Desarrollo de kits orientados a proyectos Stem utilizando la programación y la impresión 3D para incentivar el estudio de la Ingeniería Mecatrónica
En la actualidad los jóvenes en Colombia no se ven interesados por el estudio de la ingeniería mecatrónica, esto debido a que la encuentran complicada. Así pues, el objetivo de este proyectos es el de generar interés en los jóvenes hacia la ingeniería mecatrónica a través de 3 kits orientados a proy...
- Autores:
-
Rincón Sánchez, Karen Daniela
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2024
- Institución:
- Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNAB
- Repositorio:
- Repositorio UNAB
- Idioma:
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- OAI Identifier:
- oai:repository.unab.edu.co:20.500.12749/25941
- Acceso en línea:
- http://hdl.handle.net/20.500.12749/25941
- Palabra clave:
- Mechatronic
3D printer
Programming
Education
STEM
Embedded systems
Rapid prototyping
Electronic data processing
Higher education
Educational games
Education (Simulation Methods)
Mecatrónica
Prototipado rápido
Procesamiento electrónico de datos
Educación superior
Juegos educativos
Educación (Métodos de simulación)
Impresión 3D
Programación
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Development of kits aimed at Stem projects using programming and 3D printing to encourage the study of Mechatronic Engineering |
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Desarrollo de kits orientados a proyectos Stem utilizando la programación y la impresión 3D para incentivar el estudio de la Ingeniería Mecatrónica Mechatronic 3D printer Programming Education STEM Embedded systems Rapid prototyping Electronic data processing Higher education Educational games Education (Simulation Methods) Mecatrónica Prototipado rápido Procesamiento electrónico de datos Educación superior Juegos educativos Educación (Métodos de simulación) Impresión 3D Programación Educación STEM Sistemas embebidos |
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En la actualidad los jóvenes en Colombia no se ven interesados por el estudio de la ingeniería mecatrónica, esto debido a que la encuentran complicada. Así pues, el objetivo de este proyectos es el de generar interés en los jóvenes hacia la ingeniería mecatrónica a través de 3 kits orientados a proyectos STEM los cuales están divididos en 3 áreas: Diversión, ecología e innovación, cada uno de estos kits contiene proyectos asociados a las temáticas propuestas en donde los estudiantes deberán realizar la programación de los dispositivos y construir los modelos a partir de piezas impresas en 3D, el conjunto de estos componentes tiene como resultado proyectos llamativos que les permitirán conocer conceptos básicos que hacen parte del trabajo de un ingeniero. La validación de estos proyectos se realizo mediante pruebas realizadas con estudiantes de colegio, donde se destinaron escenarios para que estos pudieran montar y programar los proyectos, también previa y posteriormente a estas actividades se realizaron encuestas para conocer las percepción de estos. |
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Chío Cho, Nayibe9a9736d2-31b2-403f-990f-0ce127d9753cRueda Sánchez, Oscar Eduardo4ef66783-aed8-48d3-a35f-6bd6406bae33Rincón Sánchez, Karen Danielaad7598f2-a88c-4fcd-90d6-a121678b060dChío Cho, Nayibe [0000375918]Rueda Sánchez, Oscar Eduardo [00001002588]Chío Cho, Nayibe [mModWy8AAAAJ]Rueda Sánchez, Oscar Eduardo [WtioYOUAAAAJ]Chío Cho, Nayibe [0000-0002-9459-4350]Rueda Sánchez, Oscar Eduardo [0000-0002-8977-9764]Chío Cho, Nayibe [Nayibe_Chio]Rueda Sánchez, Oscar Eduardo [Oscar_Sanchez40]Chío Cho, Nayibe [nayibe-chío-cho]Rueda Sánchez, Oscar Eduardo [oscar-eduardo-rueda-sánchez]Chío Cho, Nayibe [nayibe-chio-cho-41a17724]ColombiaUNAB Campus Bucaramanga2024-08-08T14:29:10Z2024-08-08T14:29:10Z2024-06-21http://hdl.handle.net/20.500.12749/25941instname:Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNABreponame:Repositorio Institucional UNABrepourl:https://repository.unab.edu.coEn la actualidad los jóvenes en Colombia no se ven interesados por el estudio de la ingeniería mecatrónica, esto debido a que la encuentran complicada. Así pues, el objetivo de este proyectos es el de generar interés en los jóvenes hacia la ingeniería mecatrónica a través de 3 kits orientados a proyectos STEM los cuales están divididos en 3 áreas: Diversión, ecología e innovación, cada uno de estos kits contiene proyectos asociados a las temáticas propuestas en donde los estudiantes deberán realizar la programación de los dispositivos y construir los modelos a partir de piezas impresas en 3D, el conjunto de estos componentes tiene como resultado proyectos llamativos que les permitirán conocer conceptos básicos que hacen parte del trabajo de un ingeniero. La validación de estos proyectos se realizo mediante pruebas realizadas con estudiantes de colegio, donde se destinaron escenarios para que estos pudieran montar y programar los proyectos, también previa y posteriormente a estas actividades se realizaron encuestas para conocer las percepción de estos.1. INTRODUCCIÓN ............................................................................................. 1 1.1. Descripción breve del problema................................................................ 1 1.2. Justificación del problema......................................................................... 1 2. OBJETIVOS..................................................................................................... 2 2.1. Objetivo General........................................................................................... 2 2.2. Objetivos Específicos.................................................................................... 2 3. ESTADO DEL ARTE......................................................................................... 3 4. MARCO TEÓRICO........................................................................................... 9 4.1. Mecatrónica .................................................................................................. 9 4.2. STEM............................................................................................................ 9 4.3 Metodologías............................................................................................. 9 4.3.1 E-learning................................................................................................ 9 4.3.2 Makerspace........................................................................................... 10 4.3.3 PBL ....................................................................................................... 10 4.3.4 Blended learning ................................................................................... 10 4.3.5 5E learning ............................................................................................ 11 4.3.6 Framework ............................................................................................ 11 4.4 Programación .............................................................................................. 11 4.5 Lenguaje de programación .......................................................................... 12 4.6 Software de programación........................................................................... 12 4.7 Impresión 3D ............................................................................................... 12 4.8 Tinkercard.................................................................................................... 13 4.9 Plataformas de sistemas embebidos ........................................................... 13 4.9.1Arduino................................................................................................... 13 4.9.2 Raspberry Pi.......................................................................................... 14 5. METODOLOGÍA................................................................................................ 14 6. CRONOGRAMA............................................................................................. 16 7. DESARROLLO............................................................................................... 17 7.1. Selección y planteamiento de los kits ......................................................... 17 7.2. Diseño de circuitos y PCB .......................................................................... 25 7.2.1. Diseño electrónico y circuito................................................................. 25 7.2.1.1 Cálculos.............................................................................................. 29 7.2.2. PCB...................................................................................................... 31 7.3. Códigos y software ..................................................................................... 33 7.3.1 Arduino.................................................................................................. 33 7.3.2 Placas de desarrollo.............................................................................. 38 7.3.2.1. Arduino Nano..................................................................................... 39 7.3.2.2. Wemos .............................................................................................. 39 7.3.2.3. ESP32 ............................................................................................... 40 7.3.2.3.1. Protocolo ESPNOW ....................................................................... 40 7.3.3 Herramienta adicionales........................................................................ 41 7.3.3.1 Processing.......................................................................................... 41 7.3.3.2 Thinger.io............................................................................................ 41 7.4. Diseño e impresión 3D................................................................................ 42 7.4.1 Diseño CAD........................................................................................... 42 7.4.2 Impresión 3D......................................................................................... 47 7.5. Validación de funcionamiento (prototipo) .................................................... 49 8. Montaje y pruebas............................................................................................. 53 8.1. Montaje Final .............................................................................................. 53 8.2 Guías ........................................................................................................... 53 8.2.1 Guía de estudiantes .............................................................................. 54 8.2.2 Guía de docente.................................................................................... 55 8.3 Encuestas .................................................................................................... 56 8.3.1 Encuesta previa a estudiantes .............................................................. 56 8.3.2 Encuesta posterior a estudiantes.............................................................. 58 8.4 Pruebas ....................................................................................................... 59 8.4.1 Evidencia de las pruebas y desarrollo de los talleres............................ 59 8.4.2 Resultado de las encuestas .................................................................. 63 8.4.2.1 Encuesta Previa..................................................................................... 63 8.4.2.2 Encuesta Posterior................................................................................. 70 CONCLUSIONES.................................................................................................. 78 BIBLIOGRAFÍA ..................................................................................................... 80 ANEXOS ............................................................................................................... 85PregradoCurrently, young people in Colombia are not interested in studying mechatronics engineering, as they find it complicated. Therefore, the objective of this project is to generate interest in young people towards mechatronics engineering through three STEM-oriented kits, which are divided into three areas: Fun, Ecology, and Innovation. Each of these kits contains projects related to the proposed themes, where students will program the devices and build models using 3D-printed parts. The combination of these components results in engaging projects that introduce basic concepts integral to the work of an engineer. The validation of these projects was carried out through tests with high school students, where scenarios were set up for them to assemble and program the projects. Additionally, surveys were conducted before and after these activities to understand their perceptions.Modalidad Presencialapplication/pdfspahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/Abierto (Texto Completo)Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombiahttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Desarrollo de kits orientados a proyectos Stem utilizando la programación y la impresión 3D para incentivar el estudio de la Ingeniería MecatrónicaDevelopment of kits aimed at Stem projects using programming and 3D printing to encourage the study of Mechatronic EngineeringIngeniero MecatrónicoUniversidad Autónoma de Bucaramanga UNABFacultad IngenieríaPregrado Ingeniería Mecatrónicainfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisTrabajo de Gradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1finfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionhttp://purl.org/redcol/resource_type/TPMechatronic3D printerProgrammingEducationSTEMEmbedded systemsRapid prototypingElectronic data processingHigher educationEducational gamesEducation (Simulation Methods)MecatrónicaPrototipado rápidoProcesamiento electrónico de datosEducación superiorJuegos educativosEducación (Métodos de simulación)Impresión 3DProgramaciónEducaciónSTEMSistemas embebidosC. 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