Asignatura: Sistemas de Control
Introducción e información general
Problemática a abordar
Implementar
automatismo a sus conjuntos mecánicos. Los mismos son diseñados y fabricados en
el espacio curricular CNC y CAD/CAM. Por medio de bloques de aluminio, (fundido
en la institución por medio de reciclaje). El diseño debe ser íntegramente en
aluminio, de al menos 6 piezas, fabricadas con torno y fresadora CNC. Al
tratarse de un diseño mecánico el mismo debe contar con al menos un cambio de
dirección de movimiento, el mismo puede ser transmitido de la fuente que
prefieran (motor eléctrico, aire comprimido, u otro). El automatismo a
implementar debe contar con: al menos dos pulsadores para arranque y parada
respectivamente, Algún indicador de estado (parado-marcha), y la posibilidad de
elegir un tiempo de funcionamiento (máximo 5 minutos). El sistema automático a
implementar debe ser independiente de la red eléctrica, por lo que se debe
prever autonomía, en caso de tener que exponer el trabajo fuera del ámbito
escolar. Se ofrece desde la institución PLC Festo didáctico y Arduino UNO.
Se abordan aquí dos metodologías
activas: Aprendizaje basado en proyectos y Aprendizaje basado en problemas.
Destinatarios
Alumnos
del último año que cursan la tecnicatura en Equipos e instalaciones
electromecánicas en el Instituto de Enseñanza Agropecuaria y Electromecánica N°
3, ubicado en la provincia de Misiones, en la localidad San Vicente (se
encuentra a 200Km de la capital provincial Posadas). Se trata de un
establecimiento de nivel secundario de modalidad técnica, con dos
orientaciones: Producción Agropecuaria y Equipos e instalaciones
Electromecánicas.
Objetivos
● Desarrollar metodologías de diseño aplicables a sistemas de control analógico y digital.● Estimular el uso de herramientas de simulación lo cual permite fijar conocimientos con mayor eficacia por la interacción con la imagen, evaluar modelos en detalle y aplicar el método de prueba y error como técnica de inferencia, obteniendo resultados rápidos, exactos y confiables.
● Fomentar el trabajo en equipo mediante el desarrollo de trabajos específicos expresados como proyectos a resolver en forma conjunta con la supervisión docente.
● Ejercitar la capacidad de autoformación suministrando en las clases teóricas los conceptos necesarios para la comprensión de las ideas generales de cada tema y guiando su elaboración y enriquecimiento mediante la resolución de problemas aplicados.
● Desarrollar en los alumnos una actitud crítica en el planteamiento de soluciones adecuadas a diferentes problemas inherentes a la construcción de sistemas de control de tipo industrial.
● Diferenciar sistemas de control de lazo abierto y lazo cerrado.
● Programar, conectar, e implementar automatismos con PLC FESTO compact.
● Programar e implementar automatismos con Arduino UNO.
● Armar circuitos eléctricos y electroneumáticos, controlados con PLC y Arduino UNO.
● Conectar e implementar sistemas de control mediante el uso de sensores inductivos, capacitivos y ópticos.
● En cuanto a competencias digitales:
● Reunir, procesar, comprender y evaluar información, fuentes de datos, y contenido digital, de forma crítica.
● Buscar información, datos y contenido digital en red y acceder a ellos, expresar de manera organizada las necesidades de información, encontrar información relevante, seleccionar recursos de forma eficaz, gestionar distintas fuentes de información, crear estrategias personales de información.
● Interaccionar por medio de diversos dispositivos y aplicaciones digitales, entender cómo se distribuye, presenta y gestiona la comunicación digital, comprender el uso adecuado de las distintas formas de comunicación a través de medios digitales, contemplar diferentes formatos de comunicación, adaptar estrategias y modos de comunicación a destinatarios específicos.
● Realizar modificaciones en programas informáticos, aplicaciones, configuraciones, programas, dispositivos, entender los principios de la programación, comprender qué hay detrás de un programa.
● Comunicar en entornos digitales, compartir recursos a través de herramientas en línea, conectar y colaborar con otros a través de herramientas digitales, interactuar y participar en comunidades y redes; conciencia intercultural.
● Compartir la ubicación de la información y de los contenidos encontrados, estar dispuesto y ser capaz de compartir conocimiento, contenidos y recursos, actuar como intermediario/a, ser proactivo/a en la difusión de noticias, contenidos y recursos, conocer las prácticas de citación y referencias e integrar nueva información en el conjunto de conocimientos existentes.
● Crear contenidos en diferentes formatos, incluyendo contenidos multimedia, editar y mejorar el contenido de creación propia o ajena, expresarse creativamente a través de los medios digitales y de las tecnologías.
● Innovar utilizando la tecnología, participar activamente en producciones colaborativas multimedia y digitales, expresarse de forma creativa a través de medios digitales y de tecnologías, generar conocimiento y resolver problemas conceptuales con el apoyo de herramientas digitales.
Contenidos
Sistemas de control de lazo abierto y lazo cerrado. Sistemas de control analógicos y digitales. PLC. Tipos, características, programación. Conexión de actuadores neumáticos. Conexión de sensores. Automatismos de circuitos electroneumáticos con PLC. Arduino UNO, características, descripción del IDE, programación C, Conexión de actuadores (LED, motores corriente continua, motores paso a paso, LCD), conexión de entradas (pulsadores, teclados, sensores).Para desarrollar estos contenidos y elaborar una solución al problema de la automatización, se requerirá de un semestre, destinando dos meses a PCL y 2 meses a Arduino, pensando en destinar, los últimos meses de del año al diseño, simulación e implementación del automatismo del conjunto mecánico.
Como plataforma de comunicación e intercambio de información, se plantea Google Classroom, donde se buscará la participación activa del alumno, tanto en la confección de actividades como en aportes de descubrimientos, problemas encontrados, soluciones, sugerencias, recomendaciones.
Cada grupo deberá crear un blog, en el que semanalmente registrará una entrada con sus avances. Citando en cada una de ellas las fuentes. El profesor creará un Padlet, donde cada grupo debe contribuir con la información que fue consultando, el proceso de análisis de la misma y una conclusión.
El profesor no exigirá bibliografía obligatoria, sino, que la misma debe ser buscada en internet, por ello cada grupo deberá buscar información, datos y contenido digital, acceder a ellos, expresar de manera organizada las necesidades de información, encontrar información relevante, seleccionar recursos de forma eficaz, gestionar distintas fuentes de información, crear estrategias personales de información. Como motivación y disparadores de investigación, el profesor propondrá desafíos.
Implementación de Secuencia didáctica
Luego de una
breve revisión de Sistemas de control, similitudes con PLC (ya trabajado). El
profesor explica que las actividades del día se realizarán en tres partes. Una
de análisis de recopilación de información, la siguiente es de reflexión y
acción, y al finalizar una pequeña actividad como cierre. Se presenta el tema a
desarrollar y el profesor envía material para analizar a través de google
Classroom. Material (10min).
Se incluye como material,
recomendaciones para lograr búsquedas eficientes en el link ¿como buscar?.
Aquí se presentó la
primera dificultad con respecto a la planificación: El servidor no permite la
visualización de contenidos flash de la página genially.ly, por lo que ningún
alumno podía ver el material adjunto en la tarea. Ante esta dificultad, el profesor
se desconecta de la red escolar e intenta acceder con datos móvil, al
corroborar la visualización sin dificultad, solicita los alumnos que también lo
hagan. Uno de los alumnos sugirió “hacer capturas de pantalla” y compartirlas
por el grupo de whatsapp, logrando así que todos tengan el contenido y los
links enviados por el profesor.
La propuesta se
elaboró para que trabajaran en 5 grupos, pero por dificultades personales de
varios alumnos (algunos afectados a otras actividades dentro de la escuela)
solamente trabajaron 3 grupos de dos integrantes cada uno. Algunos alumnos que
no estuvieron en clase, realizaron la actividad en sus casas.
Cada grupo elabora una presentación acerca de
las principales características de Arduino UNO, (Entradas, salidas, otros
puertos, posibles usos) leyendo la página sugerida por el profesor www.aprendiendoarduino.com.
Una vez que
todos enviaron sus presentaciones a través de classroom, cada grupo expone la
misma a sus compañeros, realizando un breve comentario acerca de los temas que
le resultaron interesante.
Presentaciones
recibidas:
Entregadas
después de clase (porque tenían la actividad en classroom y sus compañeros les
comentaron cómo hacerla).
Mientras un
grupo expone su producción, los demás deben realizar al menos 2 preguntas por
grupo. El profesor toma notas durante las explicaciones y realiza una breve
devolución acerca de sus percepciones durante las preguntas y respuestas.
Grupo
|
Exposición
|
Pregunta
|
Nittmann
Ismael
Mello
Nadia
|
Positivo:
_
Buenas respuestas.
_
Respetuosos entre los integrantes.
_
Excelente presentación.
|
Al
primer Grupo:
Preguntas
acertadas, evidencia conocimiento del material.
|
Negativos
_
Hablar con seguridad (algunas respuestas no escuchaban todos)
|
Al
segundo grupo:
Preguntas
acertadas, evidencia conocimiento del material.
|
|
Sapoznik
Mauricio
Amarilla
Rodrigo
|
Positivo
Excelente
presentación.
Dificultades
en las explicaciones.
|
Al
primer grupo:
Dificultades
para hacer las preguntas.
No
hacían referencia al tema, indica que no leyeron el material.
|
Negativo
Uno
solo respondía.
|
Al
segundo grupo
Mejoraron
las preguntas y estaban mejor elaboradas.
|
|
Porcel
de Peralta Irina
Kuzuk
Juan Pablo.
|
Positivo
Excelente
presentación.
Buena
distribución del contenido al exponer.
Buenas
respuestas y explicaciones.
|
Al
primer grupo:
La
elaboración de las preguntas demuestra que leyeron el material.
|
Negativo
Uno
solo respondía
|
Al
segundo grupo: Preguntas repetidas.
|
Una vez realizada la devolución, el profesor
pide a los alumnos que comiencen con la segunda parte de la actividad, que
corresponde a la elaboración de un video, en el que uno de los integrantes del
grupo debe filmar a sus compañeros, los cuales deben elaborar una síntesis de
lo trabajado en clase (apoyado en sus apuntes de clase y presentaciónes). El
video (no más de 3 minutos) debe ser subido a youtube (modo privado) y
compartir el link para subirlo al padlet.
El profesor sugiere que elaboren un guión o al menos una lista de temas para
grabar el video, así evitan ponerse nerviosos y no saber que decir. Sugiere que
practiquen antes, que hagan el video un par de veces, miren y corrijan, hasta
que les parezca que está terminado. Primero compartan con su grupo, cuando
están todos de acuerdo, recién establezcan que está terminado. Por bullicios en
el curso, piden grabar el video en otro lado.
Videos
recibidos:
Posteriores
a la clase:
Uno de los
grupos solicitó más tiempo para subir el video, ya que tuvieron dificultades
con la conexión a internet, los demás lo hicieron muy rápido y de manera
acertada.
A modo de cierre, cada grupo mira los videos de
sus compañeros y realiza una devolución en comentarios. No quedó claro dónde
deberían hacer el comentario, ya que la mayoría dejó su comentario en el
classroom junto a la entrada de envío del video y no en la sección de
comentarios de youtube, por lo que el profesor toma nota del error y modifica
la propuesta.
Evaluación
Se calificará por medio de la siguiente
rúbrica:
CRITERIOS
|
|
Destacado
|
Aceptable
|
Mejorar
|
Insuficiente
|
Max
|
Diseñar e
Implementar sistema de control automático para conjunto mecánico.
|
Diseña sistema
de control. Circuito eléctrico. Programa. Simula. Implementa en placa PCB.
Vincula al conjunto.
|
Diseña sistema
de control. Diseña circuito eléctrico. Programa sistemas de control. Simula.
|
Diseña parte
del sistema de control.
|
No presenta
sistema de control.
|
5
|
|
5 puntos
|
4puntos
|
2 puntos
|
0 punto
|
|||
buscar
información, datos y contenidos digitales en red y acceder a ellos, expresar
de
manera
organizada las necesidades de información. Intercambia comentarios en redes
sociales, foros, aula virtual. Reconoce el uso de netiquetas.
|
Identifica
recursos en la red para
incorporarlos a
la clase. Accede fácilmente a la
información
necesaria. Comparte y colabora con sus pares. Participa en comentarios en
redes sociales, foros y aula virtual respetando netiquetas.
|
Navega por
Internet, reúne informción y
comparte
información
relevante
con sus pares.
Hace algunos comentarios en redes sociales sin considerar netiquetas.
|
Sabe que la red
es una fuente de recursos
y recurre a
ella para buscar información, datos,
contenidos
digitales. Comenta usando emojis.
|
No busca información.
Espera que sus cmpañeros lo hagan para completer las tareas.
|
3
|
|
3 puntos
|
2 puntos
|
1 puntos
|
1 punto
|
|||
Participar
activamente en las clases, mostrando predisposición y entusiasmo en la
realización de las tareas.
|
Se muestra
activo y trabaja con entusiasmo. Colabora, pregunta, cumple con las
actividades en tiempo y forma.
|
Cumple con las
tareas en tiempo y forma. No colabora con sus compañeros participa
escasamente en las clases.
|
Presenta
actividades incompletas o fuera de término.
|
No participa de
las clases. No presenta actividades.
|
2
|
|
2 puntos
|
1,5 puntos
|
1 puntos
|
0 punto
|
|||
Puntaje máximo
|
10
|
Análisis de resultados y conclusiones finales
La primera dificultad de la clase se originó porque el servidor no
permite la visualización de contenidos flash de la página genially.ly, entonces
ningún alumno podía ver el material adjunto en la tarea. Ante esta dificultad,
el profesor se desconecta de la red escolar e intenta acceder con dato móvil,
al corroborar la visualización sin dificultad, solicita los alumnos que también
lo hagan. Uno de los alumnos sugirió “hacer capturas de pantalla” y
compartirlas por el grupo de whatsapp, logrando así que todos tengan el
contenido y los links enviados por el profesor.
Dos grupos tuvieron dificultades relativas a la conexión (para los que
presentaron en genially), evitadas por uno de los grupos al trabajar con power point.
Otra dificultad estuvo marcada por el tiempo de realización de las
actividades, que al tener que ajustar el mismo a la planificación, provoca
ansiedad en los alumnos que permanentemente solicitaban para terminar la tarea
la próxima clase y poder editar el video, mejorar el audio, entre otras
ocurrencias, en las que el profesor orientó y sugiríó el trabajo en grupo,
división de tarea.
La actividad de cierre en la que el profesor solicita a los alumnos que
realicen un comentario al video de sus compañeros, se produjo una confusión
acerca de donde realizar el comentario, ya que algunos comentaron en la
publicación del video en Classroom, y muy pocos lo hicieron en la sección de
comentarios de youtube, como era la idea inicial, el profesor modifica la propuesta
y aclara la actividad.
Más allá de las dificultades observadas, podría afirmar que las mismas
fueron solucionadas sin mayores esfuerzos, que si se las plantea previo a la
elaboración de la actividad, tal vez puedan resultar impedimento para llevarla
a cabo, pensándola más como excusas para no aplicar el uso de TIC antes que,
como desafíos que pueden ser solucionados. No quisiera dejar de destacar que
desde mediados del año pasado la institución tiene resuelto el problema de la
conectividad, con el que se estuvo combatiendo durante muchos años.
Hoy la inclusión de TIC en el aula resulta un imperativo moral para la
docencia, que debe sostener la didáctica y crear una pedagogía vinculada a la
inmediatez (pensando en adolescentes del nivel secundario) a lo visual,
aprovechando las oportunidades que brinda la comunicación, usando las redes
personales para extender la escuela a la comunidad. Será necesario revisar los
preconceptos en el sector docente respecto a copiar, para entender qué sucede
con las neuronas espejos (explicadas por la neurociencias) y potenciar esa
habilidad humana, del mismo modo, fomentar el conocimiento colectivo, y tender
así al aprendizaje colaborativo. Algún simplista dirá que se termina la
propiedad intelectual y los derechos de autor, nada más alejado de la realidad,
mucho se viene evolucionando desde las licencias Creative commons, que entiendo
según mi visión del tema, debiera ser el gran desafío: Comprender la
importancia de la propiedad intelectual y el uso de licencias.
Desafíos personales: Incluir competencias
digitales en la planificación y sugerir su discusión en el PEI. Iniciar el año
con la creación de blogs. Compartir el trabajo con los colegas y ofrecerme para
colaborar con el uso de herramientas conocidas. Seguir investigando sobre
metodologías activas y competencias digitales.
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