Basado en un entorno de desarrollo y código abierto, Arduino se ha convertido en una de las plataformas más utilizadas en educación para que los estudiantes aprendan programación y robótica a través del desarrollo de proyectos: en ellos, usan una placa electrónica a la que añaden componentes adicionales (por ejemplo, luces y motores) y programan sus prototipos desde el ordenador; no obstante, existe también la opción de que esta programación se realice desde un teléfono móvil o una tablet Android. He seleccionado varios proyectos basados en Arduino que se adaptan a distintos niveles de dificultad, ideales para que el alumnado aprenda robótica y programación de manera práctica y entretenida.
Sistema de seguimiento solar automático de doble eje
Este proyecto consiste en crear un sistema automático que mueva un panel solar para que siempre apunte al sol y así aproveche mejor la luz del día. A diferencia de los paneles solares fijos, este sistema gira de izquierda a derecha y de arriba hacia abajo, siguiendo el recorrido del sol desde que sale hasta que se pone. Para lograrlo, se emplean sensores de luz que los estudiantes colocan alrededor del panel en forma de cruz. Estos sensores detectan desde qué lado llega más luz solar. Luego, esa información se traslada a una placa Arduino, que compara la luz que recibe cada sensor y decide hacia dónde debe moverse el panel. Otros de los materiales que se usan en este proyecto educativo son: resistencias, cables, dos servomotores y una pequeña estructura para sujetar el panel solar.
Batería robótica
El alumnado aprende a construir una batería robótica que se toca sola utilizando placas Arduino Uno, motores que mueven los palos de la batería y estructuras de madera o metal que sostienen todo el conjunto. Cada motor se coloca de manera que su brazo golpee un tambor o un plato, mientras Arduino controla el momento y la forma en que se mueve cada uno. Con este proyecto, los estudiantes combinan conocimientos de electrónica, programación y mecánica: deben ensamblar motores, fijar brazos, conectar cables y cargar el código para que todo funcione correctamente. Además, es posible ajustar la velocidad y precisión de los golpes, y experimentar con distintos ritmos.
Casco inteligente
La idea es convertir un casco de moto normal en un casco inteligente que ayude a mejorar la seguridad del conductor. El casco cuenta con sensores y una placa Arduino que detectan, por ejemplo, si el casco está puesto, el conductor ha bebido o si se está quedando dormido. También incluye luces y sonidos que avisan al conductor de cualquier otro problema.
El juego de Simon
Los estudiantes se lo pasarán en grande haciendo su propia versión de este conocido juego de mesa. Trabajarán en un sistema que enciende secuencias de colores (representadas por LEDs) aleatoriamente y cada jugador debe repetir esa misma secuencia pulsando los botones correspondientes en el orden correcto. Para construirlo, montan LEDs de diferentes colores y pulsadores asociados a cada uno, que están conectados a los pines digitales de la placa Arduino. El código que programan genera las secuencias de colores; enciende los LEDs en el orden correcto; detecta las pulsaciones del jugador; y comprueba si la secuencia se ha repetido bien o no.
Estación meteorológica solar
Se trata de una estación meteorológica solar con Arduino y Sigfox (tecnología de comunicación inalámbrica) que combina varios sensores para crear un dispositivo que registra las condiciones del clima, enviando los datos a la nube sin necesidad de cables ni Wi‑Fi. En este sistema, la placa Arduino recoge la información de un sensor de temperatura y humedad y la transmite de forma inalámbrica a través de la red de largo alcance Sigfox. Luego, los datos pueden consultarse a través del móvil o el ordenador mediante aplicaciones como Blynk. Además, la estación es completamente autosuficiente en energía, ya que se alimenta con un panel solar y una batería LiPo. Un temporizador integrado enciende la placa únicamente en el momento de medir y enviar los datos, lo que optimiza el consumo de energía.
Tocadiscos binario
Los estudiantes, además de aprender robótica y programación, tienen la oportunidad de crear sus propias melodías con este proyecto. Para ello, necesitan diferentes materiales como, por ejemplo, un kit de tocadiscos binario, una placa de circuito impreso, una controladora, siete cables prototipados y un sensor IR Array. En la primera parte, deben montar la parte de electrónica siguiendo las instrucciones que se indican en este enlace, en la segunda construir el tocadiscos binaria y en la última programarlo mediante códigos.
Robot bípedo con Arduino
Para crear un robot bípedo que ande, salude y baile se necesita, además de una placa Arduino, los siguientes materiales: cuatro servomotores, una batería, cartón y varios cables. El primer paso es crear la estructura del robot con cartón para después realizar el montaje de los servomotores y el esquema de conexiones. A partir de aquí lo programan utilizando diferentes códigos para que el robot se mueva.
Dado eléctrico
Con este proyecto se simula un dado de seis caras, aunque si se desea hacer otro tipo de dado bastará con cambiar parte del código. Este vídeo explica de forma didáctica cómo conseguir que salga un número aleatorio del 1 al 6 en un display de 7 segmentos pulsando un único botón. Junto a una placa Arduino y el display de 7 segmentos, se necesita un pulsador, una resistencia de 10k y otra de 220 ohmios.
Ruleta de números aleatorios
Al crear una ruleta de la suerte con una placa Arduino, esta girará señalando números al azar. Para realizar este proyecto se necesita un motor, una protoboard o placa de pruebas, palos de helado y varios cables que se conectan a la placa Arduino. Una vez montada y programados los códigos, los estudiantes logran cada vez que accionan la ruleta que la flecha al girar caiga en un número diferente.
Proyecto ‘Whack-A-Mole’
Se basa en ‘Whack-A-Mole’, un juego que en la década de los 80 se hizo famoso en los salones recreativos y en el que había que golpear a martillazos los topos que iban saliendo de diferentes agujeros. En esta ocasión, los estudiantes deben reaccionar rápidamente a las luces LED que se encienden pulsando el botón que se corresponde con cada una de ellas.
Para su puesta en marcha se necesitan, entre otros, los siguientes elementos: un soporte para placa, tres placas (una de prototipado, otra Arduino Uno Wi-Fi REV2 y Arduino Education Shield), un LED rojo de 10 mm, un LED verde de 10 mm, tres LEDs amarillos de 10 mm, un cable USB, cuatro cables macho-macho, 10 cables macho-hembra y cinco resistencias de 220 ohmios. Se desarrolla a través de varias fases que incluyen el montaje de toda la estructura, creación de circuitos y programación de la placa.
Proyecto cubo de basura automático
Una placa Arduino UNO, un sensor ultrasónico de distancia y un servomotor componen este prototipo, mediante el cual se buscar crear un cubo de basura inteligente que levante la tapa automáticamente cada vez que alguien se sitúe enfrente para depositar cualquier residuo. En el siguiente vídeo se puede consultar de manera detallada toda la información, incluida la parte que hace referencia al código.
Proyecto semáforo
La particularidad de este proyecto basado en Arduino es que el alumnado programa un semáforo usando S4A: este lenguaje de programación es una versión modificada de Scratch. Dividido en lecciones, primero les muestra los conceptos básicos que necesitan conocer para luego montar en la placa de prototipado los diferentes elementos y, finalmente, programarlos. Los componentes que se necesitan son: una placa de prototipado, una placa Arduino UNO, un cable USB, tres resistencias de 220 ohmios, tres diodos LED (amarillo, rojo y verde), y cuatro latiguillos o cables.
Proyecto `piedra, papel, tijera’
¿Quién no se ha retado alguna vez con un amigo en el popular juego de piedra, papel o tijera? A través de este proyecto de Arduino Education, los estudiantes crean una máquina robótica que es capaz de imitar estos movimientos. Durante su desarrollo aprenden qué es un servomotor y para qué sirve, así como las diferentes partes mecánicas y elementos electrónicos que son necesarios conectar para jugar con la máquina.
Proyecto ‘Grúa con Arduino’
Invita al alumnado a montar una grúa de pequeñas dimensiones con Arduino, que podrán controlar a través de un joystick. Además de necesitar una placa Arduino UNO y uno de estos mandos, se requieren otros componentes como cables con pines, una tabla protoboard, varios servomotores y palos de helado que servirán para montar la estructura de la grúa. El esquema de las conexiones para su construcción y el código de programación se pueden consultar desde este enlace.
