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Pensamiento computacional, programación y robótica · 4.º de ESO
Robótica: sensores y actuadores
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Objetivo
Al terminar sabrás describir un sistema de control, elegir los sensores y actuadores adecuados para un robot y entender cómo los conecta el programa.
En pocas palabras (lectura fácil)
Para madres, padres y tutores (1 minuto)
Explicación
Un robot es un sistema de control con tres partes: entradas (los sensores, que captan información del entorno), proceso (el controlador, normalmente una placa con un microcontrolador que ejecuta un programa) y salidas (los actuadores, que actúan sobre el entorno: mueven, iluminan, suenan…).
Un sensor transforma una magnitud física (luz, distancia, temperatura, inclinación) en una señal eléctrica. Si solo da dos valores, como un pulsador (pulsado o no), es digital. Si da un rango continuo, como una LDR (resistencia que varía con la luz) o un termistor NTC, es analógico. Otros sensores habituales son el de ultrasonidos (distancia) y el de infrarrojos (distingue superficies claras y oscuras, útil en siguelíneas).
El microcontrolador lee las señales analógicas con un convertidor analógico-digital (ADC). En muchas placas educativas el ADC es de 10 bits: convierte una tensión de 0 a 5 V en un número entero entre 0 y 1023. El programa compara ese número con un umbral y decide qué hacer con estructuras condicionales («si… entonces…»).
Los actuadores más comunes son los LED, los zumbadores, los motores de corriente continua (giran sin parar; su velocidad se regula con PWM), los servomotores (giran hasta un ángulo concreto y lo mantienen), los motores paso a paso (avanzan en pasos precisos) y los relés (interruptores que permiten controlar circuitos de más potencia).
Si el sistema no comprueba el resultado, es de lazo abierto (una tostadora con temporizador). Si usa un sensor para medir el resultado y corregirse, es de lazo cerrado o con realimentación (un termostato que enciende y apaga la calefacción según la temperatura).
Idea clave: Sensor que mide → programa que decide → actuador que actúa. Si el sensor vuelve a medir el resultado, el sistema se autocorrige.
Ejemplo resuelto: Diseño de una farola automática con una placa programable
- Paso 1 Entrada: una LDR conectada a una entrada analógica mide la luz ambiente.
- Paso 2 Proceso: el programa lee el valor del ADC (0-1023) cada segundo.
- Paso 3 Decisión: si el valor es menor que un umbral de 300 (poca luz), se enciende la farola; si no, se apaga.
- Paso 4 Salida: un LED (o un relé que gobierna una lámpara mayor) se enciende o se apaga.
- Paso 5 Ajuste: se prueba al atardecer y se modifica el umbral hasta que la farola se encienda en el momento deseado.
Resultado: Un sistema de control con un sensor analógico, una condición con umbral y un actuador.
Resumen
- Un sistema de control tiene entradas (sensores), proceso (controlador) y salidas (actuadores).
- Los sensores digitales dan dos valores; los analógicos, un rango que el ADC convierte en números (0-1023 con 10 bits).
- El programa compara las lecturas con umbrales mediante condicionales.
- Actuadores: LED, zumbador, motor DC (velocidad con PWM), servomotor, motor paso a paso y relé.
- Lazo abierto: no comprueba el resultado. Lazo cerrado: se corrige gracias a la realimentación.
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Estado curricular: Currículo general LOMLOE · Competencias: CE1. Resolución de problemas tecnológicos · CE3. Pensamiento computacional y programación · CE4. Análisis de sistemas y objetos tecnológicos · CE5. Diseño y comunicación de soluciones · Referencia: RD 217/2022 · Revisado el 27/10/2026