susana Oubiña Falcón (CC-BY)

3.4. PicoBoard trabajando con S4A Este apartado se dedica a las tarjetas de sensores conocidas como PicoBoard y que pueden trabajar conjuntamente con la placa arduino en el entorno S4A o Scratch. Os hablaré de tres, pero, dos de ellas serán tratadas como una sola.

El motivo de ello es su similitud. De hecho, este parecido hace que las encapsule en lo que denomino PicoBoard estándar. Las PicoBoard estándar son la Scratch Sensor Board, primera PicoBoard del mercado, y el modelo actual de la PicoBoard. Aunque físicamente son diferentes en cuanto a tamaño, drivers y encapsulado, ambas presentan los mismos sensores y conectores de Susana Oubiña Falcón

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Módulo 3: Practicando con S4A modo que, para su explicación y ejemplificación con el software S4A, utilizaré una de ellas, la Scratch Sensor Board.

Es interesante conocer que ambas pueden usarse con el software scratch: la primera puede trabajar con Scratch1.4 y la segunda con Scratch 2.0 online.

PicoBoard (Scratch Sensor Board) con LDR. Susana Oubiña Falcón. (CC BY)

PicoBoard (Dispositivo más actual). Susana Oubiña Falcón. (CC BY)

Ambas traen integrados 4 sensores. A saber: sensor de luz, sensor de sonido, sensor de toque (botón) y un sensor de deslizamiento (slider). Pero no son los únicos sensores que podemos activar. Estas placas disponen de 4 terminales, Susana Oubiña Falcón

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Módulo 3: Practicando con S4A llamados A, B, C y D, y que pueden servir tanto como medio de acoplamiento de otros sensores (temperatura, humedad, etc) o actuar como simples conectores midiendo la resistencia eléctrica. El dispositivo PicoBoard puede trabajar a la par con la placa Arduino, conectándose ambas al ordenador mediante diferentes cables USB. Para que la PicoBoard sea detectada por el software S4A, es necesario descargar su driver correspondiente. Pese a su semejanza, son diferentes los drivers de ambas PicoBoards.

El tercer modelo de PicoBoard es la PicoBoard para S4A, conocida como S4A Board, y que puede trabajar con los software S4A y Scratch 2.0 offline. Esta placa presenta mayores prestaciones que las dos anteriores, integrando el sensor de luz, de sonido, dos sensores botón en lugar de uno, y una unidad de control para dos motores. Al mismo tiempo, disponemos de 4 terminales asociados a entradas analógicas, y que nos servirán como simple conectores (con resistencia eléctrica) o como elementos para conectar nuevos sensores a la placa. La versión mejorada que puede verse en la siguiente imagen, incluso incluye un módulo Bluetooth 2.0.

S4A Board (versión bluetooth). Susana Oubiña Falcón (CC-BY)

3.4.1. Conectar el mundo PicoBoard A. Scratch Sensor Board.

Antes de comenzar a probarla debemos instalar su driver. El driver lo podemos descargar del siguiente link: Driver PicoBoard3. En nuestro caso, como puede 3

Driver Sensor Scratch Board: http://www.silabs.com/products/mcu/Pages/USBtoUARTBridgeVCPDrivers.aspx

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Módulo 3: Practicando con S4A comprobarse en la siguiente imagen rescatada del administrador de dispositivos, se ha instalado en el puerto COM3.

Pantalla que muestra la instalación del Driver en COM3. Susana Oubiña Falcón (CC-BY)

Los sensores de la PicoBoard reciben datos de forma continua. Para que S4A los pueda leer e interactuar con ellos debemos realizar los siguientes pasos: 1. Instalar el driver (sólo se realiza una vez. En mi caso usaré el puerto COM3).

2. Abrir el programa S4A y conectar la PicoBoard por su USB al ordenador.

3. Ir al bloque Sensores del S4A y hacer clic con el botón derecho encima del comando “valor del sensor…”. Se nos abrirá un submenú y en el debemos escoger la opción “mostrar inspector de la Placa Scratch”:

Mostrar inspector de la Placa Scratch. Susana Oubiña Falcón (CC-BY)

4. Si ahora vemos el escenario del programa S4A, observamos que nos aparece una imagen gris/azul rectangular que simula la PicoBoard, con sus 4 Susana Oubiña Falcón

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Módulo 3: Practicando con S4A sensores fijos y sus 4 puertos A, B, C y D. Por ahora, la PicoBoard aun no está recibiendo datos, se encuentra en fase Apagada, tal y como puede verse en la siguiente imagen:

PicoBoard en fase “Apagada”. Susana Oubiña Falcón (CC-BY)

5. Para activarla debemos seleccionar el puerto que hemos elegido para la instalación del driver. Para ello, ponemos el ratón encima de la imagen de la PicoBoard y hacemos clic con el botón derecho marcando “seleccionar puerto serial/USB” y, en nuestro caso, elegimos el COM3.

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Módulo 3: Practicando con S4A

Selección del puerto de conexión COM3. Susana Oubiña Falcón (CC-BY)

Desde este momento, los sensores de la PicoBoard envían datos al S4A y este los recibe, pudiendo procesarlos. En el escenario del S4A, puede observarse que la imagen de la PicoBoard se encuentra en fase “Prendido”:

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Módulo 3: Practicando con S4A

PicoBoard en fase “Prendido”. Susana Oubiña Falcón (CC-BY)

PicoBoard y placa arduino conectadas. Susana Oubiña Falcón (CC-BY)

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Módulo 3: Practicando con S4A B. PicoBoard más actual En el segundo caso, PicoBoard más actual, ésta sólo es operativa en Windows y Mac (en Linux no se garantiza que funcione de forma correcta). El driver para su instalación puede descargarse del siguiente link: Driver PicoBoard más actual.4 El puerto de instalación de su driver se muestra en el administrador de dispositivos como COM7:

Puerto de instalación de la PicoBoard actual. Susana Oubiña Falcón. (CC BY)

C. PicoBoard para S4A (S4A Board) Con la tarjeta S4A board podemos trabajar con Scratch2.0 offline en los sistemas operativos Windows, MAC y Linux y con el software S4A. Para ello hemos de instalar los drivers que controlan el dispositivo y que pueden descargarse desde el siguiente enlace: USB serial port Driver5.

4 5

Driver PicoBoard Actual: http://www.picocricket.com/picoboardsetupUSB.html Driver S4A board: http://wiki.ruilongmaker.cc/index.php?title=%28SKU:RLISP014SA%29S4A_Controller

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Módulo 3: Practicando con S4A Tras la instalación del driver (ver siguiente imagen) la tarjeta de sensores ya es detectada por nuestro computador:

Driver CH341SER. Susana Oubiña Falcón. (CC BY)

En nuestro caso, se ha instalado en el Puerto COM22, como puede verse en la siguiente imagen del administrador de dispositivos:

Puerto de instalación para S4A Board. Susana Oubiña Falcón. (CC BY)

También necesitamos descargar el paquete de software que nos comunicará la placa S4A Board con Scratch 2.0 offline. Este paquete se llama scratch2.0 y puede descargarse del siguiente link: Scratch2.0.zip6 Tras la instalación del driver y la descarga de este software de comunicación de la placa con scratch, ya podemos abrir el programa Scratch 2.0 offline y añadirle las extensiones para poder trabajar con la tarjeta S4A Board. Los pasos a seguir son los siguientes: 1. Abrir el programa Sratch2.0 offline 2. Hacer Shift+Archivo y escoger “Importar la versión experimental de la extensión HTTP”:

6

Link de descarga del paquete scratch2.0.zip: http://pan.baidu.com/s/1dD4f3KP

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Módulo 3: Practicando con S4A

Importar Extensión Experimental. Susana Oubiña Falcón. (CC BY)

Escoger los archivos ArduinoCAR, ArduinoS4A, Firmata y PicoBoard de la carpeta Scratch de ScratchHelperApp.

Cargar los 4 archivos. Susana Oubiña Falcón. (CC BY)

3. Por ahora, vemos que se han cargado las nuevas extensiones pero que aún no están desconectadas:

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Módulo 3: Practicando con S4A

Extensiones desconectadas. Susana Oubiña Falcón. (CC BY)

4. Para conectarlas, lanzamos la aplicación ScratchHelperApp:

Aplicación ScratchHelperApp. Susana Oubiña Falcón. (CC BY) Susana Oubiña Falcón

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Módulo 3: Practicando con S4A 5. Escogemos el puerto COM22 y las diferentes extensiones (Arduino/S4A, Firmata, PicoBoard y ArduinoCAR):

Elección de extensiones en ScratchHelperApp. Susana Oubiña Falcón. (CC BY)

6. En la siguiente imagen vemos que ya están conectadas:

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Módulo 3: Practicando con S4A

Extensiones conectadas. Susana Oubiña Falcón. (CC BY)

S4A Board presenta un módulo Bluetooth 2.0. Módulo que debemos instalar en nuestro ordenador. La contraseña, por defecto, es “1234”.

Para instalarlo debemos seguir los siguientes pasos: 1. En primer lugar, debemos comprobar que el encaje del módulo bluetooth de la placa presenta ambos interruptores en la posición “BT”.

Posición BT. Susana Oubiña Falcón. (CC BY) Susana Oubiña Falcón

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Módulo 3: Practicando con S4A 2. Ahora podemos acoplar el módulo Bluetooth y conectar la fuente de alimentación de 9V. Veremos que nos aparece una luz roja intermitente en el módulo Bluetooth.

Bluetooth. Susana Oubiña Falcón. (CC BY)

3. Ahora debemos agregar el dispositivo Bluetooth. Para ello vamos a Inicio>Panel de control>Hardware y sonido>Dispositivos e impresoras>Agregar un dispositivo Bluetooth.

4. Nos aparecerá el dispositivo RuilongMaker. Al hacer clic en él elegimos la segunda opción que será la que nos solicite la clave de acceso que, por defecto, es “1234”.

5. Si ahora comprobamos en el administrador de dispositivos los nuevos puertos, nos aparecen dos que en nuestro caso son el COM 24 y el COM 25. El dispositivo bluetooth está instalado en el odenador.

Puertos en el Administrador de Dispositivos. Susana Oubiña Falcón. (CC BY)

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Módulo 3: Practicando con S4A Al lanzar la aplicación ScratchHelperApp elegimos, en nuestro caso, el puerto de comunicación COM24 y Firmata. Podemos comprobar que la extensión se encuentra activa:

Extensión activa. Susana Oubiña Falcón. (CC BY)

El indicador de Bluetooth se verá de color azul que es el indicativo de conexión o de transmisión inalámbrica activada:

Módulo Bluetooth conectado. Susana Oubiña Falcón. (CC BY)

Esta tarjeta permite trabajar no sólo en el entorno Scratch2.0 offline, sino también en el entorno S4A. Trabajar con la tarjeta S4A Board en S4A es similar Susana Oubiña Falcón

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Módulo 3: Practicando con S4A a hacerlo con la tarjeta Arduino Uno bajo S4A. Por lo tanto, sólo debemos cargar desde el IDE de Arduino el software que necesita la tarjeta arduino en el mismo. Es decir, S4AFirmware15.ino7. Obviamente, antes de cargarlo debemos seleccionar la placa Arduino Uno y su puerto COM correspondiente.

Después de cargar el archivo podemos abrir el programa S4A y tras una breve espera, la placa S4A Board es detectada por el software S4A en su puerto correspondiente. Esta detección nos muestra que la conexión se ha creado correctamente y que ya podemos abordar la programación de diferentes proyectos en el software S4A. Si cualquiera de las palancas blancas del interruptor azul de la imagen siguiente se encuentra en ON (Derecha), se atiende a su correspondiente entrada conector de cocodrilo A0, A1, A2 y A3 de la placa S4A Board. En caso contrario, cualquier palanca en OFF, el valor que recoge es el de su correspondiente entrada analógica SVG (Amarillo/Rojo/Negro).

Palancas del interruptor1 en ON. Susana Oubiña Falcón. (CC BY)

Si cualquiera de las palancas blancas del interruptor azul de la imagen se encuentra en ON (Derecha), se atiende a la unidad dual de control de motores.

En el caso de que cualquiera de ellas se encuentre en OFF, desactiva esta unidad.

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Firmware S4A: http://s4a.cat/downloads/S4AFirmware15.ino

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Módulo 3: Practicando con S4A

Palancas del interruptor2 en ON. Susana Oubiña Falcón. (CC BY)

La siguiente imagen nos revela que la placa se ha conectado en el puerto COM22. Es interesante conocer que las entradas analógicas 4 y 5 se corresponden, respectivamente, con el sensor de luz y el micrófono de la placa S4A Board. Las otras entradas analógicas A0, A1, A2 y A3 son los conectores SVG (Amarillo/Rojo/Negro) de la placa y se activan con el interruptor azul en OFF. En caso de estar en On, recoge los valores de los conectores exteriores de cocodrilo A0, A1, A2 y A3.

En cuanto a las entradas digitales número 2 y 3, estas se corresponden con los dos pulsadores de la placa S4A Board.

Entradas Analógicas y digitales (Off). Susana Oubiña Falcón. (CC BY) Susana Oubiña Falcón

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Módulo 3: Practicando con S4A

3.4.2. Ejemplos para Scratch Sensor Board y PicoBoard Actual Explicar las diferentes funcionalidades de la PicoBoard con el software S4A, implica aportar ejemplos de uso y programación para cada uno de sus componentes electrónicos: 1. Deslizador: nos aporta valores entre 0 y 100 

Ejemplo 1: Movimiento por el eje X

Script para moverse por el eje X del escenario. Susana Oubiña Falcón. (CC BY)

Si fijo la X al valor del deslizador, sólo se moverá 100 píxeles, desde la abscisa x= 0 a x=100. Pero me interesa que recorra todo el escenario. Para que el objeto se vea completo decido que mi variable X del escenario, con el deslizador, no puede superar 175 píxeles, ni puede ser menor que -175. De esa forma, calculo el factor de corrección: (Para el valor mínimo) (Para el valor máximo) Con estas ecuaciones, el factor de corrección pasa a tomar el valor 3,5.

En el script de la figura anterior, el comando de girar 5 grados en el sentido horario se ha incluido porque el objeto en cuestión es una pelota. Con este comando consigo simular un movimiento circular continuo:

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Módulo 3: Practicando con S4A

Escenario con el objeto “Pelota” desplazándose en el eje X en el nivel “Deslizador” 50. Susana Oubiña Falcón. (CC BY)



Ejemplo 2: Movimiento por el eje Y

De la misma forma que antes, y considerando que el objeto (pelota) tiene una altura, para que se mueva por todo el eje Y, observo que la Y no puede superar 120 píxeles, ni ser menor de -120 píxeles. Por lo tanto, el factor de corrección es 2,4.

(Para el valor mínimo) (Para el valor máximo)

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Módulo 3: Practicando con S4A

Script para moverse por el eje Y del escenario. Susana Oubiña Falcón. (CC BY)

Escenario con el objeto “Pelota” desplazándose en el eje Y en el nivel “Deslizador” 100.

Susana Oubiña Falcón. (CC BY)

2. Sonido: registra valores entre 0 (no detecta sonido) y 100 (sonido fuerte).

No debemos confundir el sensor sonido con el micrófono del ordenador. El sensor sonido de la PicoBoard utiliza, para medir los sonidos, el sensor de la PicoBoard y no el micrófono del ordenador. 

Ejemplo 3: El objeto emite el sonido “miau” cuando el usuario da una palmada (superando el valor de 20 en el sensor sonido). El sonido sonará más fuerte, cuanto más fuerte sea la palmada.

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Módulo 3: Practicando con S4A

Script de emisión de un sonido por una palmada. Susana Oubiña Falcón. (CC BY)



Ejemplo 4: movimiento del objeto con un cambio de disfraz por el escenario al dar una palmada.

Script de movimiento de un objeto por sonido. Susana Oubiña Falcón. (CC BY)



Ejemplo 5: Efectos gráficos (color, ojo de pescado, remolino, pixelizar, mosaico, brillantez y desvanecer) con el sensor sonido.

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Módulo 3: Practicando con S4A

Script de cambio de color de un objeto por sonido. Susana Oubiña Falcón. (CC BY)

3. Botón: Nos aporta un valor “true” (verdadero, al pulsarlo) o “false” (falso, si no está pulsado). Se puede usar para enviar cualquier orden la cual se ejecutará cuando esté el botón presionado. 

Ejemplo 6: Hacer que un objeto gire siempre que se mantenga pulsado el sensor botón.

Script para girar un objeto con el sensor botón. Susana Oubiña Falcón. (CC BY)



Ejemplo 7: Decir un mensaje cuando se presione el botón

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Módulo 3: Practicando con S4A

Script para mostrar un mensaje cuando se presione el sensor botón. Susana Oubiña Falcón.

(CC BY)

4. Luz: Registra valores entre 0 (oscuridad) y 100 (máximo de luminosidad).

Podríamos usar los programas de ejemplo 3, 4 y 5, cambiando el valor del sensor sonido por el valor del sensor luz o iluminación.

5. Terminales A, B, C y D: Estos terminales requieren de unas pinzas caimán.

Nos aporta un valor “Verdadero” si existe una buena conexión eléctrica entre los bordes de las pinzas. 

Ejemplo 8: Usar los 4 conectores para que implementen notas musicales. El script para el sensor A sería:

Script para tocar la nota Do (C) al unir las pinzas caimán del conector A. Susana Oubiña Falcón. (CC BY)

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Módulo 3: Practicando con S4A Cuando se toquen las pinzas del sensor A, registrará el valor verdadero (conectado) y sonará la nota.

6. Terminales A, B, C y D con materiales y elementos eléctricos: Entre las pinzas de caimán se pueden conectar sensores. Estos componentes eléctricos poseen un valor de resistencia eléctrica. La PicoBoard, registra valores de 0 a 100 ohmnios, dependiendo del valor de resistencia eléctrica que hay entre las puntas del metal de las pinzas de caimán. Esto ofrece un montón de juego ya que entre los terminales se puede colocar cualquier material conductor y programarlo para hacer una acción. A mayores, como elemento conductor, podemos utilizar componentes eléctricos como termistores, detector magnético (para estudiar la fuerza entre imanes), sensores de humedad, de sonido, de luz, etc. 

Ejemplo 9: Si entre las pinzas de caimán del conector A utilizamos un sensor de luz (fotorresistencia o LDR), el siguiente programa nos diría un mensaje si la cantidad de luz recogida de un emisor, como puede ser un flexo o la linterna de un móvil, supera un valor dado. En una LDR el valor de la resistencia disminuye con la cantidad de luz que recibe.

Script de uso de una LDR (luminosidad) con un mensaje. Susana Oubiña Falcón. (CC BY)

3.4.3. Ejemplos PicoBoard para S4A Explicar las diferentes funcionalidades de la PicoBoard para S4A (S4A Board) implica aportar algunos ejemplos de uso y programación. Esta tarjeta combina las funcionalidades de la PicoBoard con la tarjeta Arduino y ambas han sido explicadas en este documento. Por lo tanto, con el fin de no repetir, los ejemplos creados en el entorno S4A se ilustrarán de forma más resumida:

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Módulo 3: Practicando con S4A Ejemplo 1: Encendido de un LED por un botón.

El programa que ejecuta el encendido y apagado de un led conectado al pin 13 de la S4A Board tras presionar (false) el botón digital 2, es el siguiente:

Script de control de un LED por pulsador. Susana Oubiña Falcón. (CC BY)

Hay que tener en cuenta que, inicialmente, los botones Digital 2 y 3, sin presionar, se encuentran en estado “true”:

Entradas digitales 2 y 3 en el estado true, sin pulsar. Susana Oubiña Falcón. (CC BY)

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Módulo 3: Practicando con S4A

Montaje de la práctica “Encendido de un LED por botón”. Susana Oubiña Falcón. (CC BY)

Ejemplo 2: Control de un LED por un botón a partir de un estado.

Para controlar el estado que realiza el encendido del LED necesito de tres variables que llamo: LedOn, ValorAnterior y ValorActual. Estas variables pueden tomar dos valores: verdadero o falso.

Inicialmente, las variables LedOn y ValorAnterior toman los valores “falso”. El valor de la variable ValorActual queda asociado a la acción del botón o pulsador conectado al pin digital 1 de la tarjeta S4A Board. Si se pulsa, toma el valor “verdadero” y si no se pulsa, toma el valor “falso”.

El programa ejecutará el encendido y apagado de un led conectado al pin 13 de la placa S4A Board sólo si, antes de presionar el botón, el led estaba apagado. Para conseguirlo, el programa debe testear el valor de la variable ValorAnterior, valor que no puede coincidir con la variable ValorActual.

Además, se debe cumplir que el diodo estuviera apagado (LedOn: falso).

El programa que controla el encendido y apagado del led a partir de un estado memorizado es el siguiente:

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Módulo 3: Practicando con S4A

Script para control de un LED por pulsador con memoria de estado. Susana Oubiña Falcón.

(CC BY)

Escenario con las variables. Susana Oubiña Falcón. (CC BY)

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Módulo 3: Practicando con S4A

Ejemplo 3: Control de un motor de continua. a. El programa que controla el avance y parada del rotor de un motor de continua es el siguiente:

Script de control de un motor DC. Susana Oubiña Falcón. (CC BY)

El motor se conecta (ver siguiente imagen) a las salidas D3 y D4 de la unidad de control dual de motores de la placa. A la vez, el motor debe conectarse a las salidas (color rojo) SVG D5 y D5, que se corresponden, respectivamente, con las salidas analógicas 5 y 6 que controlan el motor. Al pulsar la tecla “Flecha arriba”, el motor gira en un sentido, pero al pulsar la tecla “Flecha abajo”, el pin analógico 5 y 6 toman valores nulos y el motor deja de girar.

Esquema de conexión del motor DC en S4A Board. Susana Oubiña Falcón. (CC BY)

b. El siguiente programa controla el giro del rotor de un motor de continua, de modo que, al presionar la tecla “d” el rotor gira hacia la derecha, al pulsar la tecla “i” el rotor gira hacia la izquierda y al presionar la tecla “espacio” el motor se para. En cada movimiento se encienden o apagan diferentes diodos.

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Módulo 3: Practicando con S4A

Script de control de giro para un motor DC. Susana Oubiña Falcón. (CC BY)

El esquema de conexión del motor en la placa es el mismo que en el primer ejemplo. El pin analógico 5 y 6 se corresponde con el pin de salida D5 y D6 SVG (Azul/Rojo/Negro) de la placa S4A Board.

Ejemplo 4: Encendido de un LED por medio de una LDR (fotorresistencia).

El programa que controla el encendido y apagado de un led atendiendo al valor que adquiere una LDR es el siguiente:

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Módulo 3: Practicando con S4A

Script de control de Led por LDR. Susana Oubiña Falcón. (CC BY)

El valor (entre 0 y 1023) que nos aporta el sensor analógico 1 se corresponde al valor de oscuridad o claridad que detecta la LDR. Oscuridad total significa 1023 y claridad total se asociaría al valor numérico 0.

El programa presenta un objeto arduino que es un fantasma. Al detectar claridad u oscuridad, envía el mensaje correspondiente al escenario para que cambie el disfraz y simule el día o la noche.

El script anterior mantiene encendido el led conectado al pin 13 siempre que la habitación tenga la luz encendida. En caso contrario, oscuridad, se apagará el led.

Para que la placa recoja los valores del componente electrónico que he conectado al sensor analógico 1 (SVG) de la placa, la pestaña correspondiente al pin A1 debe estar en la posición ON, tal y como se muestra en la imagen derecha.

Sensores A0, 1, 2 y 3 activos. Susana Oubiña Falcón. (CC BY)

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Módulo 3: Practicando con S4A El circuito físico y los diferentes escenarios pueden verse en las siguientes figuras:

Montaje de la práctica “Control del LED por LDR”. Susana Oubiña Falcón. (CC BY)

Escenario cuando la LDR detecta claridad. Susana Oubiña Falcón. (CC BY)

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Módulo 3: Practicando con S4A

Escenario cuando la LDR detecta oscuridad. Susana Oubiña Falcón. (CC BY)

Script del escenario de la práctica. Susana Oubiña Falcón. (CC BY)

Ejemplo 5: Control de un LED RGB Se pretende conseguir, a partir del comando “enviar a todos…. y esperar”, los siguientes colores: rojo, verde, azul, amarillo, cyan y magenta. En esta práctica usaremos un diodo Led RGB de cátodo común. Este componente presenta 4 patillas, siendo el cátodo (-) la segunda patilla y, por lo tanto, deberá ser conectarla a GND. La primera patilla se corresponde con el color rojo, la tercera con el color verde y la cuarta con el color azul.

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Módulo 3: Practicando con S4A

Cableado del LED RGB. Susana Oubiña Falcón. (CC BY)

Script de control de colores. Susana Oubiña Falcón. (CC BY)

El RGB está conectado a los pines analógicos 5 (rojo), 6 (verde) y 9 (azul) que se corresponden, directamente, con las entradas D5, D6 y D9 de los conectores SVG (Azul/Rojo/Negro) de la placa S4A Board.

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Módulo 3: Practicando con S4A

Cableado del LED RGB en S4A Board. Susana Oubiña Falcón. (CC BY)

Por lo tanto, el programa de ejecución de cada respectivo color que se desea obtener es el siguiente:

Script de colores. Susana Oubiña Falcón. (CC BY)

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Módulo 3: Practicando con S4A

3.5. Un dilema: ¿Cuál usar?

En este documento se han descrito, ejemplificado su uso y testeado las placas K4S, NENO, Sensor Scratch Board, PicoBoard actual y S4A Board. Todas son placas comerciales y eso implica invertir en dispositivos para nuestros centros educativos. La elección entre una u otra en nuestras aulas dependerá, en gran medida, de la materia curricular en donde se pretendan aplicar, siendo todas aptas para estudiantes de los niveles educativos de primaria y secundaria.

Como ayuda hacia una correcta elección, veo importante tener en cuenta lo siguiente:

Tarjetas

Aplicaciones

Prestaciones 

K4S

NENO

Sensor Scratch Board

S4A

S4A

Scratch 1.4 y S4A

3 diodos y Pocos sensores y pulsadores ausencia de conectores y botón deslizador  3 diodos y Ausencia de pulsadores conectores y  Sensor RGB y botón deslizador LM35 Igual que la Sin diodos PicoBoard actual

 PicoBoard Actual

Scratch 2.0 online y S4A

   

S4A Board

Scratch 2.0 offline y S4A

Inconvenientes

Potencial Arduino

Arduino

Sencillo incluir nuevos sensores a partir de sus conectores Suficientes Sin diodos, RGB Sencillo sensores. y LM35 incluir nuevos Sensor sensores a deslizador. partir de sus Muy similar a conectores la NENO Es la más 3 diodos  Arduino completa.  Sencillo Unidad de incluir control para 2 nuevos motores y sensores a bluetooth partir de sus conectores

Tabla resumen de las diferentes tarjetas de sensores. Susana Oubiña Falcón. (CC BY)

Conviene matizar que el uso de una placa no excluye necesariamente a otra y se puede trabajar en conjunto. Si el proyecto lo requiere, pueden combinarse Susana Oubiña Falcón

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Módulo 3: Practicando con S4A varias placas y conectar, por ejemplo, la tarjeta K4S a un puerto USB y la PicoBoard a otro puerto, programando los elementos de ambas hacia el objetivo deseado.

El docente, en cada diferente nivel educativo, es el que debe decidir qué dispositivo los desarrollados en este libro, le aporta más funcionalidades y sopesar el coste y calidad del mismo.

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