Para trabajar a través de los Proyectos Técnicos, los contenidos de electrónica analógica, domótica y neumática que hay establecidos en el currículum de 4º, he propuesto para esta 3ª evaluación, el diseño y la construcción de los siguientes proyectos:
VIVIENDA DOMOTIZADA.
COCHE DE CHOQUE QUE CAMBIA EL SENTIDO DE SU DESPLAZAMIENTO AL CHOCAR CONTRA UN OBSTÁCULO.
CINTA TRANSPORTADORA DE UN SUPERMERCADO.
COCHE QUE SE DESPLAZA AUTOMÁTICAMENTE SIGUIENDO LA LUZ DE UNA LINTERNA.
VIVIENDA DISEÑADA PARA QUE SE CIERREN HERMÉTICAMENTE TODAS SUS PUERTAS Y VENTANAS EXTERIORES, CUANDO SE LE APROXIME UN MAREMOTO O TSUNAMI.
VIVIENDA DOMOTIZADA
El proyecto consiste en la
domotización de la maqueta de una vivienda, es decir: la construcción de un
conjunto de sistemas que automatizarán las diferentes instalaciones de la
vivienda.
- Será una vivienda formada por 2 plantas. La planta baja, que es la que van a domotizar, tendrá 7 habitaciones y un único pasillo que dará acceso a cada una de ellas.
- El tejado quedará construido en una sola pieza y se podrá abrir o cerrar mediante unas bisagras de goma que se colocarán en uno de sus cuatro muros de la vivienda; de esa manera, cuando se abata el tejado, se podrán ver todas las instalaciones y circuitos eléctricos y electrónicos que se iran acometiendo dentro de la casa.
- En el techo de cada una de estas dependencias se instalarán una o dos bombillas eléctricas, que se encenderán de manera automática cuando se accione un interruptor.
- En las cuatro esquinas de la casa se instalarán 4 faroles (LEDs de luz blanca con alta luminosidad), que se iluminarán automáticamente cuando en el exterior de la casa exista muy poca luz natural o artificial; igualmente se apagarán automáticamente estos LEDSs cuando en el exterior vuelva a existir luz.
- Cuando no haya luz en el exterior y se conecten las bombillas del interior de la casa, mediante un solo interruptor se cerrarán de forma automática todas las persianas de la vivienda; igualmente se podrán abrir todas a la vez cuando vuelva la luz al exterior de la casa.
- La vivienda estará dotada de una alarma sonora para el supuesto que algún/a intruso/a quiera entrar por la puerta.
- También se activará otra alarma acústica discontínua, para el caso en el que se ponga a llover. En el tejado se instalará un sensor con la suficiente sensibilidad que será capaz de detectar una sola gota de agua, suficiente para que active todo el circuito electrónico.
- Por último, se instalará en el tejado un extractor de aire, que se accionará cuando la temperatura dentro del cuarto de instalaciones (interior del tejado) suba a unos grados que previamente habremos tarado. Cuando baje la temperatura, el extractor se desconectará automáticamente.
Dibujan sobre el chapón, la planta de las habitaciones de la vivienda
Construyen los cerramientos exteriores e interiores (paredes y tabiques)
A los cerramientos exteriores les hacen el hueco de las ventanas
Los/las tres constructores/as acaban de pegar los cerramientos exteriores.
Diferentes perspectivas de las estructuras construidas hasta ahora
Pegan los tabiques interiores
Comprueban que la estructura que soporta las persianas, entra en las guías que previamente han diseñado para tal fin
Instalan el sistema piñón-cremallera que se encargará de arrastrar la estructura de las persianas
Colocan el motor acoplado a un tornillo sin fin, de manera que éste arrastre a la corona, y esta a su vez arrastre a la cremallera
Comienzan a construir el tejado a cuatro aguas
Sueldan los cables al relé de uno de los circuitos eléctricos
Sueldan los cables eléctricos a las bombillas de las habitaciones
Unen provisionalmente y con pequeños trozos de cartulina, las 4 partes que forman la cubierta del tejado; de esa manera se podrán pegar más fácilmente y de forma definitiva, utilizando para ello la cola de carpintero
Le dan la vuelta al tejado y le aplican cola a las uniones de la cubierta
Unen los finales de carrera de subida y bajada, a la estructura que soporta las persianas. También sueldan el cableado eléctrico al motor
El tejado a cuatro aguas
Al tejado le han pegado una bisagra de latón, para que así quede articulado a una de las paredes de la casa; de esta manera, basculando el tejado se podrá ver el interior de las instalaciones de la vivienda.
Comienzan a pintar tanto la fachada, como el tejado.
Han elejido el blanco para la fachada y el color rojo para el tejado. Las persianas se pintarán de color marrón.
Así ha quedado la primera mano de pintura de la fachada y del tejado. Después, cuando den la 2ª mano, perfilarán con mucho cuidado las persianas de la 1ª planta.
Diferentes perspectivas de la vivienda
Maquetas de la planta baja, de la planta 1ª con algunas de las instalaciones (todavía quedan más) y la del tejado
Construyen la chimenea. En el interior de ésta se introducirá la resistencia dependiente de la luz (LDR), que se encargará de detectar la ausencia de luz, para así dar la orden para que se iluminen los 4 faroles que instalarán en cada una de las esquinas de la casa.
Pintan las "persianas" de la 2ª planta.
Para marcar el contorno de las persianas, utilizan provisionalmente cinta aislante.
Separando la cinta aislante, quedan perfectamente marcadas las persianas.
Conectan las instalación eléctrica de los faroles.
Acoplan en el interior del tejado el circuito electrónico que han construido para actuar sobre los 4 faroles; para ello también han construido unas guías que ayudarán a poder sacarlo en el supuesto de que haya que repararlo.
Instalan los faroles, que están construidos con unos pequeños listones de madera de sección circular y unos LEDs
Pintan las habitaciones
Estado en el que van quedando el interior de dichas habitaciones
Vista de la parte interna del tejado y de la planta en la que están las instalación de todos los mecanismos y circuitos eléctricos y electrónicos que hasta el momento han construido e instalado.
Vista del techo de la planta primera con sus respectivas bombillas eléctricas. Estas bombillas quedan centradas en cada una de las habitaciones de la planta baja.
Cada alumno/a realiza sus tareas de forma ordenada
Construyendo la base de madera para el sensor de agua
El "terminal" del sensor de agua lo forman dos cables de cobre que se han introducido previamente en la base del tapón de una botella de plástico. Los dos agujeros por los que se han introducido los cables, los han sellado con un pegamento especial, para así evitar que se salga el agua del tapón.
Vista en planta de los 2 sensores instalados hasta ahora y la del extractor centrífugo de aire.
Perspectiva de estos tres elementos
En esta fotografía y en la de abajo se puede ver el interior del cuarto de instalaciones.
Detalle del extractor centrífugo de aire
Detalle del sensor de luz (LDR)
Detalle de los 2 electrodos que forman el terminar del sensor de agua.
Dándole los últimos retoques
Aquí aperecemos Rocío Burgos y yo detrás del proyecto ya concluido
¡COMO HABÉIS COMPROBANDO, GRACIAS AL ESFUERZO DE CARMEN, ROCÍO Y SANTIAGO, SE HA LOGRADO CONCLUIR ESTE AMBICIOSO PROYECTO CON UN SOBRESALIENTE RESULTADO!
COCHE DE CHOQUE
- Se construirá un vehículo de cuatro ruedas que se desplazará a través de una superficie plana y en línea recta.
- Cuando la parte delantera del vehículo “choque” con un obstáculo, invertirá el sentido de avance y por lo tanto, comenzará a desplazarse en la misma dirección que antes pero en sentido contrario. Igualmente, cuando la parte trasera del vehículo “choque” con otro obstáculo, volverá a invertir nuevamente el sentido de avance.
- Estas maniobras se repetirán de forma continua hasta que el motor se pare porque se actúe sobre el interruptor general.
- Al circuito se le añadirán dos LED de color verde delante y otros dos de color rojo detrás, de manera que cuando circule hacia adelante, solamente se iluminen los LED verdes, y cuando lo haga hacia atrás, lo hagan solamente los rojos.
CINTA TRANSPORTADORA DE UN
SUPERMERCADO
- Se va a construir la maqueta de una cinta transportadora similar a la que hay en los supermercados.
- Mediante un interruptor que actuará sobre un motor eléctrico, la cinta se deberá desplazar desde un extremo hacia el extremo opuesto, que es donde se encuentra el/la cajero/a.
- En dicha cinta transportadora se irán colocando pequeños mercancias, emulando los artículos que se suelen comprar en un supermercado.
- Cuando lleguen dichos artículos al otro extremo de la cinta, ésta se parará de forma automática, gracias a un circuito electrónico que actuará sobre el motor, y que ellos mismos van a construir.
- Cuando se cojan estas últimas mercancias, la cinta irá avanzando sola hasta que se vuelva a parar en el momento que el/la cajero/a deje de coger las últimas que han ido avanzado.
Cortan los rodillos que formarán el "cuerpo" de la cinta transportadora.
Comienzan a introducir los rodillos en la estructura.
Fabrican los soportes y las paredes.
Conectan el mecanismo reductor de velocidad que se acoplará a la rueda dentada que actúa sobre el rodillo tractor.
Cubren con una cinta de goma elástica los rodillos, para así formar la propia cinta transportadora
Distintas perspectivas de la cinta
Aquí podéis observar como ha quedado. Os comento que la tapadera que cubre el habitáculo del motor, está articulada con una bisagra de goma en una de sus caras, de manera que se puede acceder al mecanismo de tracción de la cinta siempre que se quiera.
Desde aquí les doy la enhorabuena a Karen Fernández y a Patricia Martín por su magnífico proyecto.
COCHE QUE SE DESPLAZA
AUTOMÁTICAMENTE SIGUIENDO LA LUZ DE UNA LINTERNA
- Se va a construir un coche que será capaz de seguir la luz proveniente de cualquier fuente, como por ejemplo una linterna.
- Además, se iluminarán unos LEDs delanteros de color verde mientras el vehículo dé vueltas en círculo, y se iluminarán intermitentemente otros LEDs rojos traseros y laterales, cuando el vehículo siga la luz. También para este último caso, se hará que suene un zumbador de forma discontinua.
- Al conectar el interruptor general, uno de los motores comenzará a girar hacia adelante, mientras el otro permanece parado. En esta situación el coche va a estar girando sobre sí mismo.
- Cuando la Resistencia Dependiente de la Luz (LDR) colocada en el interior de un embudo negro, reciba la luz que por ejemplo puede provenir de una linterna, el motor que estaba parado se pone en marcha, de manera que el coche se dirige hacia donde se emite el haz de luz.
- En el caso de que pierda la luz el sensor (la LDR), el motor que depende de éste se parará y entonces de nuevo comenzará a dar vueltas en círculo.
VIVIENDA DISEÑADA PARA QUE SE CIERREN HERMÉTICAMENTE TODAS SUS PUERTAS Y VENTANAS EXTERIORES, CUANDO SE LE APROXIME UN MAREMOTO O TSUNAMI
- Se debe diseñar y construir la maqueta de una pequeña "vivienda" que se supondrá situada muy cerca de la playa. La "vivienda " se construirá en chapón de madera de 4 mm, y tendrán una ventana en cada una de las habitaciones. Además dispondrá de una puerta con acceso a la terraza.
- Cuando un pequeño depósito se llene de agua como consecuencia de la subida inusual de la marea, activará un sistema de aspiración de aire, que al estar conectada a la"vivienda" a través de una de sus paredes, hará el vacio en el interior de la vivienda y por lo tanto, se cerrarán las ventanas y la puerta. Cuando la marea baje, se volverán a abrir.
- El deposito de supone ubicado entre la playa y la vivienda.
- El aspecto exterior de la "vivienda" no es importante, debiéndose centrar el alumnado en el diseño y construcción de los esquemas eléctricos y electrónicos que podrán accionar el mecanismo aspirador.
- Asímismo, es de gran importancia elegir unos materiales idóneos que consigan el cierre hermético en cada una de las aperturas de la "vivienda".
Comienzan a construir la "vivienda".
Construyen el circuito electrónico. Este alumno utiliza el encendedor para "pelar" los cables eléctricos. Aprovecho para incidir en que lo más correcto para quitar el aislamiento a los cables, es mediante la muesca que tienen las tijeras de electricista, y no quemándolo con el encendedor.
Vista en planta de la "vivienda".
A las ventanas y a la puerta le han pegado, por su parte interior, la goma de una cámara de la rueda de una bicicleta; ésta, además de formar parte de las bisagras, hará que el cierre que se produzca sea prácticamente hermético.
- El depósito con dos electrodos de cobre (sensores que detectarán la subida del nivel del agua).
- Circuito electrónico formado por la combinación de 2 transistores que forman un Dárlington, encargados de amplificar la señal eléctrica que se obtendrá cuando se conecten los 2 electrodos a través del agua que entre en el interior del depósito.
- Circuito que activará el relé que se encargará de cerrar la fase del cable de la alargadera eléctrica.
Cuando el agua baje de nivel, el sistema se desactivará y desaparecerá la depresión que se había creado dentro de la vivienda, abriéndose nuevamente todas las ventanas y la puerta.
ESTOS TRABAJOS QUE A CONTINUACIÓN SE DESARROLLAN, SON LOS QUE SE REALIZARON EN LA 1ª EVALUACIÓN
El alumnado de 4º va a fabricar unas MAQUETAS a escala 1:10 de las dos PUERTAS de acceso al I.E.S., es decir: se construirán exactamente 10 veces más pequeñas que las reales. Como sabéis, la puerta de acceso al parking es de una sola hoja y su desplazamiento es horizontal, mientras que la puerta principal que da a la calle es de dos hojas con desplazamiento radial.
La primera se abrirá de forma automática cuando un vehículo se acerque a ella, y se cerrará también de forma automática, cuando el vehículo haya salido del parking. La segunda se abrirá y se cerrará actuando sobre un mando a distancia con cable.
Vista de la puerta del parking desde el interior del Instituto
Vista de la puerta del parking desde la calle
Arrastre de la puerta del parking mediante un sistema piñón-cremallera
Vista de la puerta de acceso al Centro
Hacen unos croquis de las puertas del parking
Con papel, lápiz y goma realizan sus primeros dibujos a "mano alzada"
Se esmeran en los detalles
Toman "nota" de todas las medidas
Comienzan a realizar los primeros planos a escala 1:10 en formato A-3
Sus mochilas las guardan debajo de las mesas para que sobre éstas únicamente estén los materiales que van a emplear...
Necesitan utilizar los instrumentos básicos de dibujo (escuadra, cartabón, regla, lápiz, goma...)
Una vez dibujadas las puertas en sus formatos A-3 de papel, obtendrán las medidas exteriores de éstas; dichas medidas les van a servir para fabricar unas cajas de cartón (una por proyecto), en las cuales tendrán que guardarlo una vez termina la sesión de cada día. Cuando acabe dicha sesión de trabajo diaria, las cajas las colocaré encima del estante que han montado hace unos días.
Averiguadas las medidas de las puertas, sacarán la relación exacta de los materiales que necesitan emplear para la construcción de cada una de ellas; y conocida dicha relación, anotarán cuál va a ser el mejor proceso que deben emplear para su construcción (medición en los listones de madera, marcado, corte, limado, unión, etc.), las herramientas y materiales auxiliares que necesitarán emplear (tornillos de banca, sargentos, limas, escofinas, cardas, escuadras de tacón, cola de carpintero, etc.), así como el orden en el que las van a emplear y las medidas de seguridad que necesariamente deben tener en cuenta.
Reutilizan el cartón de las cajas que han encontrado en la cafetería del I.E.S.
Cortan con mucho cuidado y para proteger las mesas utilizan una plancha de cristal
Este es el desarrollo de una de las cajas
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Cortan los listones de madera con la sierra de arco
Igualan la medida de los listones utilizando una lima
Superponen la estructura sobre el plano para marcar...
Comienzan a unir las barras verticales...
Cuando terminan cada sesión, cada grupo guarda sus materiales en sus cajas respectivas...
Tallan las "llagas" de las columnas con una lima triangular (igual que en la puerta real)
Se aseguran que los desplazamientos de la puerta se realizan correctamente...
Algunos alumnos pintan el exterior de la caja de su grupo
Estos alumnos comienzan a construir la estructura de la puerta corredera
Estas alumnas insertan las barras de la puerta y lijan las columnas laterales de ésta
Para poder instalar el pulsador sin que se vean los cables eléctricos, han tenido que cortar en tres trozos una de las columnas y hacer unos agujeros "pasantes" en dos de ellos
Sueldan los cables eléctricos al pulsador de llamada
Aquí se comienzan a ver los primeros resultados de uno de los dos modelos de puertas que están construyendo...
Han engranado unas ruedas dentadas para que sirvan de arrastre de las dos puertas.
Observad lo bien que las han alineado. Engranan unas con otras de una forma muy suave...
Aquí se pueden observar los agujeros en los que se acoplan las ruedas dentadas que van unidas a las dos varillas roscadas que a su vez arrastran a sus respectivas puertas.
OS RECUERDO QUE ESTAS PUERTAS LAS HAN CONSTRUIDO EXACTAMENTE 10 VECES MÁS PEQUEÑAS QUE LAS DEL INSTITUTO, Y ESTÁN FABRICANDO CON TOTAL SIMILITUD TODOS Y CADA UNO DE SUS DETALLES
A partir de aquí hay que acoplar el motor a una de las ruedas conductoras y realizar el conexionado eléctrico.
Hay otro grupo que también lleva bastante avanzada la puerta del parking.
AHORA QUEDA REALIZAR LA INSTALACIÓN ELÉCTRICA DEL MOTOR, DE LOS FINALES DE CARRERA, DEL RELÉ, DEL ZUMBADOR, DE LOS LED´S, DEL INTERRUPTOR GENERAL, ETC.
Observad el sistema eléctrico que han utilizado. Además, también podemos ver que se ha tenido que emplear un tornillo sin fin para reducir bastante la velocidad del motor. Os recuerdo que con este mecanismo conseguimos reducir la velocidad del eje del tornillo sin fin tantas veces como número de dientes tenga la rueda dentada que va acoplada a él. En este caso, como la rueda verde tiene 52 dientes, la velocidad de ésta es 52 veces más baja que la del eje del motor.
El mando se podrá fijar a un lateral de la maqueta siempre que se quiera, para que así resulte más cómodo guardarlo. Observad como lo van a hacer...
Realizan un taladro en el lateral de la maqueta, que servirá para introducir parte de un listón de madera circular que va unido al mando
El LED azul se iluminará siempre que "alguien" presione el pulsador de la entrada, y durante ese mismo periodo de tiempo también se oirá un timbre. Cuando el "conserge" accione el interruptor, la puerta se abrirá automáticamente mientras se ilumina el LED verde, y se parará en el instante en el que la puerta llegue a su apertura máxima, momento en el cual también se apagará dicha luz. Cuando el "conserge" vuelva a accionar el interruptor, comenzará a cerrarse la puerta y se iluminará el LED rojo; en el momento en el que la puerta se cierre por completo, también de forma automática se apagará esta luz.
Uno de los grupos ha realizado el arrastre manual de la puerta del parking mediante un sistema de fricción, formado por una rueda de madera a la que le han pegado en su exterior un trozo de cuero de una vieja correa. En uno de los bordes de la puerta también le han pegado una tira del mismo cuero.
La rueda presiona la tira de cuero y esto origina el arrastre de la puerta cuando la rueda gira de forma manual a través de una manivela.
Aquí podéis ver a dos de los tres miembros del grupo que han construido este proyecto.
