Línea Ares — Hilo de Robotización en Profundidad
ROBOTSchool · Documento maestro (fuente única) Versión 0.1 — Junio 2026
Profundiza el hilo de robotización de
03 §1(sub-hilos: energía/circuitos, mecanismos, sensado, actuación, control, conectividad). Aquí se detallan los conceptos detrás de cada sub-hilo, dónde se trabajan por banda, las herramientas de simulación y cómo se integran a proyectos y libros. Regla general: simular antes de construir, y seguridad primero.
1. Energía y circuitos
Conceptos: voltaje (empuje), corriente (flujo), resistencia (freno); polaridad; circuito en serie y en paralelo; cortocircuito y por qué evitarlo.
| Banda | Profundidad |
|---|---|
| Exploradores | Pila → cable → motor/LED; “el circuito debe estar cerrado para que funcione” |
| Constructores | Protoboard, polaridad, resistencia para el LED, serie vs paralelo |
| Inventores | Alimentación de la placa, consumo, fuentes; cuidar 3.3V vs 5V |
| Innovadores | Eficiencia energética, autonomía, alimentación de sistemas conectados |
Para los grados altos se introduce la Ley de Ohm (V = I × R) de forma aplicada (elegir la resistencia de un LED), nunca como fórmula vacía.
2. Estructuras y mecanismos
Conceptos: palanca, rueda-eje, engranajes (relación de transmisión), polea/correa, leva, biela-manivela; grados de libertad; transmisión de movimiento y fuerza.
| Banda | Profundidad |
|---|---|
| Exploradores | Palancas, ruedas y ejes; “qué se mueve y cómo” |
| Constructores | Engranajes y poleas; relación de transmisión (más vueltas vs más fuerza) |
| Inventores | Mecanismos compuestos; grados de libertad (un brazo, una compuerta) |
| Innovadores | Mecatrónica: integrar mecanismo + electrónica + control |
3. Sensado (percepción)
Conceptos: señal digital (sí/no) vs analógica (un rango); lectura (0–1023 / 0–4095); calibración (qué número = qué realidad); muestreo (cada cuánto leer); ruido.
| Banda | Profundidad |
|---|---|
| Exploradores | El tacto como interruptor (Makey) |
| Constructores | Botón (digital), LDR/humedad (analógico); leer un valor |
| Inventores | Varios sensores, calibrar umbrales, promediar para reducir ruido |
| Innovadores | Fusión de sensores, telemetría, sensores en red |
4. Actuación
Conceptos: salida digital (encender/apagar); PWM (controlar intensidad/posición/velocidad); torque; cuándo el actuador necesita más potencia que la que da la placa (→ relé/driver).
| Banda | Profundidad |
|---|---|
| Exploradores | El motor gira, el LED enciende |
| Constructores | LED, zumbador, servo (PWM, ángulo), motor DC; relé para la bomba |
| Inventores | Control de posición/velocidad; varios actuadores coordinados |
| Innovadores | Actuadores dentro de un sistema; control remoto/automático |
5. Control y automatización
Conceptos: lazo abierto (hace siempre lo mismo) vs lazo cerrado (usa el sensor para decidir: realimentación); control on/off (umbral) y, en avanzado, idea de control proporcional.
| Banda | Profundidad |
|---|---|
| Exploradores | Causa–efecto directo |
| Constructores | Entrada → lógica → salida (lazo abierto y primer on/off) |
| Inventores | Lazo cerrado: sensa → decide → actúa, con realimentación |
| Innovadores | Control distribuido; automatización inteligente; múltiples lazos |
6. Conectividad
Conceptos: comunicación entre dispositivos; protocolos: I2C (sensores/pantallas), WiFi/BLE (a la red/celular), MQTT/HTTP (a internet); cliente/servidor; publicar/suscribir.
| Banda | Profundidad |
|---|---|
| Exploradores / Constructores | — (cableado local) |
| Inventores | I2C (OLED); primera conectividad opcional (Pico W) |
| Innovadores | WiFi, BLE, MQTT, HTTP; IoT y dispositivos que dialogan |
7. Herramientas de simulación (simular antes de construir)
Todas gratuitas: - Tinkercad Circuits — simular el circuito Arduino + el código, sin quemar nada. - Wokwi — simular Arduino/ESP32/Pico con sensores y ver el comportamiento. - Falstad / CircuitJS — entender el flujo de corriente en un circuito. - Fritzing — dibujar el esquemático y la vista de protoboard.
Regla de oro: el estudiante arma y prueba en el simulador antes de tocar el hardware. Ahorra componentes, evita errores de conexión y permite que todos practiquen aunque no tengan el kit en la mano.
8. Seguridad (transversal y obligatoria)
- Manejo de herramientas, soldadura (supervisada), corte láser e impresión 3D.
- Cuidado con polaridad, cortos y voltajes (3.3V vs 5V).
- Agua + electrónica = separar (proyectos de riego/invernadero).
- Va en el comodín/curso de seguridad y fabricación (
10).
9. Matriz del hilo de robotización profundo
| Banda | Energía | Mecanismo | Sensado | Actuación | Control | Conectividad |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Exploradores | Circuito cerrado | Palanca, rueda | Tacto | Motor/LED | Causa-efecto | — |
| Constructores | Serie/paralelo, resistencia | Engranajes, transmisión | Digital/analógico | Servo, relé | Lazo abierto, on/off | — |
| Inventores | Consumo, 3.3V/5V | Grados de libertad | Calibrar, promediar | Posición/velocidad | Lazo cerrado | I2C, Pico W |
| Innovadores | Eficiencia, autonomía | Mecatrónica | Fusión, telemetría | En sistema | Distribuido | WiFi/BLE/MQTT |
10. Cómo se integra a los proyectos y libros
- Nuevo paso “Diseña tu circuito”: el estudiante dibuja el esquemático (Fritzing) y lo simula (Tinkercad/Wokwi) antes de cablear.
- Para los proyectos con mecanismo, paso “Prueba el mecanismo” (relación de transmisión, grados de libertad).
- El concepto del proyecto se ancla a su sub-hilo dominante (p. ej., riego = sensado + control + actuación).
- Los comodines de cada elemento (
13) traen la conexión y el dato técnico; este documento da el porqué.
11. Pendiente
- Retos de simulación (Tinkercad/Wokwi) por proyecto.
- Cartilla de seguridad ilustrada (parte del comodín de seguridad).
- Insertar el paso “Diseña/simula tu circuito” en los microproyectos (regenerar libros).
Fin del documento v0.1. Profundiza 03 §1 y se conecta con comodines (13) y libros (11,12).