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Tecnología - Cuaderno del docente N o 1 - 9 o Año - E.G.B. Escuelas Rurales CUADERNO DEL DOCENTE TECNOLOGÍA TECNOLOGÍA 1 1 9 o Año Tercer Ciclo E.G.B. Escuelas Rurales Ministerio de Educación, Ciencia y Tecnología de la Nación
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CUADERNO DEL DOCENTE
TECNOLOGÍATECNOLOGÍA
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9o Año Tercer Ciclo E.G.B. Escuelas Rurales
Ministerio de Educación, Ciencia y Tecnología de la Nación
Índice
Presentación general de 9o año _________________________ 5
Objetivos generales del año ____________________________________________ 7
Unidad 1: Una introducción a la electrónica _______________10
Antecedentes _______________________________________________________ 10
Objetivos de la unidad _________________________________________________ 13
Contenidos _________________________________________________________ 14
Contenidos que aparecen a lo largo del Cuaderno __________________________ 15
Evaluación _________________________________________________________ 19
Análisis de las actividades _____________________________________________ 20
Tema 1: La electrónica se presenta ___________________________ 22
Actividad No 1 _______________________________________________________ 22
Actividad No 2 _______________________________________________________ 24
Actividad No 3 _______________________________________________________ 25
Actividad Alternativa __________________________________________________ 29
Tema 2: Una vuelta más sobre la información __________________ 30
Actividad No 4 _______________________________________________________ 31
Actividad No 5 _______________________________________________________ 32
Actividad No 6 _______________________________________________________ 34
Actividad No 7 _______________________________________________________ 34
Tema 3: Seguimos dando vueltas: Un taladro automático ________ 35
Actividad No 8 _______________________________________________________ 35
Actividad No 9 _______________________________________________________ 37
Actividad No 10 ______________________________________________________ 38
Actividad No 11 ______________________________________________________ 40
Actividad No 12 ______________________________________________________ 41
Actividad No 13 ______________________________________________________ 42
Actividad No 14 ______________________________________________________ 43
Actividad No 15 ______________________________________________________ 43
Actividad No 16 ______________________________________________________ 44
Actividad No 17 ______________________________________________________ 46
Tema 4: La electrónica y la información de los sensores _________ 47
Actividad No 18 ______________________________________________________ 47
Actividad No 19 ______________________________________________________ 48
Actividad No 20 ______________________________________________________ 49
Actividad No 21 ______________________________________________________ 51
Actividad Alternativa __________________________________________________ 52
Tema 5: Un proyecto de automatización _______________________ 54
Actividad No 22 ______________________________________________________ 55
Actividad No 23 ______________________________________________________ 55
Actividad No 24 ______________________________________________________ 56
Actividad No 25 ______________________________________________________ 57
Actividad No 26 ______________________________________________________ 58
Actividad No 27 ______________________________________________________ 60
Actividad No 28 ______________________________________________________ 61
Actividad No 29 ______________________________________________________ 61
En este Cuaderno presentamos lapropuesta del área para 9o año y anali-zamos el contenido de la Unidad 1 dedi-cada a la electrónica. De esta tecnologíatrazamos un primer bosquejo, marcan-do pasos importantes de su evolución ymostrando sus aportes al caso particu-lar del control automático. De acuerdocon un camino ya fijado en Cuadernosprecedentes, la nueva información se in-tegra con otros contenidos que merecie-ron una atención especial a lo largo de7o y 8o, reformulados desde la perspecti-va de la temática que nos ocupa.
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Presentación general de 9º año
Los criterios y propósitos considerados para seleccionar los contenidos de 7o y 8o hansido tenidos nuevamente en cuenta para el diseño de 9o. Se sigue adelante en la construcciónde un cuerpo básico de contenidos conceptuales para una primera aproximación al universotecnológico. Se realiza una nueva mirada sobre contenidos tales como técnicas, normas, dis-tintos tipos de operaciones, diagramas de bloques, etc.
Estos contenidos son tratados desde marcos más amplios, fundamentados en la apari-ción de otros conceptos, a partir de los cuales es posible volver a tomar lo ya aprendidodesde una nueva situación conceptual.
En relación a la selección de los contenidos, los CBC señalan que en el Tercer Ciclo sedeberá poner énfasis en la electrónica y en el control automático.
Estos, como muchos otros contenidos del área, no han sido parte integrante de su forma-ción; usted podrá recurrir al profesor para profundizar los temas, aclarar sus dudas y acordarcriterios en las planificaciones. La riqueza y la profundidad con que se trabaje cada tema depen-derá de esa acción integrada: habrá que intensificar las interacciones, planificar en conjunto,identificar dudas, reconocer qué puede encararse individualmente y qué en conjunto.
Respecto de este punto, es apropiado informar que se están instrumentando instanciasde capacitación para proveerles de la información y de los criterios didácticos necesariospara desarrollarla.
Cada Unidad formará parte de un Cuaderno de Trabajo. Las correspondientes a estenuevo año son:
U.1: Introducción a la electrónica (control)
U.2: El transporte (servicios)
U.3: La electrónica y las comunicaciones
U.4: Desarrollo de un proyecto, a partir de un caso modelo.
El trabajo con la primera de las Unidades no incorpora mayores variantes en relación conlas precedentes. En las páginas siguientes se dan más detalles acerca del contenido de la misma.
La Unidad 2 presenta una intensificación de un procedimiento usado frecuentementeen el área: la reelaboración de conceptos conocidos.
Como el transporte es una actividad que puede realizarse por cuenta propia, pero tam-bién para satisfacer las necesidades de otro, este Cuaderno trabaja la noción de servicio,retomando conceptos de 8o. Plantea una serie de diferenciaciones respecto de la materia, lainformación y la energía, que permitirán efectuar una cierta síntesis sobre contenidos trata-dos a lo largo de los tres años .
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Por todo ello constituye una suerte de cierre interno del área. Es conveniente queusted prevea contar con los Cuadernos anteriores para retomar las situaciones consideradas.
Otro de los propósitos del Cuaderno de Trabajo No 2 es servir de apoyo para las inves-tigaciones que se proponen para la segunda mitad del año, pues en él se dan pautas para llevaradelante una tarea de este tipo: cómo se gesta la investigación, a partir de qué problemas onecesidades, de qué modo cada participante aporta sus ideas, cómo se distribuyen las tareas,a qué fuentes de información se recurre, qué procesamiento se realiza con el material reco-gido.
Todo ello será útil para encarar la Unidad 4, que plantea el trabajo integrado con el áreade Ciencias Sociales.
En la Unidad 3 se sigue adelante con el trabajo en electrónica. La intención es retomarconceptos presentados en el Cuaderno de Trabajo No 3 de 7o año , vinculados al tema de lascomunicaciones.
En la última Unidad se desarrolla un proyecto de investigación, a través de un caso quese toma como modelo: el de la mina Bajo la Alumbrera, en Catamarca. A partir de un planteosemejante al de Cuadernos previos (análisis de la evolución de la actividad minera, de ladelegación de funciones en las máquinas, de los niveles de automatización, etc.) se centra lamirada en las profundas transformaciones sociales que generan este tipo de emprendimientos,y se aplica el modelo de trabajo en otras situaciones semejantes, que se elegirán según lasdistintas realidades de cada comunidad. También se estudiará el impacto ambiental y si seimplementan modos de minimizarlo.
El Cuaderno de Trabajo No 2 servirá de apoyo para la investigación, pues da pautas parallevar adelante una tarea de este tipo: en él se aprecia cómo se gesta la investigación, de quémodo cada participante aporta sus ideas, cómo se distribuyen las tareas, a qué fuentes deinformación se recurre, qué procesamiento se realiza con el material recogido.
Nuestra propuesta para 9o se enmarca nuevamente en la preocupación de “ir más allá “de los contenidos habitualmente asociados al medio rural, pues incorpora conocimientos delmundo de hoy en objetos de estudio de la vida cotidiana de los alumnos, e introducen otrosalejados de sus realidades, cuyo conocimiento es fundamental para su inserción en el mundoactual y futuro. Respecto a esto último, el caso más notable es el de las dos Unidades mencio-nadas, dedicadas a la electrónica.
En este sentido hemos tenido en cuenta a los C.B.C., que proponen “dar lugar a la cons-trucción de estructuras conceptuales que permitan a los alumnos abordar la realidad en la queellos viven y, a partir de ella...” comprender otras realidades que forman parte del mundo actual:“...la realidad de todos los tiempos y espacios”, cuyo conocimiento será fundamental porqueconstituye una competencia de relevancia para su inserción en el mundo del trabajo.
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Objetivos generales del año
La propuesta elaborada para 9o está centrada en la profundización de los conceptostrabajados durante los años anteriores y en el aporte de nuevos saberes, para proceder a suintegración con los previos y dar lugar a niveles crecientes de análisis sobre objetos y activi-dades tecnológicos.
En la segunda mitad del año está previsto plasmar buena parte de lo aprendido a lolargo de 7o, 8o y 9o a través de la concreción de diversos proyectos de investigación y trabajo.
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Una introducción a la electrónica
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Antecedentes
Los contenidos de esta Unidad han sido trabajados en varios Cuadernos precedentes: laUnidad 5 de 7o año estuvo centrada en el análisis de mecanismos de control automáticos. Através de un conjunto de mecanismos armados en forma “casera”, los alumnos distinguierondistintas clases de automatismo y definieron la función de un sensor y de un controlador.Mediante la representación de diagramas consiguieron un nivel mayor de abstracción sobreel funcionamiento de estos sistemas.
Se planteó el caso de una fábrica automatizada de dos siglos atrás y el de distintos tipos detrampas para capturar animales. Como ya se explicó oportunamente, la elección de este últimoobjeto de estudio respondió al criterio de tomar artefactos familiares para los alumnos, parafacilitar el arribo al nivel de conceptualización deseado. Con ello fue posible emprender labúsqueda de automatismos en los alrededores de la escuela (bombas, molinos, etc.). Los alum-nos conocieron, además, algunos interruptores que pueden usarse en sistemas automáticos. Alfinal se destacó el rol de la computadora como controlador de los sistemas automáticos.
En la Unidad 1 de 8o año se aplicaron estos conceptos al control automático en máqui-nas agrícolas y en procesos de producción. Los alumnos pudieron apreciar la delegación deoperaciones de regulación y control en la determinación del momento óptimo de cosecha,tomaron contacto con la denominada “agricultura de precisión” y con el empleo de sensoresy satélites.
En las Unidades siguientes de 8o se analizaron distintos sistemas de control aplicados alas técnicas de construcción, en tareas de diseño y planificación, y en la determinación de lacalidad de productos agropecuarios.
En la parte final del Cuaderno de Trabajo No 4 de 8o se examina el rol de la computado-ra en los sistemas de control automáticos: gracias a esta incorporación, dichos sistemas lo-gran capacidades de las que antes carecían. Por ejemplo, se puede modificar el comporta-miento de un sistema dándole la orden apropiada a la computadora. Estas posibilidades sonaún más amplias: la máquina puede realizar el control siguiendo un programa. Como veremosen el presente Cuaderno, esta capacidad de programación no sólo está asociada al uso de unacomputadora, sino de otros dispositivos electrónicos.
En definitiva, como afirmamos en el Cuaderno de Trabajo del alumno: “En realidad, laelectrónica ya estaba presente en algunos temas tratados anteriormente. Lo que sucede es queno se la ‘veía’, pero sin su participación no hubieran podido existir los modernos sistemas auto-máticos de riego, de señalización y control del tránsito en las grandes ciudades, los sistemasinformáticos y los satélites, por nombrar apenas algunas de sus innumerables aplicaciones.”
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La propuesta para el Cuaderno No1 de 9o año
A partir de todo lo expuesto y de una realidad que nos lo muestra cotidianamente, esposible afirmar: La electrónica puede reconocerse en las soluciones que se dan a una granvariedad de necesidades humanas.
Expondremos a continuación el enfoque escogido para involucrar a nuestros alumnosen los conocimientos y problemáticas relacionadas con la electrónica.
En primer lugar hemos tenido en cuenta que el abordaje, desde un área de formacióngeneral, debe ser diferente al que se haría desde una orientación específica; son otros losobjetivos y los alcances.
No es nuestra intención formar alumnos expertos en electrónica, sino proveerles deelementos para reconocer los aportes de esta rama de la tecnología en un sinnúmero deartefactos y procesos del entorno.
Para arribar a esto es viable evitar aspectos específicamente técnicos, tales como elconocimiento de los componentes, los dispositivos y los circuitos electrónicos o el trabajocon las técnicas constructivas asociadas a la electrónica.
La idea es responder a un concepto que, aunque no explicitado, ha sido trabajado a lolargo de todas las Unidades del área: la visión sistémica. Desde esa perspectiva es posibleanalizar la función de los diferentes elementos de uso habitual en esta actividad (resistores,capacitores, diodos, transistores, etc.), cuya comprensión está fuera del alcance de un alumnode EGB 3. Proponemos, en cambio, el análisis de distintos dispositivos y procesos desde lamirada de “bloques” con una entrada y una salida determinadas.
Tampoco nos limitamos al conocimiento de las aplicaciones y de los últimos avanceselectrónicos; evitamos así caer en una electrónica “informativa”.
Si bien este Cuaderno trata una tecnología en particular, debe permitir reconocer enella a los conceptos e ideas centrales de la tecnología en general. Insistimos en que debepropiciarse la mirada sistémica, en la que los conocimientos y las soluciones tecnológicas serelacionan entre sí. Así será posible reconocer toda una historia de cambios e innovacionesen cada nueva solución, y la electrónica aparecerá como una de las fases del proceso tecno-lógico en permanente cambio y no como una “nueva tecnología”.
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La electrónica y el área de Tecnología
en el Tercer Ciclo de EGB Rural
En base a lo expuesto se propone abordar la electrónica dentro del área de Tecnologíaretomando los conceptos y procedimientos generales, que configuran el marco conceptualpara el área.
Así, ciertos conceptos cobran aquí una nueva dimensión, tales como las técnicas, losprocesos, la eficiencia, el cambio tecnológico o la información, y también ciertos procedi-mientos, como las representaciones mediante diagramas de bloques.
Desde lo metodológico se propone la aproximación a esos conocimientos mediante elplanteo de situaciones de análisis y evaluación de soluciones tecnológicas, o de búsqueda yselección de alternativas de solución a problemas tecnológicos.
Se mantiene el criterio de trabajar con los alumnos a partir de situaciones significativaspara ellos; y en ese sentido el planteo de problemáticas y necesidades cercanas al medio rurales una de las premisas básicas para esta propuesta.
En algunos casos, las soluciones analizadas pueden ser difíciles de reconocer en el con-texto cercano a los alumnos; consideramos, sin embargo, que esto no debe ser una limitaciónal presentar las posibilidades de la electrónica.
Más aún, se busca propiciar en los alumnos el reconocimiento de problemáticas y nece-sidades del entorno, susceptibles de ser resueltas mediante la incorporación de la tecnologíaelectrónica.
Finalmente, y de acuerdo con la intención de presentar a la electrónica como una partedel “sistema tecnológico”, a lo largo de este Cuaderno se retoman y redimensionan una seriede actividades de Cuadernos de Trabajo anteriores.
La Secuencia Temática
Antes de presentar la secuencia de trabajo, consideramos importante realizar algunasprecisiones en relación a su diseño.
Esta propuesta está centrada en uno de los campos de aplicación de la electrónica: el con-trol automático. Se ha dejado de lado otros campos como, por ejemplo, el de las comunicaciones.
Dentro de la electrónica conviven dos técnicas para el tratamiento de la información: lasdigitales y las analógicas. Ambas difieren en la manera en que realizan las operaciones sobre lainformación y en el modo en que funcionan los dispositivos electrónicos que utilizan.
De ambas técnicas escogimos escencialmente las digitales, pues las analógicas requie-ren una serie de conocimientos previos que superan a los propuestos para el EGB 3.
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Objetivos de la Unidad
El alumno deberá:
aplicar procedimientos generales de la tecnología al ámbito de la electrónica;
comprender diagramas de bloques de procesos y distinguir tipos de operaciones;
distinguir las operaciones de regulación y control presentes en algunas técnicas;
reconocer la transferencia de información a las máquinas cuando dichas técnicas seautomatizan;
conocer un grupo de componentes de uso común en electrónica y comprender lasfunciones que éstos cumplen;
diferenciar los distintos tipos de operaciones lógicas que pueden realizarse con sis-temas de control.
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Contenidos
TEMA 1: La electrónica se presenta(Actividades 1 a 3)
Operaciones sobre la información.
La adquisición, el transporte, la amplificación, la selección, la reproducción, el almacenamiento.
TEMA 2: Una vuelta más sobre la información(Actividades 4 a 7)
El sensado de la información.
La detección de eventos.
Los pulsadores como sensores. Tipos de pulsadores:normal abierto y normal cerrado.
Sensores ópticos. Tipos y aplicaciones.
La medición mediante sensores.
TEMA 3: Seguimos dando vueltas: Un taladro automático(Actividades 8 a 17)
Las operaciones con la información de los sensores.
Circuitos lógicos.
Operación AND.
Operación OR.
La temporización.
La programación.
TEMA 4: La electrónica y la información de los sensores(Actividades 18 a 21)
El control automático.
La transferencia de funciones de las personas a los artefactos.
Control a lazo abierto y a lazo cerrado.
Soluciones mediante Tecnología Electrónica.
TEMA 5: Un proyecto de automatización(Actividades 22 a 29)
Aplicaciones de la electrónica
La electrónica y el control del riego.
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Contenidos que aparecen a lo largo del Cuaderno
El análisis y diseño de sistemas electrónicos.
Análisis estructural.
Partes y funciones. Diagramas de bloques.
Análisis de comportamientos
Tablas de estados.
El diseño funcional.
Aplicación de diagramas de bloques para la resolución de problemas.
Bibliografía
La bibliografía que puede ser consultada por los alumnos para los temas de esta Unidad,es la siguiente:
Libros que formaban parte de la Biblioteca de 7o y 8o años:
Gotbeter, Gustavo y Marey, Gabriel: Tecnología (8o) A-Z, Buenos Aires, 1997
Cap.5 “Los sistemas eléctricos”.
Apéndice: “Proyecto Tecnológico”.
Linietzky, César y Serafini, Gabriel: Tecnología para todos Plus Ultra, Buenos Aires, 1996.
Unidad 7 “ La información en los procesos productivos”.
Serafini, Gabriel : Introducción a la Tecnología, Plus Ultra , Buenos Aires, 1996.
Temas “La automatización”, “Elementos de control”, “Artefactos domésticos”, “Tec-nología y Comunicación”.
Textos que se incorporan este año, para ser consultados por los alumnos:
Alvarez, Antonio y Gotbeter, Gustavo: Tecnología (9o) A-Z, Buenos Aires, 1997.
Cap. 5 “La electrónica”.
Cap. 6 “Sistemas de control”.
Linietzky, César y otros: Tecnología para todos (vol. 2) Plus Ultra, Buenos Aires, 1999.
Unidades de Control, de Electricidad y de Electrónica.
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Bibliografía para consulta de docentes
La consulta bibliográfica es un modo adecuado (y altamente deseable) para que ustedtome contacto con los contenidos presentados en esta Unidad. Los primeros dos textos de lasiguiente lista, usados también durante 7o y 8o, aportan valiosa información al tema. Respectoa la ampliación de esa bibliografía, debemos aclarar que no es sencillo realizar una selecciónque satisfaga el criterio de primera aproximación a la electrónica.
Los libros elegidos no pueden contener una propuesta demasiado elemental para losalumnos, ni apuntar al estudiante especializado. Hemos escogido libros que, a nuestro enten-der, presentan menores dificultades de comprensión.
Estos libros le aportarán abundante y valiosa información y podrán ser utilizados paraampliar los temas tratados y para tomar contacto con otros que no lo son. Como están desti-nados a un lector adulto, es difícil que un alumno pueda comprenderlos sin el asesoramientode su maestro o del profesor.
He aquí la selección:
Textos que formaban parte de la biblioteca de 7o y 8o:
Buch, Tomás : El Tecnoscopio Aique, Buenos Aires, 1996.
Cap. 14 “Electrónica”.
Cap. 16 “Las comunicaciones”.
Rodríguez de Fraga, Abel : Educación tecnológica ( se ofrece)... Aique, Buenos Ai-res,1996. Cap. 5 Situaciones de aprendizaje propuestas.
Textos nuevos:
Electrónica General:
Antonio J. Gil Padilla: Dispositivos y Sistemas Digitales. Ed. Mc Graw Hill, Madrid, 1997.
Plantea una introducción a la Electrónica Digital. Si bien el nivel de formalización alcan-zado es mayor que el requerido para esta propuesta, el libro constituye una fuente de consul-ta para aquellos docentes o alumnos interesados en profundizar en el tema.
Entre los temas tratados se encuentran los siguientes:
La Electrónica Digital. Señales analógicas y digitales. Aplicaciones de la Electrónica Digital.Circuitos lógicos. Circuitos con memoria. Microprocesadores.
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Prácticas de Electrónica:
Rodríguez, Rosillo, Caraballo, Serrano, Blanco: Sistemas digitales: principios y apli-caciones. Ed. Mc Graw Hill, Madrid, 1996.
Presenta una serie de prácticas para aplicar los conceptos de las Tecnologías Digitales através de ejercicios de diseño y análisis de codificadores, multiplexores, sumadores, contado-res, conversores analógico-digitales, etc.
Storey, Neil. Electrónica. De los sistemas a los componentes. Ed. Addison-WesleyIberoamericana, México, 1992.
Propone una aproximación a la Electrónica desde una visión sistémica y funcional.
A partir de identificar las diversas operaciones que se llevan a cabo sobre las señales,dentro de los sistemas electrónicos, se presentan diferentes técnicas para sensar señales delentorno y actuar soble él. El capítulo sobre sistemas digitales es de gran utilidad para alumnosy docentes que deseen profundizar en el tema.
Tal como se ha sugerido en los Cuadernos del Docente precedentes, usted podrá tam-bién consultar los CBC para la EGB, en los que encontrará lineamientos generales para eltrabajo en el área y una serie de recomendaciones especialmente útiles
Tiempo que deberá dedicarse a la Unidad
El diseño de actividades de la presente Unidad, así como la selección de contenidos, sehan pautado de modo que ocupen un total de ocho o nueve semanas de trabajo.
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Acerca de los alumnos
que no han trabajado con los Cuadernos de 7o año
Como se habrá podido apreciar, es muy importante poseer un cierto manejo de loscontenidos trabajados en años anteriores. Por ello es oportuno repetir aquí una observación:
A los alumnos que tomaron contacto con nuestra propuesta en 9o, y que no cursaron 7o
año en el marco del proyecto del Tercer Ciclo de EGB Rural, habrá que plantearles situacio-nes de aprendizaje grupales o individuales que los aproximen al cuerpo de conceptos básicostratados en ellos, para que estén en condiciones de abordar los nuevos contenidos.
Por esa razón, cuando las circunstancias lo requieran, le proponemos seleccionar Acti-vidades de esos Cuadernos de Trabajo, promoviendo la participación de los alumnos quehayan asistido el año anterior, o el intercambio con los que actualmente cursan 7o y 8o año.Una posible selección está explicitada en el punto dedicado al Análisis de las Actividades; a lasescogidas podrán agregarse otras que sean juzgadas como convenientes a partir de evaluar elnivel de conocimiento de los alumnos.
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Evaluación
Como es nuestra costumbre, le proponemos cerrar cada tema con una discusión gene-ral para integrar los contenidos tratados. Podrá tener una idea bastante aproximada de loaprendido a través de los aportes de cada alumno y de su precisión al exponer los conceptos.Ello dependerá, en gran medida, del nivel de atención que hayan dedicado a los temas delCuaderno, por lo que sugerimos que estimule el estudio tanto individual como grupal. CadaTema presenta una síntesis final que podrá ser utilizada para orientar acerca de los conceptoscentrales que deberán estudiar.
Usted determinará el carácter y la frecuencia de las evaluaciones parciales; ellas le da-rán elementos para determinar si los alumnos se encuentran en condiciones de pasar al si-guiente tema o si necesitan alguna revisión de los temas anteriores. Es conveniente que lasconclusiones de la discusión general sean registradas en los Cuadernos de Trabajo de losalumnos, pues constituyen un material de estudio.
De todos modos, como la actividad final de la Unidad integra buena parte de los conteni-dos tratados a lo largo de la misma, debe ser trabajada como una evaluación para los alumnos.
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Análisis de las actividades
Los contenidos de este Cuaderno están agrupados en cinco capítulos:
En el Tema 1 se presenta a la electrónica. Se analizan una serie de artefactos recono-ciendo a los componentes electrónicos como elementos que realizan operacionessobre la información. Se ilustran, también, algunos aspectos de la evolución de laelectrónica en el tiempo;
el Tema 2 retoma y profundiza un tema trabajado en 7o año: el análisis de una técnica(el taladrado) centrando la atención en los flujos de información;
el Tema 3 introduce conceptos relacionados con las operaciones sobre la informa-ción en los sistemas de control automático;
el Tema 4 presenta una serie de aplicaciones de la electrónica para realizar opera-ciones con la información proveniente de los sensores;
en el Tema 5 se aplica lo aprendido a un proyecto de riego controlado por un siste-ma electrónico.
Usted notará que los comentarios que acompañan cada actividad son bastante minucio-sos. La idea es proveerle de suficiente información como para que pueda abordar sin dificul-tades la bibliografía sugerida.
Para encarar este Cuaderno es imprescindible tener en cuenta los conceptos previostrabajados; por ello sugerimos tener presentes los contenidos que se detallan a continuación,que han formado parte de Cuadernos anteriores. Los que aparecen en negrita son conceptoscentrales:
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Datos e información. Soportes: tipos y evolu-
ción. Códigos. La información en los procesos
de producción. La comunicación.
Distintos tipos de controles automáticos:
realimentados (lazo cerrado) y sin
realimentación (lazo abierto). Nociones de
sensor y de controlador. Idea de alarma auto-
mática. Función de las válvulas. Confección e
interpretación de diagramas de bloque.
Automatismo en procesos de producción.
Análisis de sistemas de control automático
en el entorno.
Utilización de circuitos eléctricos en sistemas
de control. Análisis de funcionamiento.
Diagramas de bloque. Algunos sistemas de
control disponibles en el mercado: sensores
ópticos, térmicos, de metales, etc. La compu-
tadora en el rol del controlador.
Cuaderno de Trabajo
No 3 de 7o:
Cuaderno de Trabajo
No 4 de 7o:
Cuaderno de Trabajo
No 1 de 8o:
Análisis de automatismos en máquinas agrí-
colas: La delegación de operaciones de regula-
ción y control.
Análisis de una operación de regulación y con-
trol: La determinación del momento óptimo de
cosecha. Uso de sensores.
La agricultura de precisión. Mapas de rendi-
miento. Uso de sensores y satélites. Procesa-
miento de los datos mediante computadoras.
El control automático.
Cuaderno de Trabajo
No 2 de 8o:
Las técnicas de la construcción. Operaciones
de transformación y de regulación y control. La
información. Uso de la computadora en tareas
de diseño y planificación.
Cuaderno de Trabajo
No 3 de 8o:
Uso de la computadora en sistemas de deter-
minación y control de la calidad.
Cuaderno de Trabajo
No 4 de 8o:
La computadora como controlador en siste-
mas automáticos: Ventajas de su empleo. Uso
de sensores e interfases.
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Tema 1
La Electrónica se presenta
La propuesta de trabajo comienza con una presentación de algunas de las funcionesque pueden cumplir los componentes y circuitos electrónicos: adquirir, transportar, ampli-ficar, seleccionar, reproducir o almacenar información. La idea es que usted intervengapara generar intercambios de ideas que remarquen estos conceptos, y provean de abundanteejemplificación.
De este modo se pretende comenzar a entender a la electrónica como una tecnologíadestinada a la realización de operaciones sobre la información. Esta noción es sumamenteimportante, pues permite diferenciarla de otras actividades en las que participa la electricidad,pero que no son electrónicas. Acerca de este tema la bibliografia sugerida es bien explícita.
Otra idea que deberá remarcarse es la siguiente: uno de los aspectos que caracterizana la electrónica, y la diferencia “cuantitativamente” de otras tecnologías, es la permanenteinnovación y la rápida evolución de sus técnicas en el tiempo. Esto se ilustra, en la presenta-ción, a través de la descripción de una serie de cambios tecnológicos producidos en relacióncon tres aplicaciones de la electrónica: la telefonía, la radiodifusión y la computación. El me-dio rural participa de estos avances en forma limitada, por ello es conveniente que ustedprovea de ejemplos extraídos de la bibliografia y genere espacios para que los alumnos cuen-ten su experiencia acerca del tema.
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Actividad Nº 1
Curioseando por el interior de algunos artefactos
El siguiente texto te dará información sobre los elementos que podés encontrar dentro dealgunos artefactos. Leélo:
La intención de esta actividad es que los alumnos logren reconocer que cada una de laspartes de un artefacto (los cables, los motores eléctricos, las poleas, los engranajes, los ejes,las cuchillas), cumple una función determinada. Lo más probable es que los alumnos asocienla operación que realiza cada parte con la forma que ésta presenta o con el material con queestá hecha. A ello se agregará, por supuesto, la información proveniente de sus propias expe-riencias que, como es habitual en el medio rural, suele ser abundante.
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Tema 1
A partir, precisamente, de esa experiencia les será fácil advertir que motores y engrana-jes transforman la energía: en los primeros hay una conversión de eléctrica a mecánica; en lossegundos, hay una variación en el sentido o en la rapidez del movimiento (lo cual conlleva,como seguramente sabrán, modificaciones en las fuerzas que se ponen en juego).
Los engranajes son reconocibles en diversos tipos de máquinas del entorno rural. Ellostransportan la energía: de un engranaje pasa al siguiente, y así sucesivamente. Por su parte, loscables conducen energía en forma de electricidad. Estos conceptos son conocidos por losalumnos, así que bastará un intercambio de ideas para plantearlos.
Lo mismo vale para los otros ejemplos incluidos en el Cuaderno de Trabajo del alumno:cuando una cuchilla corta un objeto, lo transforma. Una manguera puede transportar distintostipos de materiales. La idea es destacar tanto las operaciones (transformación, transporte, etc.)como aquello sobre lo cual ellas son aplicadas (materia, energía, información). Esta visión supo-ne una “organización” de la realidad, a la cual debe tenderse a medida que se aporten los ejem-plos.
Similares consideraciones son válidas para el caso de un interruptor, que abre o cierrael paso de la energía. En otras palabras, es un regulador, del mismo modo que una leva lo esrespecto del movimiento.
Si todo lo anterior ha quedado claro, si se discute qué operaciones y funciones están enjuego, si se procede -en fin- a realizar la organización aludida, no habrá mayores dificultadesen encarar el punto , que pide a los alumnos completar espacios vacíos de los diagramas debloques de algunos de los artefactos mencionados en el punto .
En cuanto al uso y a la interpretación de los diagramas de bloque, es conveniente acla-rar que este Cuaderno requiere un correcto manejo del recurso. Téngase en cuenta que noha habido Unidad previa en la que no se utilizaran estos diagramas, tan identificados con laactividad tecnológica.
Esta actividad constituye una buena ocasión para hacer referencia a los anteriores usosde los diagramas. Su resolución podrá constituir un momento de revisión de distintos tiposde diagramas que los alumnos aprendieron en años anteriores, reconsiderando los modos derepresentar la materia, la información y la energía, y así establecer las particularidades de estarepresentación. Como estos diagramas se han ido complejizando con el tratamiento de lostemas de las diversas unidades, es importante que los alumnos diferencien bien sus usos.
Una vez que lo anterior se haya conseguido, para lo cual es ideal el empleo de diversastécnicas de interacción grupal, será importante que usted promueva la comparación entre losdiversos diagramas presentados, de modo de ofrecer a los alumnos la posibilidad de estable-cer las particularidades de cada uno.
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Tema 1
Actividad Nº 2
Las cosas por su nombre
En algunos artefactos, junto a los elementos mencionados en el punto , aparecenotros no tan familiares.
En el texto siguiente nos referimos a ellos. Leélo:
Se presenta acá una nueva lectura, que pone en contacto a los alumnos con plaquetas,circuitos integrados, transistores, diodos, capacitores, es decir: con componentes electró-nicos. La idea fundamental a trabajarse aquí es que los componentes electrónicos cumplen lafunción de tomar información, procesarla realizando diferentes operaciones.
En función de los propósitos enunciados, resulta conveniente retomar algunas de lasactividades que formaban parte de los Cuadernos de Trabajo No 3 de 7o año y No 4 de 8o año,en las que se plantea el análisis de las distintas operaciones que pueden realizarse sobre lainformación.
Por otra parte, como no es fácil imaginar para qué sirven estos pequeños elementosexaminando su forma, su tamaño o el material con que están hechos, sugerimos que controleatentamente las lecturas y discusiones de los alumnos, pues hay que dejar claro sus funciones,para facilitar la posterior tarea de estudio.
El primer ejemplo corresponde a una radio, que cobra especial significación debido aque constituye una anticipación de los contenidos que habrán de tratarse en el Cuaderno 3de 9o año.
...funciona gracias a la energía eléctrica. Esta energía puede provenir de pilas o de una red dedistribución. La radio, además, posee una antena para recibir la información proveniente de unaestación transmisora.
Al ingresar a la radio, esa información toma la forma de una corriente eléctrica.
Dentro del aparato la información circula por diferentes componentes electrónicos.
Los componentes operan de diversos modos sobre la información. Por ejemplo, la amplifican,es decir: aumentan la intensidad de la corriente para que pueda accionar sobre un parlante.
Otros componentes seleccionan la emisora que va a ser recibida, de acuerdo a los deseosdel usuario.
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Tema 1
El analisis se repite para el caso de un televisor y para la casetera de audio o de video.Adviértase lo explicado en la introducción a este Cuaderno: la mirada está puesta en losbloques, de acuerdo a la concepción sistémica enunciada.
De acuerdo a esta concepción, es sencillo establecer la diferencia con el caso que sepropone más adelante: en la casetera la información no ingresa por una antena; se encuentraalmacenada en una cinta magnética y puede ser recuperada mediante componentes elec-trónicos apropiados. Es decir, es necesario un lector, un elemento capaz de tomar esa infor-mación. Esta noción se ha trabajado ya en anteriores Unidades.
Desde esta perspectiva es posible entender no sólo el funcionamiento de la casetera,sino el de muchos aparatos provistos de algún tipo de lector: magnético, mecánico, luminoso.Esta posibilidad de realizar una mirada “horizontal” sobre artefactos distintos es una de lasventajas de la visión sistémica. Un nuevo diagrama de bloques permitirá poner en evidenciaque, en esencia, el esquema es similar.
Usted podrá promover el análisis conjunto del diagrama, para dar lugar a la revisión delos conceptos trabajados y del mismo modo podría proponerlo en carácter de evaluación. Enese caso será necesario plantear alguna justificación o explicitación mayor de conclusionespor parte de los alumnos. Es decir, en el caso de considerarse como evaluación deberá supe-rarse el mero análisis de los diagramas.
Actividad Nº 3
Pequeña historia de una joven inquieta
En esta actividad se intenta explicar, en primera aproximación, qué es la electrónica. Enella se ilustran, además, algunos pasos fundamentales de su breve historia.
La idea es vincular el nacimiento de la electrónica con la resolución de problemas de latelefonía y de la radiodifusión. Este tipo de situación ha sido trabajada ampliamente en Unida-des previas: la tecnología respondiendo a problemas determinados. En los dos casos conside-rados había que lograr la transmisión de un mensaje a grandes distancias, sin que se volvieraincomprensible.
Se presentan aquí las tres funciones electrónicas básicas: amplificación, memoria yoscilación. Las dos primeras ya han sido presentadas previamente.
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Tema 1
Cuando se menciona a la válvula, usted debe insistir en que se trata de un dispositivoque permite amplificar corrientes eléctricas. Esta función ya había aparecido en el Cuader-no de Trabajo No 3 de 7o año, cuando se sometió a la consideración de los alumnos una seriede sistemas de comunicación y se examinaron sus características. Los intercambios debenorientarse de modo de destacar lo ya aprendido.
Lo mismo le sugerimos para el caso de las memorias, que permiten almacenar informa-ción en una computadora, lo cual fue tratado en el Cuaderno de Trabajo No 4 de 7o año.
Respecto a la tercer función, como nos limitamos a decir que “un circuito osciladorparticipa en la generación del tipo de ondas usadas en las comunicaciones” es necesarioaportar algo más de información:
Acerca de las “ondas que viajan por el espacio” también se ha hecho una presentaciónen el Cuaderno de Trabajo No 3 de 7o año, en la sección final dedicada a las comunicaciones.En caso de que no fuera recordado, una lectura de ese material no sería inoportuna. El tema,de todos modos, se retomará en la Unidad 3 de 9o año.
Sobre la aparición del transistor, es conveniente remarcar que el nuevo elemento supe-raba las limitaciones de las válvulas (que ocupaban demasiado espacio y generaban muchocalor), era más duradero, más barato y consumía menos energía.
Gracias a este avance fue posible encarar otros desarrollos; una vez más se pone enevidencia la trama de cómo se gestan muchas innovaciones en la tecnología. En el Cuaderno 1de 8o año decíamos, por ejemplo, que no hubiera sido posible lograr el alto nivel de prestacio-nes de la maquinaria agrícola de no haberse producido los avances registrados en relación a laproducción de metales. Comentarios semejantes incluímos en otros Cuadernos. La idea es queusted subraye esta característica, a partir de un intercambio grupal.
También es central advertir que, gracias a los avances en electrónica, se modifican ymejoran las técnicas empleadas para adquirir, procesar y transmitir información.
Las computadoras de hoy serían impensables sin el siguiente paso trascendental para laelectrónica: la llegada de los circuitos integrados en 1959. Con ellos fue posible reducir eltamaño de los artefactos, disminuir su costo y su consumo, aumentar su velocidad de opera-ción y su capacidad de memoria.
En relación al punto :
En base a la información presentada en el texto anterior, contestá las siguientes preguntas:
¿Qué aplicaciones de la electrónica se mencionan en el texto?¿Conocés otras? ¿Cuáles?1.
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Tema 1
¿Cuáles artefactos, de los mencionados en el texto, poseen componentes electrónicos?¿Conocés otros? ¿Cuáles?
2.
¿Cuáles son las funciones básicas de los circuitos electrónicos mencionadas en el texto?3.
Sabemos que la tecnología está muy relacionada con la rrrrresolución de presolución de presolución de presolución de presolución de problemasoblemasoblemasoblemasoblemas..... Enumerátodos los problemas resueltos por la tecnología electrónica que se mencionan en el texto.
4.
Uno de los aspectos que caracterizan a la tecnología es el constante cambio a través deltiempo. En el texto anterior se presentan una serie de cambios producidos en la tecnologíaelectrónica; mencioná algunos de esos cambios.
5.
Las preguntas constituyen una síntesis de lo leído en el punto anterior, y por ello con-viene remarcar a los alumnos que las respuestas deben ser estudiadas. Se sugiere realizar unapuesta en común, para sondear cuánto se ha comprendido. Por esas mismas razones, las pre-guntas pueden servir para evaluar lo aprendido hasta este momento.
El punto propone una investigación bibliográfica. La lectura del libro propuestointenta ser un primer paso para que los alumnos consulten otros libros de la Biblioteca de laescuela. Este es un objetivo particularmente señalado a lo largo de los Cuadernos de Trabajode 8o y 9o año, pues se tiende a generar actitudes de autonomía creciente.
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Tema 1
Controle especialmente que se cumpla la siguiente consigna, que retrotrae a uno de lospuntos centrales de esta actividad. Si lo considera necesario, ayude a sus alumnos a encarar lainvestigación, marcando pautas para que sigan adelante en formas cada vez más independientes.
Vas a inaugurar tu carpeta de Tecnología: escribí en ella una síntesis de tus lecturas con los descubri-mientos más importantes, los obstáculos que debieron vencerse para llegar a ellos, las posibilidadesque éstos introdujeron, y todo aquello que consideres de interés para esta Unidad.
La investigación intenta recuperar el espíritu de las actividades previas, por ello es con-veniente recurrir a ellas toda vez que sea necesario para releer los conceptos considerados.Sugerimos que, de ser posible, sea desarrollada en grupos de dos o tres alumnos. De estamanera podrán distribuirse las tareas, intercambiar opiniones y discutir las decisiones que vantomando. Ello supone poner en juego pautas de organización del trabajo, de búsqueda deinformación y de tratamiento de la misma.
Es importante que usted genere espacios para compartir lo averiguado, resolver cues-tiones que puedan resultar complicadas para los alumnos y para elaborar las conclusiones. Lafigura del profesor será fundamental en todo esto.
Respecto a la consulta de los libros de la Biblioteca del Tercer Ciclo, puede sugerirlesque, a medida que los revisen, hagan una ficha de los que creen que serán útiles. Para ellotendrán en cuenta las recomendaciones del Cuaderno de Trabajo No 2 de Lengua de 7o año,que forma parte de la Biblioteca de la escuela.
Si en el lugar en el que viven hay biblioteca o diario, también podrán consultar la docu-mentación que tengan al respecto. El correo puede ser una buena manera de acercarse.
El punto alude a una de las preocupaciones que ha aparecido sistemáticamente a lolargo de varios de nuestros Cuadernos: la del impacto de las actividades tecnológicas sobre elmedio: Por ejemplo, en el Cuaderno de Trabajo No1 de 8o año hemos planteado una serie dereflexiones acerca del aprovechamiento racional de un recurso particularmente valioso: elagua. Decíamos: “Sabemos que en una gran cantidad de comunidades el cuidado de esterecurso constituye una preocupación central. Sea ésta o no la realidad de su comunidad, detodos modos la discusión de cómo racionalizar el uso del agua será relevante pues es unacuestión que atañe al mundo.”
Su participación en este punto es fundamental, ayudando a cada alumno a establecer lasrazones de esta preocupación. Usted podrá obtener material para enriquecer las discusionesen varios libros de Ciencias Naturales que forman parte de la biblioteca.
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Tema 1
Es importante superar el marco de una mera descripción, intentando obtener conclu-siones generales que permitan compenetrarse con el problema. En el Cuaderno citado pre-sentamos un ejemplo para aclarar esta cuestión:
“Supongamos que (...) un agricultor ha reemplazado el uso de excremento en la fertili-zación por la aplicación de fertilizantes sintetizados por la industria química. Entre las razo-nes que decidieron el reemplazo podrían estar que estas últimas sustancias se distribuyenmás fácilmente sobre el terreno, requieren menos mano de obra, y permiten una dosificacionmás exacta. Sin embargo, es probable que el agricultor no tenga en cuenta los efectos conta-minantes que el uso irracional de estos productos puede producir sobre el ambiente.”
Plantear estas temáticas y discutirlas con sus alumnos los conectará con la cuestión delimpacto ambiental debido al mal uso de recursos tecnológicos, una cuestión que será retomadaen el último Cuaderno de 9o año.
En nuestra experiencia hemos advertido que, a veces, el tema del cuidado del medio noaparece como una preocupación. Consideramos sumamente importante que estas cuestio-nes sean planteadas a los alumnos, pues proveerán elementos para posibles tomas de decisio-nes en el futuro.
Actividad Alternativa
En El Tecnoscopio usted hallará interesante información sobre esta cuestión, que per-mitirá enriquecer las discusiones que pudieran plantearse.
Algunos de los procesos de fabricación de componentes electrónicos ocasionan efectos perju-diciales al ambiente. Investigá entre los libros de la biblioteca qué medidas se han tomadopara disminuir esos efectos. Realizá un informe en las páginas de tu carpeta.
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Tema 2Tema 2
Una vuelta más sobre la información
Una vez que los alumnos han logrado reconocer en la electrónica a una tecnologíapara operar sobre la información, el siguiente paso consiste en retomar una metodología deanálisis de técnicas y procesos basada en el reconocimiento y la representación de los flujosde materia, energía e información.
En efecto, los alumnos ya han analizado un amplio conjunto de procesos productivosen Cuadernos anteriores, reconociendo diversos tipos de operaciones realizadas sobre losmateriales: transporte, fraccionado, moldeo, etc. Para realizar esas operaciones, debe contar-se con energía: proveniente de la fuerza humana, de los animales, de la electricidad, etc. Y paracontrolar esas operaciones, debe disponerse de información. En caso de que pudieran apare-cer dudas acerca de estas cuestiones, la relectura de algunas actividades escogidas de losCuadernos de Trabajo No 2 y No 3 de 7o año podría ser útil.
Este Tema comienza centrando la mirada en el análisis de los roles que cumple unoperario en la realización de una determinada tarea de tipo manual y en el reconocimientode cómo se van modificando los flujos de información a medida que la tarea, progresivamen-te, se va mecanizando y automatizando. La tarea realizada por el operario es común a unagran variedad de procesos productivos: se trata del agujereado de una pieza.
El caso ha sido presentado en el Cuaderno de Trabajo No 3 de 7o año.
La posibilidad de analizar esa tarea cuando se halla totalmente automatizada permitereconocer la existencia de ciertas operaciones sobre la información que han sido transferi-das a las máquinas; esto genera la complejización de estas últimas y la simplificación en el roldel operario. Aparecen entonces elementos como sensores (y otros que, por el momento,no se presentan a los alumnos) que deben cumplir funciones determinadas en relación con lainformación. Respecto al funcionamiento de estos dispositivos, puede consultarse la biblio-grafía sugerida en la introducción a este Cuaderno.
A continuación, con el objetivo de comprender algunas de las operaciones sobre la infor-mación que es posible realizar para automatizar el funcionamiento de un sistema, se presentanuna serie de situaciones en las que es necesario combinar lógicamente la información prove-niente de los sensores para producir un determinado comportamiento en un sistema.
Se analizan un conjunto de situaciones problemáticas y se presentan una serie de cir-cuitos eléctricos que permiten controlar motores, luces o sirenas, de manera automática, enbase a la información proveniente de pulsadores que pueden cumplir la función de sensores.
Entre estos circuitos se han seleccionado los que realizan operaciones del tipo “Y” ylos que realizan operaciones del tipo “O”, y se plantean una variedad de situaciones en lasque se desea obtener alguno de estos dos tipos de comportamiento.
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Tema 2
Actividad Nº 4
Energía e información
Completá el cuadro que está más abajo.1.
El propósito de esta actividad es que logren diferenciar las tres situaciones, en las queentran en juego los planteos mencionados en cuanto a los roles de la información. He aquí lasrespuestas esperables:
Taladro manual Taladro eléctrico Agujereadora de
banco
¿Quién provee la
energía para
agujerear?
¿Quién provee la
información
para realizar el
agujero?
Para cada uno de los casos anteriores, discutí con tus compañeros qué información necesita eloperario para realizar la tarea correctamente. Anotá a continuación las conclusiones.
2.
ser humano
ser humano
un motor
eléctrico
ser humano
un motor
eléctrico
ser humano
y el soporte
de la agujereadora
TECNOLOGÍA3232323232
Tema 2
La intención es que usted ponga de manifiesto uno de los propósitos mencionados enla introducción a este Tema: el rol cumplido por el operario se va simplificando, y parte de lasoperaciones sobre la información se transfieren a las máquinas; lo cual conlleva lacomplejización de estas últimas. En el caso de la agujereadora de banco, por ejemplo, ya no esnecesario que el usuario controle la perpendicularidad del agujereado, pues de ello se ocupael soporte de la máquina.
Señale que hay información circulando desde la tarea hacia el operario, quien la recibemediante sus sentidos. Gracias a ello puede observar la evolución del agujero, o detectar elinstante en que la broca atravesó la pieza, etc.
Pero también remarque que se produce un flujo inverso de información, desde el ope-rario hacia la máquina, cuando aquél toma alguna decisión en relación a la tarea: por ejemplo,corrige lo que hace, o detiene la máquina.
Actividad Nº 5
Examinando un manual de instrucciones
La idea de esta actividad es que los alumnos analicen el contenido de un manual deinstrucciones para el taladro manual. En este sentido, aprovecha el conocimiento previo demanuales de varios artefactos: grabador, tester, calculadora, que fueron presentados en losCuadernos de Trabajo No1 y 3 de Inglés de 8o año.
Constituye una aplicación de conceptos ampliamente trabajados en años anteriores, comoes el reconocimiento de las operaciones de transformación y las de regulación y control que serealizan al ejecutar una técnica, y de las normas de seguridad que deben tenerse en cuenta.
Sobre el modelo del texto provisto deberán escribir el manual de instrucciones para untaladro eléctrico. Con esto pondrán en práctica lo aprendido, pues deberán realizar un análi-sis minucioso de las tareas que están en juego. Respecto de las competencias que suponeemplear la concreción de esta actividad, sugerimos la consulta al libro de Abel Fraga citado enla bibliografía.
Tal como afirmamos en el Cuaderno del alumno, conviene usar el taladro para aguje-rear una madera (si el equipo de Tecnología cuenta con uno de ellos) y prestar atención a lasecuencia de operaciones que se realiza. Su intervención será fundamental para señalar lasdiversas operaciones de regulación y control, que no siempre son advertidas, tales como laregulación de la presión ejercida sobre el taladro, las correcciones en la dirección, etc.
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Tema 2
Respecto del diagrama de bloques, con la indicación de la circulación de los flujos deenergía e información, ésta es una versión posible para que controle lo que hicieron losalumnos:
Taladromanual
Pieza
(evolución del agujero, marcha de la broca, etc.)
(perpendicularidad, presión sobre el material,
finalización de la tarea, etc.)
Taladroeléctrico
Pieza
Motor eléctrico
Agujereadorade banco
Pieza
(presión sobre el material,
finalización de la tarea, etc.)
Motor eléctrico
(evolución del agujero, marcha de la broca, etc.)
(perpendicularidad, presión sobre el material,
finalización de la tarea, etc.)
(evolución del agujero, etc.)
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Tema 2
Actividad Nº 6
Una máquina más compleja
Basándose en las actividades anteriores, los alumnos deberán escribir el manual de ins-trucciones para una agujereadora de banco. Son válidas nuevamente las consideraciones reali-zadas en relación al diagrama de bloques, con la circulación de los flujos de energía e informa-ción, y los cambios en los flujos de información necesarios para controlar el agujereado. En estesentido, esta actividad retoma contenidos ampliamente trabajados en Unidades previas.
Su labor debe orientarse a señalar un hecho fundamental: mientras en los dos primeroscasos el usuario debía controlar el avance perpendicular de la broca en relación a la pieza,este flujo de información no se da con la agujereadora de banco, pues del control se encargael mecanismo de sujeción y avance de la herramienta.
Este tipo de conclusiones guardan estrecha relación con planteos realizados en el Cua-derno del docente No 3 de 7o año, cuya relectura sugerimos.
Actividad Nº 7
Similitudes y diferencias
Se plantea aquí una síntesis de lo aprendido en el Tema 2. La intención es que, tras lalectura, los alumnos vuelvan a leer las respuestas a las preguntas del Tema, para que puedancorregirlas o completarlas a partir de lo que aprendieron.
Tal como anticipamos en la introducción a este Cuaderno, la presente actividad se pres-ta naturalmente a ser utilizada como evaluación, precisamente porque pone en juego variosde los conceptos centrales incluídos en el Tema.
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Tema 2Tema 3
Seguimos dando vueltas:
Un taladro automático
Este Tema continúa con el planteo del anterior: en él se siguen analizando operacionessobre la información para lograr la automatización de un sistema. Del mismo modo que sehizo antes, se presentan una serie de situaciones en las que es necesario combinar lógicamen-te la información proveniente de los sensores para producir un determinado comportamien-to. Entre estos circuitos se han seleccionado los que realizan operaciones del tipo “Y” y losque realizan operaciones del tipo “O”, y se presentan una variedad de situaciones en las quepuede reconocerse la necesidad de obtener alguno de estos dos tipos de comportamientos
Se analizan situaciones problemáticas y circuitos eléctricos que permiten controlarautomáticamente motores, luces o sirenas, en base a la información de pulsadores que actúancomo sensores.
Comparando los cuatro taladros
Actividad Nº 8
El objetivo es que los alumnos realicen una comparación entre el taladro automático ylos otros taladros, para visualizar nuevamente los roles cumplidos por los operarios en cuan-to a la información:
Compará el taladro automático con los otros taladros. ¿Qué cambios advertís en el trabajoque debe realizar el operario? La lista de operaciones a su cargo ¿ha crecido o disminuido?
¿Qué operaciones realiza la máquina en cada caso? La lista de operaciones a su cargo ¿hacrecido o disminuido?
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Tema 3
Usted deberá remarcar a los alumnos que, para que pueda realizar su trabajo, la nuevamáquina debe ser más compleja: aparte de elementos que operan sobre la energía (motores,cables, interruptores, poleas, engranajes,etc) y sobre los materiales (brocas), el taladro auto-mático debe incluir aquéllos que permiten operar sobre la información. Conviene destacarlos roles cumplidos por el primer sensor, que detecta la pieza, por el segundo, que detectaque el agujero ha alcanzado la profundidad deseada, y por el tercero, que detecta cuándollega la pieza a la posición inicial.
Estos conceptos han sido trabajados en los dos años previos; a modo de ejemplo,incluímos algunos párrafos (con modificaciones) del Cuaderno del docente No 3 de 7o añosobre la información en los procesos productivos, que cobran aquí especial significación:
“En el Tema que empezamos a desarrollar, aparece específicamente un tratamiento dela información desde la perspectiva tecnológica. Se trata de los saberes (la información) queposee el técnico y que puede ser transferida a las máquinas.
Aparecen aquí ejemplos en los que la información es provista por el técnico y, en lapróxima actividad, ejemplos en los que es provista tanto por él mismo como por las máquinasque realizan parte del trabajo. El segundo ejemplo presenta un esquema donde aparecentodos los elementos trabajados hasta ahora: La transformación de la materia en la elabora-ción de empanadas, los pasos de la técnica, la provisión de energía... Ahora se solicita a losalumnos que incorporen el dato acerca de quien provee la información en cada caso. Lareflexión deberá girar en torno al saber técnico que posee el que hace las empanadas. [...] Silos alumnos analizan los dos diagramas presentados podrán distinguir qué parte de la infor-mación es la que poseen las máquinas. Así se lograría una mayor comprensión del pasaje delsaber del técnico a la máquina.[...] La definición de producción artesanal e industrial, que sepresentó someramente al tratar la tecnología de la alimentación, cobra ahora nuevo significa-do, cuando se pone en juego el valor de la transferencia de saberes del hombre a la máquina,consideración que no era posible realizar significativamente antes de conceptualizar el temade la información.”
En cuanto a las tres imágenes de taladros que se reproducen, precisamente, de aquelCuaderno, el texto original decía:
“[...] aquí su intervención deberá centrarse en que los alumnos logren una lectura ex-haustiva de las figuras para un mejor aprovechamiento a la hora de extraer conclusiones. Lareflexión deberá girar en torno a que se trata de una misma acción, señalando las diferenciasentre las técnicas involucradas en cada caso y fundamentalmente haciendo hincapié en lasdiferencias entre la información necesaria para cada ejecución.[...] También podrá trabajarcon ellos, a modo de conclusión, que puede ser que, en relación con ciertas técnicas de usohabitual, actualmente convivan diferentes modalidades de resolución de las necesidades de lacomunidad. Por ejemplo, la agujereadora automática es necesaria para resoluciones del or-den industrial, pero en resoluciones domésticas puede ser suficiente el uso del taladro ma-nual. Seguramente en su comunidad usted podrá identificar otros ejemplos que hagan signifi-cativo el aprendizaje para sus alumnos.”
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Tema 3
Operando con la información de los sensores
Actividad Nº 9
La idea es que los alumnos analicen una variación en el funcionamiento del taladroautomático. Ello permite una nueva reflexión acerca del rol de la información y constituyeuna actividad introductoria para una cuestión central del Tema 3: los circuitos lógicos “Y” y“O”.
Usted deberá remarcar la presencia de dos pulsadores más en el sistema. Como en elejemplo anterior, un sensor detecta la presencia del material cuando éste ingresa. A él seagregan dos sensores más: otros dos pulsadores, de modo que sólo cuando los tres pulsa-dores están presionados, el motor comienza a funcionar. Este se detendrá si, por ejemplo, eloperario levanta una de sus manos.
O sea, la máquina funciona solamente cuando hay pieza para agujerear, y están presiona-dos el pulsador derecho y el izquierdo.
Conviene analizar grupalmente el funcionamiento del sistema, y comprobar que éstepuede ser representado mediante la tabla que aparece en el Cuaderno de Trabajo:
Pulsador para la
mano derecha
Pulsador para la
mano izquierda
Sensor debajo de la
pieza a agujerear
Motor del taladro
Presionado
Presionado
Presionado
Presionado
No Presionado
No Presionado
No Presionado
No Presionado
Presionado
Presionado
No Presionado
No Presionado
Presionado
Presionado
No Presionado
No Presionado
Presionado
No Presionado
Presionado
No Presionado
Presionado
No Presionado
Presionado
No Presionado
Encendido
Apagado
Apagado
Apagado
Apagado
Apagado
Apagado
Apagado
TECNOLOGÍA3838383838
Tema 3
El diagrama muestra que el sistema no sólo recibe información de los sensores, sinoque realiza una operación sobre ella.
Actividad Nº 10
Un aviso para el taller
La idea es que los alumnos analicen variantes de un sistema automático para controlarel llenado de tanques con agua, presentado en el Cuaderno de Trabajo No 4 de 7o año. Estoimplica poner en juego una nueva reflexión acerca de los flujos de información.
En este caso, el nuevo sistema debe avisar cuándo seis tanques están llenos.
Releé los textos correspondientes a la experiencia citada. Describí las características de lossistemas allí presentados, que aparecen identificados como No 1, 2 y 3. Respondé luego lassiguientes preguntas. Pedíle ayuda a tu maestro si lo considerás necesario:
Para realizar un analisis lo más completo posible sugerimos volver a plantear el proble-ma original, que fue objeto de análisis en el Cuaderno de Trabajo No 4 de 7o año. A partir de loleído, entonces sí, pensar en las demandas que deben ser cubiertas:
Para que esa operación se realice según lo deseado, es necesario conectar los pulsado-res entre sí. Una conexión posible aparece en el Cuaderno de Trabajo.
Si surgieran algunas dificultades en relación a la comprensión del código usado pararepresentar el circuito, sugerimos retomar la lectura del Cuaderno de Trabajo No 1 de Cien-cias Naturales de 7o año, en el que se trata este tema.
Esta operación sobre la información se denomina “Y”, porque la salida del sistema seactiva cuando se activan todas las entradas simultáneamente: la 1 y la 2 y la 3 y la 4 y....
TECNOLOGÍA3939393939
Tema 3
Suponiendo que el sistema No 3 haya sido el elegido ¿dónde te parece que podría instalarsecada pulsador para el nuevo diseño?
¿Qué tipo de operación debería realizar el sistema con la información proveniente de todoslos pulsadores?
¿Cómo conectarías entre sí los pulsadores? Hacé un esquema.
Dibujá el diagrama de bloques del sistema que diseñaste.
1.
2.
3.
4.
Las preguntas anteriores suponen la aplicación de conceptos trabajados en actividadesanteriores. Controle que ellos sean empleados con precisión, y que los diseños sean apropia-dos. Una instancia de interacción grupal puede ser útil para socializar el control propuesto.
Las otras preguntas intentan generar reflexiones acerca de la conveniencia de trabajaren equipo:
Discutí con tus compañeros si estás o no de acuerdo con esa reflexión sobre el trabajo enequipo. ¿Por qué?
En caso de que estas tres personas tuvieran que armar e instalar el circuito diseñado ante-riormente para controlar el llenado automático de tanques:
¿Te parece que sería conveniente repartir las tareas? ¿Por qué?1.
En el caso de que tu respuesta sea afirmativa ¿cómo podrían repartirse las tareas entrelas tres personas?
2.
La intención es remarcar la construcción social de los saberes, en particular del tecno-lógico. Como se dice en un Cuaderno de Trabajo anterior: “si hubiera habido posibilidad deintercambiar ideas, habríamos resuelto más rápido y mejor el problema”.
TECNOLOGÍA4040404040
Tema 3
Otro modo de operar sobre la información
Actividad Nº 11
Nuevamente los alumnos retoman el análisis de una situación presentada en el Cuader-no de Trabajo No 4 de 7o año, acerca del funcionamiento de un modelo de alarma, que suenacuando una persona abre la puerta de un negocio.
Conviene analizar entre todos la tabla con el comportamiento que debe tener la alarma:
Pulsador Puerta 1 Pulsador Puerta 2 Alarma
No presionado
No presionado
Presionado
Presionado
No presionado
Presionado
No presionado
Presionado
No suena
Suena
Suena
Suena
Insista para que quede claro que esta operación se realiza gracias a la manera en que lospulsadores se conectan entre sí. Para que la alarma funcione, basta con que uno de los pulsa-dores se encuentre cerrado, pues ello es suficiente para que se cierre el circuito. Si hay dudassobre esto conviene consultar el Cuaderno de Ciencias Naturales que describe característi-cas de los distintos circuitos eléctricos.
Mediante esta actividad quedará presentada la operación sobre la información denomi-nada “O”, porque para activar la salida del sistema basta con que se active una cualquiera delas entradas: la 1 o la 2 o la 3 o la 4 o...
TECNOLOGÍA4141414141
Tema 3
Actividad Nº 12
Mirando adentro del pulsador
En esta actividad se plantea el análisis del mecanismo de un pulsador, con el propósitode que los alumnos infieran su función dentro de un sistema de control y reconozcan quepuede actuar como un sensor.
Puesto que los sensores son conocidos por los alumnos (en el Cuaderno de Trabajo No 4de 7o año ya hicieron su presentación) es conveniente plantear algún tipo de interacción paraque recuerden sus funciones en los sistemas de control automático. También pueden retomarsealgunos ejemplos y diferentes aplicaciones que se presentaron en el Cuaderno aludido y enotros de 8o año (ver el párrafo Antecedentes en la introducción al análisis de esta Unidad).
A continuación reproducimos parte de la información correspondiente al tema de los sensores.Volvé a leerla y anotá las ideas centrales en la carpeta.
Al ser presionada, su parte móvil toca los contactos libres y cierra el circuito. Cuando lapresión desaparece, se abre el circuito nuevamente. La función del resorte es restituir elelemento móvil a su posición original.
El cuadro, por lo tanto, debe llenarse del modo siguiente:
Remarque a los alumnos que, en este tipo de pulsadores, lo “normal” es que no seestablezca contacto, es decir , que el circuito quede abierto. Si el contacto se produce esporque se ejerce alguna presión sobre la parte móvil. Por eso se acostumbra decir que estepulsador es un normal abierto. Se lo abrevia NA.
Se presiona
el pulsador
No se presiona
el pulsador
Se cierra el circuito
Se abre el circuito X
X
TECNOLOGÍA4242424242
Tema 3
Actividad Nº 13
Un pulsador diferente
Esta actividad es similar a la anterior, en cuanto propone el análisis del mecanismo de unpulsador que funciona “al revés”. De ese análisis los alumnos inferirán la función del mismodentro de un sistema de control y reconocerán que actúa como un sensor.
¿Qué ocurre con el circuito cuando se presiona el pulsador?
¿Y cuando el pulsador no se presiona?
En este pulsador, ¿cuál es la situación “normal” ?
1.
2.
3.
Las preguntas anteriores se responden de un modo semejante al de la actividad anterior.
En el cuadro, ésta será la opción correcta:
Se presiona
el pulsador
No se presiona
el pulsador
Se cierra el circuito
Se abre el circuito
X
X
Conviene remarcar a los alumnos que, en este tipo de pulsadores, a diferencia de lo queocurría en el caso de la Actividad No12, lo “normal” es que se establezca contacto, es decir ,que el circuito quede cerrado. Si el contacto deja de producirse es porque se ejerce algunapresión sobre la parte móvil. Por eso se acostumbra decir que este pulsador es un normalcerrado. Se lo abrevia NC.
TECNOLOGÍA4343434343
Tema 3
Actividad Nº 14
Una cámara bien iluminada
El propósito de esta actividad es que los alumnos apliquen lo aprendido sobre pulsado-res al análisis de funcionamiento de un sistema: En el interior de una pequeña cámara frigorí-fica para conservar manzanas hay una lámpara que se enciende al abrir la puerta y permaneceapagada mientras la puerta está cerrada.
Describí qué ocurre cuando la puerta está cerrada y cuando la puerta está abierta.
El pulsador utilizado, ¿es un “NA” o un “NC”? Justificá tu respuesta.
¿Puede afirmarse que el pulsador que hay dentro de la cámara es un sensor? ¿Por qué? ¿Cuáles la información que transmite?
1.
2.
3.
Para comprender la lógica del circuito analizado deberán poner en juego los conceptosaprendidos: en efecto, los alumnos deberán analizar el circuito eléctrico que conecta a lalámpara con el pulsador.
Como las respuestas constituyen la aplicación directa de lo tratado en las dos activida-des previas, esta actividad puede servir como evaluación.
Actividad Nº 15
Un taladro con advertencia
El objetivo es que los alumnos adviertan que la información proveniente de un sensorpuede combinarse con la que proviene de otro sensor, mediante las operaciones Y u O, y queello es válido para pulsadores normal abierto o normal cerrado.
TECNOLOGÍA4444444444
Tema 3
El taladro automático cuyo funcionamiento analizan los alumnos posee un cartel lumi-noso. El cartel se enciende si un sensor detecta una pieza para agujerear. Cuando el operariocoloca ambas manos sobre los pulsadores, el cartel se apaga. Tras analizar los circuitos corres-pondientes, los alumnos deberán completar la tablas y elegir la opción correcta, lo cual supo-ne poner en juego los conocimientos adquiridos en las actividades previas. El cuadro quedarádel siguiente modo:
Pulsador
para la mano
derecha (NC)
Pulsador
para la mano
izquierda (NC)
Sensor debajo
de la pieza
a agujerear (NA)
Lámpara del cartel
Presionado
Presionado
Presionado
Presionado
No Presionado
No Presionado
No Presionado
No Presionado
Presionado
Presionado
No Presionado
No Presionado
Presionado
Presionado
No Presionado
No Presionado
Presionado
No Presionado
Presionado
No Presionado
Presionado
No Presionado
Presionado
No Presionado
AP
ENC
ENC
ENC
AP
AP
AP
AP
Actividad Nº 16
Alarma para olvidadizos
El propósito de esta actividad es poner a los alumnos en contacto con una tarea dediseño, para lo cual deberán resolver algunos problemas.
AP
AP
AP
ENC
AP
AP
AP
AP
Circ “A” Circ “B”
De aquí se desprende que el circuito apropiado es el “A”, pues sólo apaga el cartelcuando ambas manos están sobre los pulsadores.
TECNOLOGÍA4545454545
Tema 3
Un productor guarda bolsas con granos en un depósito con cinco ventanales que,frecuentemente, olvida cerrar. Si eso ocurre un día de lluvia podría dañarse el productode su trabajo.
Como quedan ocultos por las bolsas, controlar que los ventanales estén cerrados no estan inmediato. Decide entonces instalar una alarma que le avise si alguno queda abierto.
Su sistema de alarma posee un pulsador NC en cada ventana; cada pulsador semantiene presionado mientras la ventana correspondiente se encuentra cerrada.
Al abrir la ventana, el pulsador deja de estar presionado.Todos los días, antes de retirarse, el productor conecta el sistema desde un tablero.
Si la alarma no suena, todos los ventanales están cerrados.
¿Qué operación te parece que realiza el sistema: una “Y” o una “O”? ¿Por qué?1.
Las respuestas a las preguntas anteriores surgen de la aplicación de los conceptos apren-didos y del análisis del circuito en juego. Oriente a sus alumnos en esta tarea.
Suponé que se da esta situación: la alarma suena, el productor la desconecta, se dirige a unode los ventanales y comprueba que está abierto; lo cierra, regresa al tablero y vuelve aconectar la alarma. ¿Es posible que ésta vuelva a sonar? ¿Por qué?
2.
TECNOLOGÍA4646464646
Tema 3
Una pregunta como la anterior apunta a poner en evidencia que un sistema como ésteno identifica cuál es el ventanal abierto; sólo indica que alguno (o varios) lo están. Si en elejemplo citado, el productor cierra una ventana, no hay garantías de que no quede otra queaún permanezca abierta.
Actividad Nº 17
Silos que avisan
La actividad presenta una nueva situación de análisis para los alumnos: Se necesita unsistema que avise cuándo dos silos quedan vacios. La señal de alarma debe ser sonora.
Los alumnos deberán analizar el interior de cada silo, donde se encuentra un pulsadory una plataforma que lo mantiene presionado mientras hay granos.
2.
¿Qué tipo de pulsadores conviene utilizar para este caso? Explicá las razones.
A partir del pedido del productor, ¿qué tipo de operación deberá realizarse con la infor-mación de los sensores?
Diseñá el sistema que permita conectar los dos pulsadores con la sirena. Tu diseñodeberá incluir:
el circuito eléctrico correspondiente,
la indicación de qué tipo de pulsadores conviene utilizar,
la tabla que representa el comportamiento del sistema.
1.
3.
El productor cambia de opinión: ahora desea un sistema que active la alarma apenas se vacíecualquiera de los dos silos. Para este nuevo caso, resolvé las siguientes consignas:
¿Qué tipo de operación deberá realizarse con la información de los sensores?
Diseñá el nuevo sistema, siguiendo los pasos del punto 3. Es decir: describí el circuitoeléctrico con el tipo de pulsadores empleado y la tabla de comportamiento del sistema.
1.
Puesto que la tarea de decidir el diseño del sistema entraña algunas dificultades, esconveniente controlar lo que aportan los alumnos, para guiarlos en la realización. Esta activi-dad, debido a que requiere la puesta en práctica de varios de los conceptos aprendidos, cons-tituye una suerte de evaluación que le dará información para seguir o no adelante.
2.
TECNOLOGÍA4747474747
Tema 3Tema 4
La electrónica y la información de los sensores
Durante el desarrollo de este tema se retoman las dos operaciones básicas analizadasanteriormente. Ahora deben ser llevadas a cabo mediante componentes electrónicos. Estanecesidad surge al reemplazar los pulsadores por sensores de luz, que ya no actúan comomeros interruptores en los circuitos. Veamos por qué:
Los sensores de luz detectan eventos a partir de reconocer cambios en la intensidadluminosa sensada; estos cambios, a su vez, provocan variaciones en la corriente eléctrica deun circuito.
En consecuencia, para realizar operaciones con la información proveniente de variossensores de luz, deben realizarse operaciones con la corriente eléctrica que ellos entregan.
Mediante componentes electrónicos tales como transistores o Circuitos Integrados(formados por muchos transistores) se pueden realizar las operaciones “Y” y “O” presenta-das durante el desarrollo del tema anterior.
Aquí, el trabajo con los componentes y los circuitos electrónicos se realiza a través deun abordaje funcional; la atención se centra en las operaciones sobre la información, más queen la manera en que éstas se resuelven técnicamente. En este sentido son de gran utilidad losdiagramas de bloques.
Desde esta perspectiva también se incluyen situaciones en las que es necesario almace-nar información mediante temporizadores, dispositivos ya presentados en Cuadernos anterio-res (ver Introducción), cuyo funcionamiento puede ser investigado en la bibliografía propuesta.
Finalmente, y con el objetivo de ampliar un poco más la mirada sobre el control auto-mático, se presentan aplicaciones en las que los sensores son utilizados para medir magnitu-des variables (cambios en la temperatura y en el nivel de un líquido). Esto crea el marco paraterminar el tema retomando y profundizando un concepto trabajado en Cuadernos anterio-res: el control a lazo abierto y a lazo cerrado.
Actividad Nº 18
No todos los sensores son pulsadores
El propósito de esta actividad es que los alumnos conozcan las aplicaciones de lossensores de luz para la detección de ciertos “eventos”.
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Tema 4
Se retoma la información sobre sensores, que se encuentra en Cuadernos de Trabajoanteriores: En varios Cuadernos de 7o y 8o año los alumnos conocieron distintos tipos desensores para detectar cambios en la humedad, en la temperatura, en la intensidad de luz, etc.A partir de ella se propone que los alumnos analicen dos tipos de sensores de luz diferentesy reconozcan que éstos pueden ser utilizados para el control de los depósitos de granos, enlugar de los pulsadores.
La posibilidad de que elijan uno de los modelos e indiquen dónde lo colocarían pone alos alumnos ante una situación de diseño, propia de la actividad tecnológica. El docente debe-rá solicitar a los alumnos que expliciten el criterio utilizado para seleccionar uno u otro. Unposible criterio para proponerles puede estar vinculado con la facilididad en la instalación delsensor: en este caso el segundo modelo es más fácil de instalar que el primero.
Actividad Nº 19
Electrónica para operar con la información de los sensores
Mediante esta actividad los alumnos podrán reconocer la necesidad de utilizar compo-nentes electrónicos para operar con la información proveniente de los sensores de luz. Opera-rán, mediante diagramas de bloques, con circuitos electrónicos que realizan las operaciones “Y”y “O”. También compararán soluciones mecánico-eléctricas con soluciones electrónicas.
Usted deberá hacer hincapié en que la información proveniente de un sensor de luz esuna señal eléctrica representativa de los cambios detectados en la luminosidad. La informa-ción proveniente de un pulsador, en cambio, era una “señal mecánica” representativas de loscambios detectados en la presión ejercida sobre su parte móvil.
Así como para realizar operaciones “O” o “Y” con la información “mecánica” prove-niente de los pulsadores, era necesario conectarlos entre sí de ciertas maneras particulares,para operar con la información “eléctrica” se necesitan componentes electrónicos.
La actividad se cierra mediante el planteo de una serie de consignas orientadas a anali-zar algunas ventajas y desventajas de utilizar soluciones electrónicas para algunos de los pro-blemas planteados en actividades anteriores. El docente, en este caso, puede estimular a quelos alumnos imaginen posibles fallas de los sistemas mecánicos (en este caso, por ejemplo,que los granos traben el funcionamiento de los pulsadores) y posibles fallas de los sistemaselectrónicos (en este caso, por ejemplo, que se introduzca algun tipo de insecto voladordentro del depósito y que el sensor interprete que se trata de granos).
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Tema 4
Finalmente se plantea una consigna cuya respuesta permite anticipar un contenido quese retoma en la actividad siguiente:
Actividad Nº 20
Una alarma con “memoria”
Se trata aquí de analizar la necesidad de memorizar información: la función “temporización”(consultar bibliografía) se plantea como una solución a la necesidad anterior. Los alumnos debe-rán analizar una aplicación de un temporizador que, entre otras cosas, puede recibir una infor-mación y conservarla durante un tiempo prefijado.
¿Qué ventajas tiene utilizar sensores de luz en lugar de pulsadores para detectar que sevaciaron los silos? ¿Se presentan desventajas? ¿Cuáles?
“la alarma suena sólo durante el tiempo en que la persona está atravesando
la puerta”.
Los sensores de luz detectan eventos a partir de reconocer cambios en la intensidadluminosa sensada; estos cambios, a su vez, provocan variaciones en la corriente eléctrica deun circuito.
En el caso del silo, el sensor detecta un cambio en la intensidad de luz y esta informa-ción se transmite mediante un cambio en la corriente eléctrica del circuito.
Para operar con la información proveniente de varios sensores de luz, deben realizarseoperaciones con la corriente eléctrica que ellos entregan.
Mediante componentes electrónicos tales como transistores o Circuitos Integrados sepueden realizar las operaciones “O” y “Y”.
Para el ejercicio del silo debemos seleccionar un CI que realice una operación “O” conla información proveniente de los sensores de luz.
Si se desea que la sirena se active sólo cuando se vacían ambos depósitos, el sistemadeberá ser un “Y”.
Si usted desea profundizar todo lo expuesto sugerimos la lectura del material bibliográfi-co citado en la Introducción. El profesor seguramente podrá hacer su aporte en este sentido.
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Tema 4
Una entrada recibe la información proveniente de un sensor.
La otra entrada permite fijar el tiempo durante el cual esa información va a conservarse.
La salida envía esa información a otro circuito (que por ejemplo activa alguna señal)sólo durante el tiempo prefijado. Una entrada recibe la información proveniente de un sensor.
La otra entrada permite fijar el tiempo durante el cual esa información va a conservarse.
La salida envía esa información a otro circuito ( que por ejemplo activa alguna señal)sólo durante el tiempo prefijado.
Un modelo de temporizador con dos entradas y una salida puede ser:
Ajuste de Tiempo
Salidade Información
Entradade Información
Temporizador
En la Actividad No 1 del Cuaderno de Trabajo No 4 de 7o año ya se presentó el caso deun control automatico “externo”, cuyo rol era semejante al de un temporizador. Sugerimosreplantear el contenido de aquélla para recordar los conceptos tratados.
En relación a la presente actividad puede decirse que todas las aplicaciones analizadas, y losproblemas resueltos hasta el momento, presentan una característica común: se trata de sistemasen los cuales, a partir de la ocurrencia de ciertos eventos o situaciones detectadas por los sensores,se controla algún tipo de dispositivo. Estos sistemas reciben el nombre de “combinacionales”: lasalida depende de la combinación de situaciones ocurridas en las entradas.
En estos sistemas, si cambia el estado de las entradas, cambiará el estado de las salidas.
Existen muchas situaciones en las cuales es necesario que la salida de un sistema, una vezque alcanzó un determinado estado, no se modifique a pesar de cambiar el estado de las entradas.
Esto es lo que ocurre con el ejemplo planteado a los alumnos en esta actividad: laalarma (salida del sistema) debe sonar cuando alguno de los sensores (entradas) detectan laentrada de una persona. En el ejemplo de la actividad anterior, la sirena sonaba mientras unapersona atravesaba alguna de las puertas.
De alguna manera, y durante el tiempo requerido, hace falta almacenar la informaciónproveniente del sensor. Como la alarma continúa sonando, aunque los sensores ya no detec-ten a la persona, decimos que estamos frente a un sistema que tiene memoria. En este sistema,el funcionamiento de la alarma depende, inicialmente, de la combinación de la informaciónproveniente de los sensores, pero si esta información se modifica, la alarma mantiene suestado. Nuevamente aquí, puede profundizarse el tema consultando a la bibliografía.
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Tema 4
Junto con el concepto de memoria se pone en contacto a los alumnos con el detemporización, a partir de analizar la posibilidad de que el usuario fije el tiempo durante elcual la alarma se mantendrá sonando.
Con el objetivo de que los alumnos no asocien los conceptos de memoria ytemporización sólo con la Tecnología Electrónica, se presentan algunas temporizacionesimplementadas mediante medios mecánicos.
La última pregunta propone a los alumnos analizar diferentes diagramas de bloques yreconocer cuál de ellos corresponde a la estructura de un sistema con temporizador. Losalumnos deberán reconocer que la solución correcta es aquélla en que la operación de alma-cenamiento temporario se realiza, en este caso, sobre el resultado de realizar la operación“O” con la información proveniente de los sensores.
Actividad Nº 21
Sensores para medir
El propósito es plantear a los alumnos el análisis del uso de sensores para medir magni-tudes físicas que pueden variar continuamente en el tiempo. La actividad introduce, además,algunas de las funciones básicas de un dispositivo controlador.
Se presentan aplicaciones en las cuales los sensores ya no se utilizan para detectar si unevento ha ocurrido o no (las ventanas abiertas, los silos vacíos, una persona ingresando a unnegocio, una pieza lista para ser agujereada, un tanque de agua lleno, etc.), sino para medir lavariación contínua de alguna determinada magnitud. Si bien no se explicita en el Cuaderno deTrabajo, esto permite acercar a los alumnos al trabajo con las denominadas señales analógicas.Si usted desea profundizar en este concepto, no dude en consultar la bibliografía específicacitada en la Introducción.
Se presentan dos aplicaciones diferentes de los sensores analógicos. En la primera sólose utilizan en una tarea de medición: ¿qué cantidad de granos hay en los silos? ¿cuánta agua hayen el tanque?¿cuál es la temperatura del horno?, ¿qué humedad hay en la tierra?¿cuál es el nivelde luz en un ambiente? etc.
En la segunda, en cambio, la información de los sensores analógicos es utilizada paracontrolar algún tipo de dispositivo.
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Tema 4
En este último caso debe hacerse hincapié en que los alumnos reconozcan la funcióndel dispositivo electrónico controlador: una operación de “comparación” entre la informa-ción proporcionada por el sensor y la proporcionada por el operario del sistema, que semantiene almacenada en una memoria. En síntesis, el controlador tiene almacenada una infor-mación y cuando ésta coincide con la que ingresa a través del sensor, envía una información asu salida.
En el Cuaderno de Trabajo No4 de 7o se definen sistemas de control de lazo abierto y delazo cerrado.Los sistemas presentados en esta actividad, ¿son de lazo abierto o cerrado? Fundamentá turespuesta.
1.
Se retoman los conceptos de control a lazo abierto y lazo cerrado, trabajados en Cua-dernos anteriores, y se propone a los alumnos que reconozcan que el sistema automático decontrol de la temperatura y del nivel de agua es un sistema a lazo cerrado.
Recomendamos la lectura del capítulo correspondiente de El Tecnoscopio para profun-dizar el tema y, eventualmente, incorporar más informacion a las discusiones con los alumnos.Usted puede agregar ejemplos extraídos de aquel Cuaderno, o bien provenientes de su pro-pia realidad, para fijar los conceptos en juego.
Actividad Alternativa
Para facilitar la comprensión de este “sistema de control” puede proponerse a los alum-nos realizar una actividad basada en un juego de roles. A tal fin se propondrá controlar elllenado de un tanque, que posee un orificio de salida, de modo que éste se mantenga en unnivel determinado.
Un alumno cumplirá el rol de un sensor de nivel de agua: su función será transmitir lainformación acerca de lo que ve (el agua está bajando, el agua está subiendo, el nivelde agua se encuentra en los 40 cm, etc)
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Tema 4
Un segundo alumno, manteniendo los ojos cerrados, cumplirá la función de contro-lador: recibirá la información proveniente del sensor (en el oído) y de acuerdo alnivel deseado (información que tiene “guardada” en su memoria) dará la orden deabrir o cerrar la canilla.
Un tercer alumno (también con los ojos cerrados) abrirá o cerrará la canilla deacuerdo a la orden transmitida por el controlador.
A partir de que los alumnos comprendan que cada uno de ellos es “una parte del siste-ma” que está cumpliendo una determinada función, podrán reconocer que el sistema de con-trol electrónico posee funciones análogas.
En cierto modo, esto permite poner en evidencia uno de los conceptos centrales deesta propuesta de Tecnología: la transferencia de funciones de las personas a los artefactos.
Ahora el rol del hombre se reduce a informarle al sistema cuál es el nivel de agua quedesea mantener en el tanque.
Los controladores poseen una entrada de información para que una persona puedaindicar, por ejemplo, cuál es la temperatura o el nivel del agua que se desea mantener en eltanque. El controlador compara esta información con la que entregan los sensores y decide sitiene que abrir o no el paso del agua o del calor según corresponda.
Adviértase la diferencia entre los dos esquemas presentados en el Cuaderno del alumno:
En el primero, la información de los sensores se transmite hasta el tablero indicador.Para ello, el tanque de agua posee dos sensores.
De uno de ellos sale un cable hasta un tablero, en el que hay un display digital queinforma la temperatura del líquido.
Del otro sensor sale un cable que va al mismo tablero, en donde se indica el nivel delagua mediante una escala vertical graduada y una barrita que está fija en un valor de la escala.
En el otro puede verse que la información de los sensores se transmite a un controlador.Éste es un circuito electrónico que controla la apertura de la válvula de entrada de agua y lacantidad de calor que se entrega al tanque. Se mantiene además la indicación en el tablero.
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Tema 5Tema 5
Un proyecto de automatización
Se cierra el Cuaderno de Introducción a la Electrónica mediante un proyecto centradoen el análisis de una problemática relacionada con la producción agrícola y en la búsqueda dela optimización de las soluciones, a través de la incorporación de la tecnología electrónica.
El trabajo con este proyecto tiene como objetivo integrar los contenidos desarrolladosa lo largo de toda la Unidad.
Para resolver el problema del riego no basta con elegir el sistema de riego más conve-niente; hay que diseñar un plan de riego que incluye decisiones sobre la frecuencia de riego,el volumen de agua necesario, etc. El plan dependerá de las características del cultivo y delsuelo, y de las condiciones climáticas (lluvia, humedad, temperatura).
A partir de analizar diferentes sistemas de riego, reconociendo el rol del hombre en eldiseño y la ejecución del “plan de riego”, se presenta un dispositivo electrónico cuya funciónes reemplazar al hombre en las tareas de control.
Se comienza analizando el controlador, que se encuentra en el equipo de Tecnología dela escuela, representando su estructura interna mediante un diagrama de bloques, y analizan-do su comportamiento mediante la programación de un determinado plan de riego (en basea la información que se encuentra en el manual de usuario del mismo).
A continuación se analizan comparativamente diferentes maneras de controlar el riegode manera automática: mediante la temporización, el sensado, la realización de operacioneslógicas, etc.
Finalmente, y con el objetivo de comprender que las ideas y soluciones a los problemasdel control automático existían mucho antes de que se desarrollara la electrónica , se compa-ran dos sistemas de control automático, uno realizado mediante tecnología electrónica y elotro mediante tecnología mecánica.
Se crea así el marco apropiado para retomar una de las ideas centrales que se trabajana lo largo de toda la propuesta de Tecnología: comprenderla como un proceso en el que cadanueva solución surge de los cambios y las modificaciones a las soluciones existentes, siendola búsqueda de la eficiencia uno de los motores de esos cambios.
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Tema 5
Actividad Nº 22
El problema del riego
El propósito de esta actividad es que los alumnos analicen una técnica, reconociendolos medios empleados para las operaciones de regulación y control.
Se presentan diferentes técnicas de riego y se las analiza mediante el modelo de las técni-cas presentado en Cuadernos de años anteriores. De acuerdo con este modelo, en toda técnicapueden reconocerse: medios (un sistema de riego con su fuente de agua y su sistema de distri-bución y regulación), roles de las personas (con conocimientos y habilidades para llevar adelan-te la tarea) y operaciones (abrir y cerrar el paso del agua, transportarla, distribuirla, etc.).
Los alumnos deben ser capaces de analizar cómo influye en el rol de las personas elcambio en uno de esos medios. En este caso, a través de las imágenes, los alumnos podránreconocer la presencia de un dispositivo que reemplaza la llave de paso de la salida deltanque. La ausencia de la persona ayudará a los alumnos a reconocer que el nuevo dispositivono sólo cumple la función de la llave de paso (regular la salida de agua) sino también la de lapersona (controlar la apertura y el cierre de la misma).
Se retoma nuevamente el concepto de transferencia de operaciones de las personas alos artefactos y, en este sentido, los alumnos deben reconocer que, si bien en la imagen noaparece la persona, ésta sigue cumpliendo un rol dentro del sistema: entregarle la informa-ción al controlador.
Actividad Nº 23
Un controlador de riego
Aquí los alumnos analizarán la estructura de un dispositivo controlador de riego, apli-cando la técnica de diagramas de bloques. Profundizarán, además, en las aplicaciones del con-trol temporizado.
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Tema 5
Los alumnos analízan con detenimiento una imagen que muestra el interior del aparato.
En ella, reconocen sus partes, identificándolas con letras. Luego observan el diagramade bloques del controlador reconociendo que:
el motor, junto con la esferita que se encuentra dentro del caño, cumplen la funciónde una válvula,
el pulsador es un sensor que informa cuándo la válvula ha terminado de abrirse,
los engranajes permiten reducir la velocidad de giro del eje del motor,
la plaqueta electrónica controla la apertura y el cierre de la válvula, encendiendo oapagando el motor.
A excepción del último, todos los elementos citados han merecido amplia atención envarios Cuadernos de Trabajo; por esa razón no profundizaremos en ellos.
Sí corresponde profundizar en la estructura del bloque controlador, pues los alumnosestán en condiciones de advertir que este sistema se comporta como un temporizador, conentradas de información mediante las cuales el operario ”programa” su funcionamiento.
Este controlador almacena la información correspondiente a la hora del día a la que sedebe abrir la válvula y al tiempo durante el cual ésta debe permanecer abierta.
Actividad Nº 24
Una reflexión acerca del cambio tecnológico
El docente deberá retomar las conclusiones surgidas de las primeras actividades enlas que se analizaba cómo, a medida que se automatizaba la técnica del taladrado, se ibantransfiriendo las operaciones de regulación y control de las personas a las máquinas.
Se propone hacer un análisis análogo, específico para la técnica de riego. Acerca deeste tipo de análisis hemos insistido tanto en varias Unidades que remitimos a ellas paramayores comentarios. Usted puede retomar, por ejemplo, el Tema 5 del Cuaderno de Traba-jo No 3 de 7o año.
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Tema 5
Actividad Nº 25
Poniendo en práctica lo aprendido
Se trata de instalar, programar y evaluar el funcionamiento de un dispositivo controla-dor. Para ello deberán ponerse en práctica varios conceptos aprendidos en este Tema y en losanteriores.
Te proponemos programar el dispositivo de acuerdo a las siguientes condiciones:
Hora de Inicio
Duración
Frecuencia
22 Horas
15 Minutos
cada 24 Horas
Si el controlador de riego forma parte de tu equipo, leé el manual de instrucciones queacompaña al aparato: ¿qué posibilidades presenta este equipo? ¿Y qué limitaciones?
1.
¿Qué cuidados requiere su uso? ¿Qué normas de seguridad? ¿Es necesario algún tipo demantenimiento? Si es así, ¿cómo podrías organizar la secuencia de tareas requeridas?
2.
Teniendo en cuenta la siguiente imgen, conectá el equipo a una red de distribución deagua apropiada para el riego. La superficie del terreno deberá estar entre 20 y 40 m2.
Programá el controlador y, al cabo de unos días, evaluá el funcionamiento del equipo.¿Cumplió con la tarea asignada? ¿Lo hizo con precisión? ¿Se detectaron fallas o algún tipode inconveniente? Si así fue, ¿cómo se te ocurre que podrían corregirse?
3.
4.
TECNOLOGÍA5858585858
Tema 5
La lectura y comprensión de la información técnica presentada, por ejemplo, a través demanuales de usuario, es uno de los objetivos que se persiguen en el área de Tecnología.
Es por esto que se propone que los alumnos lean el manual de instrucciones del con-trolador que se incluye en el equipo de Tecnología y programen el comportamiento del mis-mo, de acuerdo a un plan de riego predeterminado.
El aparato en cuestión se emplea para controlar el riego en pequeñas huertas y jardines(la superficie del terreno deberá estar entre 20 y 40 m2). Como no es capaz de manejargrandes caudales de agua, no es apropiado para usar en conexión con sistemas de riego decierta magnitud. Sin embargo, como su funcionamiento es semejante al de los equipos mayo-res, va a permitir abordar la tarea de programación de un modo similar a cómo se haría consus equivalentes más grandes.
Actividad Nº 26
Alterando el plan de riego
El objetivo de esta actividad es que los alumnos conozcan ciertas limitaciones de loscontroles temporizados y analicen algunas de las posibilidades de los sensores para aplicar alcontrol del riego.
Se presenta aquí una manera diferente de controlar el riego: utilizando sensores dehumedad.
En este caso, la válvula se abre cuando el nivel de humedad de la tierra detectado por elsensor es menor que el necesario, y se cierra cuando se alcanza la humedad adecuada. Sepresenta aquí una manera diferente de controlar el riego: utilizando sensores de humedad.
Si la humedad detectada
por el sensor es...
La válvula debe...
menor que la deseada
mayor o igual que la deseada
abrirse
cerrarse
TECNOLOGÍA5959595959
Tema 5
El docente debe propiciar que los alumnos reconozcan que este sistema de controlautomático es análogo al presentado mediante la Actividad No 21, en la que se analizaba unsistema para medir la temperatura y el nivel del agua almacenada en un depósito.
En una primera aproximación parecería que este sistema es más ventajoso que el queutiliza un control temporizado. En caso de fuertes lluvias el control por tiempo no recibe lainformación de la humedad de la tierra y, a la hora programada, regaría a pesar de no sernecesario.
Una desventaja de la solución con sensor de humedad, respecto a la del controltemporizado, es que podría llegar a ocurrir que el sistema regara en horarios diurnos (lo cual,de acuerdo a las condiciones que presenta el problema, no es recomendable). Con el contro-lador de riego temporizado se puede programar para que se riegue sólo durante las noches.
En síntesis: cada uno posee ventajas y desventajas, y es este tipo de análisis el que debegenerarse en los alumnos.
Finalmente, la posibilidad de incorporar al control un sensor adicional (de luminosidad)permite lograr un comportamiento como el siguiente:
Si la humedad
detectada es...
Si la luminosidad
detectada indica que...
La válvula debe...
no hay sol
hay sol
no hay sol
hay sol
menor que la necesaria
menor que la necesaria
mayor o igual que la
necesaria
mayor o igual que la
necesaria
A
C
C
C
Para que el sistema funcione de este modo es necesario realizar una operación “Y” conla información de los sensores. Esto es así pues la válvula debe abrirse sólo cuando la hume-dad es menor que la necesaria y cuando no hay sol.
En este caso se logra optimizar el funcionamiento del sistema pues sólo se riega denoche y cuando la humedad es menor que la necesaria.
TECNOLOGÍA6060606060
Tema 5
Actividad Nº 27
Una variante para el controlador de riego
En el equipo de Tecnología se incluye un sensor de humedad para conectar al controla-dor de riego. Este sistema funciona de la siguiente manera:
En este caso se combina la información proveniente del sensor de humedad, con la que seencuentra almacenada en el temporizador sobre el horario en que debe realizarse el riego.
Los alumnos deben reconocer que, mediante este sistema, se logra regar de noche si ysólo si la humedad de la tierra es menor que la necesaria. Se logra así combinar la temporizacióncon el sensado, optimizando la técnica de riego.
Indicación del temporizador El sensor detecta
tierra...
el riego debe comenzar
el riego debe comenzar
no es momento de riego
no es momento de riego
...seca
...húmeda
...seca
...húmeda
La válvula
debe estar...
abierta
cerrada
cerrada
cerrada
Ajuste
Temporizador
Ajuste
SensorHumedad
Control Y Válvula
TECNOLOGÍA6161616161
Tema 5
Actividad Nº 28
Una cuestión de lazos
Los alumnos deberán reconocer sistemas de control a lazo abierto y a lazo cerrado.
El control de riego temporizado es un sistema de control a lazo abierto; el control consensores es a lazo cerrado. En la variante de la Actividad No 27 se combinan ambas técnicas.
Actividad Nº 29
No es lo mismo controlar el riego que controlar las luces, pero...
El propósito es que los alumnos sean capaces de reconocer analogías y diferenciasentre controles mecánicos y controles electrónicos, y de advertir las ventajas de utilizar latecnología electrónica en el control automático.
Se propone retomar una actividad del Cuaderno de Trabajo No 4 de 7o año, en la que sepresentaba un sistema de control automático aplicado al encendido de un cartel luminoso,para reconocer las analogías con el sistema de control de riego temporizado.
En el sistema de control de luces el tiempo de encendido se controlaba mecánicamen-te: el funcionamiento de la lámpara puede modificarse realizando cambios en los tamaños delas poleas y en el tamaño de la chapa de cobre. La frecuencia y la duración del encendido dela lámpara pueden modificarse cambiando la estructura del controlador constituido por unmotor, un par de poleas y un cilindro rotatorio. Se trata de un controlador mecánico.
Las siguientes preguntas están orientadas a destacar todo lo expuesto:
1. ¿Cómo se logra modificar la frecuencia y la duración de la apertura de la válvula en el casodel controlador electrónico de riego?
TECNOLOGÍA6262626262
Tema 5
2. ¿Podemos afirmar que el controlador de luces cumple una función equivalente a la delcontrolador de riego? ¿Y que se comporta como un temporizador? ¿Por qué? ¿Qué similitudesy qué diferencias encontrás entre ambos controladores?
3. ¿Podría utilizarse un controlador mecánico para nuestro sistema de riego? ¿Por qué?
4. ¿Podría utilizarse un controlador electrónico para el sistema de luces? ¿Por qué?
En el riego, en cambio, se hace de manera electrónica. Lo importante es que los alum-nos comprendan que, más allá del tipo de tecnología utilizada, en ambos casos se logra con-trolar la frecuencia de repetición de un determinado suceso (abrir una válvula o prender unaluz) y el tiempo durante el cual se mantiene un determinado estado (válvula abierta o luzencendida).
La solución electrónica permite modificar más fácilmente el comportamiento que lasolución mecánica. En el primer caso se modifica la información que el usuario debe ingresary esto modifica el progama; en el segundo caso es necesario realizar modificaciones en laspartes del sistema.
En definitiva, tanto el control de luces como el de riego pueden hacerse mediantecontroladores mecánicos o mediante controladores electrónicos. La electrónica permite hacermás eficientes algunas soluciones. En nuestro caso el controlador electrónico es de menortamaño que el mecánico, consume menos energía y su “programa” es más fácil de modificar.
Como afirmamos en el Cuaderno de Trabajo del alumno, las ideas y las soluciones a losproblemas del control automático existían mucho antes de que se desarrollara la electrónica.Pero con la electrónica se logró mejorar y ampliar las posibilidades de estas soluciones.
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Tema 5
MINISTERIO DE EDUCACIÓN, CIENCIA Y TECNOLOGÍA DE LA NACIÓN
Dra. Graciela María Giannettasio
SECRETARÍA DE EDUCACIÓN
Dr. Ricardo Roberto Biazzi
SUBSECRETARÍA DE EQUIDAD Y CALIDAD
Lic. Marta Blanco
DIRECCIÓN NACIONAL DE PROGRAMAS COMPENSATORIOS
a/c Ago. Eduardo Horacio Merlo
Proyecto “Mejoramiento de la
Calidad Educativa en Escuelas Rurales”
La aplicación de este Proyecto se realiza en forma articuladacon las autoridades educativas de cada provincia
Ministerio de Educación, Ciencia y Tecnología de la Nación. Santa Fe 1548. BuenosAires. Hecho el depósito que establece la ley 11.723. Libro de edición argentina.ISBN 950-00-0211-6. Primera Edición. Primera Reimpresión.
Material elaborado por los Equipos Técnicosde la Dirección Nacional de Programas Compensatorios
