Proyectos Realizados.
Tema: Óptica – Refracción de la luz con lentes convergentes
Introducción
La óptica es una rama de la física que estudia el comportamiento y las propiedades de la luz. Una de sus propiedades más importantes es la refracción, fenómeno que ocurre cuando la luz pasa de un medio a otro y cambia de dirección.
En nuestro proyecto aprovechamos esta propiedad en los lentes convergentes (convexos) para construir un microscopio casero, capaz de ampliar imágenes y permitir observar objetos pequeños.
https://youtu.be/rRb1cjgaFZo?si=adlR3Y1i0fvcuZfp
2. Planteamiento del problema
Hoy en día, los microscopios son herramientas indispensables en laboratorios, pero su costo puede ser elevado.
La pregunta que nos planteamos fue:
¿Es posible construir un microscopio casero con materiales sencillos que funcione aplicando las propiedades de la refracción en los lentes convergentes?
3. Objetivos
Objetivo general
Construir un microscopio casero utilizando lupas convergentes para comprender y demostrar la propiedad de la refracción de la luz.
Objetivos específicos
Analizar la propiedad de la refracción en lentes convergentes.
Identificar cómo las lupas
funcionan como lentes convexos.
Aplicar los conocimientos de física y tecnología en la elaboración de un prototipo.
Observar y comprobar la ampliación de objetos
pequeños con el microscopio casero.
4. Justificación
Este proyecto es importante porque nos permite relacionar la física con la tecnología en un experimento práctico y de bajo costo. Además, fomenta la creatividad al construir un instrumento útil con materiales sencillos, entendiendo cómo los principios de la óptica se aplican en la vida real.
5. Marco teórico
Óptica: rama de la física que estudia la luz y su comportamiento.
Refracción: cambio de dirección de la luz al pasar de un medio a otro con diferente densidad.
Lentes convergentes (convexos): son más gruesos en el centro que en los bordes. Refraccionan los rayos de luz y los hacen converger en un punto focal.
Microscopio: instrumento óptico que permite observar objetos demasiado pequeños para el ojo humano mediante un sistema de lentes.
Funcionamiento del microscopio casero: una lupa actúa como objetivo (lente cercano al objeto) y otra como ocular (lente cercano al ojo), permitiendo que la luz refractada amplifique la imagen.
6. Materiales
Dos lupas convergentes (una como ocular y otra como objetivo)
Un bote plástico de cloro (aprovechado como base y soporte, gracias a su estructura en forma de brazo).
Tubos de cartón de servilletas de cocina (sirvieron como el tubo donde se colocaron las lupas para alinearlas).
Cinta adhesiva / silicona (para fijar las piezas).
Una lámpara pequeña (colocada debajo del bote para iluminar la muestra).
Objetos pequeños para observar (pelo, hojas, fibras, semillas, etc.)
7. Metodología (Pasos de construcción)
1. Se lavó y secó un bote de cloro vacío. Se aprovechó la forma de su brazo lateral para usarlo como soporte del microscopio.
2. Se tomaron tubos de cartón de servilletas de cocina y se colocaron de manera que funcionaran como el tubo óptico, en cuyos extremos se pusieron las dos lupas convergentes.
Una lupa se usó como objetivo (cerca del objeto a observar).
La otra lupa se usó como ocular (cerca del ojo).
3. Se fijaron las lupas con cinta adhesiva o silicona en los extremos del tubo de cartón.
4. Se insertó el tubo con las lupas en la parte superior del bote de cloro, aprovechando el brazo del bote como soporte para sostenerlo en posición inclinada.
5. Se colocó una lámpara debajo de la base del bote para iluminar la muestra y mejorar la visibilidad a través del microscopio casero.
8. Resultados
Al probar el microscopio casero, pudimos observar la ampliación de objetos pequeños, comprobando cómo las lupas convergentes refractan la luz y permiten enfocar la imagen. El experimento demostró que, con materiales sencillos, se puede reproducir el principio de funcionamiento de un microscopio real.
9. Conclusiones
Los lentes convergentes funcionan gracias a la refracción de la luz, logrando concentrar los rayos en un punto focal.
La combinación de dos lupas puede amplificar imágenes, cumpliendo la función básica de un microscopio.
El proyecto integra la física (óptica) con la tecnología (construcción de un prototipo), mostrando cómo la ciencia puede aplicarse en soluciones prácticas.
Se logró el objetivo de observar objetos pequeños con el microscopio casero.
10. Bibliografía
Tipler, P. A. (2005). Física para la ciencia y la tecnología. Editorial Reverté.
Young, H. D., & Freedman, R. A. (2013). Física Universitaria. Pearson.
Recursos digitales de óptica y experimentos caseros.
11. Finalmente, se probaron diferentes objetos pequeños y se ajustó la distancia entre las lupas hasta lograr una imagen nítida.
12. Cierre o socialización (última fase)https://youtu.be/bs6D7-A_lEU?feature=shared
🌟 ROBOT CONTROLADO POR VOZ MEDIANTE UNA APLICACIÓN 🌟
(Robótica)
¿Qué vamos a construir?
Vamos a construir un robot controlado por voz mediante una aplicación móvil, capaz de responder a comandos como avanzar, retroceder, girar o detenerse.
Este robot funcionará con un Arduino Uno y un módulo de control, que permitirán que las órdenes dadas por voz se traduzcan en movimientos reales del carro.
El objetivo es lograr que el robot obedezca las instrucciones de manera automática, mostrando cómo la tecnología puede facilitar el control de dispositivos a través de la voz.El robot obedecerá a través de una aplicación, como si fuera el buscador de Google, recibiendo los comandos que el usuario le indique para realizar los movimientos.
🕹️Componentes y su funcionamiento🕹️
1. Arduino Uno
Es el cerebro del robot. Recibe las señales de los demás componentes y decide qué acción realizar. Cuando la aplicación envía una orden (por ejemplo, avanza), el Arduino interpreta esa instrucción y activa los pines correspondientes para mover los motores.
2. Módulo L298N (controlador de motores)
Es el puente entre el Arduino y los motores.
Recibe las señales del Arduino y las convierte en la energía necesaria para que los motores giren hacia adelante o hacia atrás.
Además, permite controlar la velocidad y el sentido de giro de cada rueda.
3. Motores DC (de corriente directa)
Son los encargados del movimiento del robot.
Cada motor está conectado a una rueda, y cuando reciben energía del módulo L298N, comienzan a girar.
Si ambos giran en la misma dirección, el robot avanza; si giran en sentidos opuestos, gira a un lado.
4. Ruedas motrices
Van acopladas a los motores y permiten el desplazamiento físico del robot.
Su movimiento depende de la dirección y velocidad que el Arduino ordena a los motores.
5. Chasis o base del robot
Es la estructura que sostiene todos los componentes: el Arduino, el módulo L298N, los motores, las ruedas y la batería.
Debe ser resistente y ligera para que el robot se desplace sin dificultad.
6. Fuente de energía (batería o pila recargable)
Proporciona la energía eléctrica necesaria para que el Arduino, el módulo L298N y los motores funcionen.
Debe tener un voltaje adecuado (por ejemplo, una batería de 9V o un pack de 12V).
7. Módulo Bluetooth (HC-05 o HC-06)
Permite la comunicación inalámbrica entre el celular y el Arduino.
Cuando el usuario da una orden por la aplicación, el módulo Bluetooth la recibe y la envía al Arduino para que ejecute la acción correspondiente.
8. Aplicación móvil
Es el medio por el cual se envían los comandos al robot.
El usuario habla o presiona botones (según cómo se programe la app), y la orden se transmite por Bluetooth has
ta el Arduino, que la interpreta y activa los motores.
9. Protoboard (placa de pruebas)
Sirve para conectar los componentes sin necesidad de soldar.
Facilita las pruebas y el montaje del circuito, ya que puedes insertar y cambiar los cables o módulos fácilmente mientras haces ajustes.
10. Cables tipo jumper (macho–macho, macho–hembra, hembra–hembra)
Son los conductores que unen todos los componentes entre sí.
Por medio de ellos, se transmiten las señales eléctricas desde el Arduino hacia el módulo L298N, los motores, el Bluetooth y otros elementos del circuito.
11. Sensor ultrasónico (opcional, HC-SR04)
Puede añadirse para que el robot detecte obstáculos mientras se mueve.
Emite una onda sonora y mide el tiempo que tarda en regresar, calculando la distancia del objeto y evitando choques.
12. Interruptor o botón de encendido
Permite encender y apagar el sistema sin tener que desconectar los cables de energía.
Ayuda a proteger los componentes y a controlar el inicio de funcionamiento del robot.
13. Cables de alimentación o conectores de batería
Sirven para unir la batería con el circuito principal y garantizar un flujo de energía constante hacia el Arduino y los motores.
14. Tornillos, tuercas y separadores
Son los elementos mecánicos que permiten fijar los módulos y el Arduino al chasis del robot, evitando que se muevan o se dañen durante el funcionamiento.
15. Computador
Se usa para programar el Arduino mediante el entorno de desarrollo Arduino IDE.
Desde allí se escribe el código que le dice al robot cómo comportarse ante cada comando recibido.
16. Cable USB para Arduino
Permite conectar el Arduino al computador para cargar el programa y también sirve para alimentarlo directamente mientras se hacen pruebas.
🤖✨ Diseño y Armado del Robot Controlado por Voz con Bluetooth ✨🤖
1. Base y ruedas
1. Se Colocará la base rectangular de madera, acrílico o plástico.
2. Fija las dos ruedas motrices en la parte trasera con sus motores DC.
3. Coloca la rueda loca en la parte delantera para equilibrio.
2. Instalación del Arduino
Ubica el Arduino Uno en el centro de la base.Asegurarlo con cinta doble cara o soportes para que no se mueva.
3. Conexión del driver de motores
Coloca el driver L298N cerca de los motores. Conecta los cables de los motores al driver (motor izquierdo → salida izquierda, motor derecho → salida derecha).
3. Conecta el driver al Arduino (entradas IN1, IN2, IN3, IN4 según programación).Conecta la alimentación del driver a la batería.
4.Instalación del módulo Bluetooth
Coloca el módulo Bluetooth HC-05/HC-06 sobre la base, en un lugar accesible
Conecta los pines TX y RX del Bluetooth al Arduino (TX → RX, RX → TX).
Conecta VCC y GND a la fuente de alimentación.
5. Conexión de la batería
Coloca la batería en un lugar seguro de la base.
Conecta la batería al Arduino y al driver de motores para alimentar todo el sistema.
6. Cableado y organización
Organiza los cables para que no se enreden con las ruedas.
Usa bridas o cinta para mantenerlos sujetos.
Conecta la app al módulo Bluetooth.
Prueba los comandos: avanzar, retroceder
Retroceder, izquierda, derecha.
Ajusta conexiones si algún motor no responde correctamente.
📱✨ Diseño de la Aplicación Móvil para Controlar el Robot por Bluetooth ✨📱
1. Objetivo de la App
Permitir enviar comandos de voz desde el celular al módulo Bluetooth del robot.
Comandos simples: avanzar, retroceder, izquierda, derecha.
Mostrar conexión activa con el robot.
Función de Voz
1. Al presionar el botón de voz, la app escucha el comando.
2. Convierte la voz en texto usando el reconocimiento de voz del celular.
3. Envía un carácter o palabra específica al Arduino vía Bluetooth:
“avanzar” → envía F (Forward)
“retroceder” → envía B (Backward)
“izquierda” → envía L (Left)
“derecha” →envía R (Right)
Componentes electrónico (Planificación)🍁
1 Arduino UNO
1 Módulo controlador de motores L298N
1 Módulo Bluetooth HC-05 o HC-06
2 Motores DC
2 Ruedas motrices
1 Rueda loca (de apoyo)
1 Batería recargable de 9V o 12V
1 Portabatería o conector para batería
1 Protoboard (opcional)
15 Cables jumper macho-macho
10 Cables jumper macho-hembra
1 Interruptor de encendido/apagado
⚙️ Estructura y montaje
1 Chasis de robot (base acrílica o metálica)
4 Tornillos largos
8 Tornillos pequeños
4 Tuercas
4 Separadores plásticos
2 Soportes para motores
1 Soporte para batería
1 Soporte para Arduino (opcional)
2 Cintas aislantes o precintos plásticos
1 Destornillador pequeño
1 Llave Allen o de tuercas
💻 Software y conexión
1 Cable USB tipo A-B (para conectar Arduino al computador)
1 Computador (para programar el Arduino)
1 Teléfono Android
1 Aplicación móvil de control por voz vía Bluetooth
⚙️ Funcionamiento del proyecto
El robot funciona a través de comandos de voz enviados desde una aplicación móvil conectada por Bluetooth al Arduino UNO.
1. El usuario abre la aplicación de control por voz en su teléfono y la vincula con el módulo Bluetooth HC-05 del robot.
2. Desde la app, el usuario da una orden por voz, como “avanza”, “retrocede”, “izquierda” o “alto”.
3. La aplicación convierte la orden en una señal digital y la envía mediante Bluetooth al Arduino.
4. El Arduino UNO recibe la señal, la interpreta y determina qué acción debe ejecutar el robot según el comando recibido.
5. El Arduino envía la instrucción al módulo controlador de motores L298N, el cual activa los motores DC para mover las ruedas del robot.
6. Dependiendo del comando:
“Avanza”: los motores giran hacia adelante.
“Retrocede”: giran en sentido contrario.
“Izquierda”: solo gira una rueda para cambiar de dirección.
“Alto”: detiene el movimiento.
7. Todo el sistema se alimenta mediante una batería que suministra energía al Arduino y al módulo de motores.
La voz del usuario → se convierte en una señal digital por la app → que llega al Arduino mediante Bluetooth → y este controla los motores para que el carro se mueva según la mueva
Proyecto ambiental ( compostaje)
Transformando hojas de mango en vida: proyecto de compostaje institucional
En nuestra institución hemos decidido emprender un proyecto ambiental basado en el compostaje de hojas de mango. Esta iniciativa busca transformar un residuo natural en un recurso útil, promoviendo la sostenibilidad y el cuidado del entorno.
A través de este proyecto, pretendemos incentivar la conciencia ecológica dentro de la comunidad educativa, mostrando que los desechos orgánicos pueden convertirse en elementos que favorecen el crecimiento de las plantas y el mantenimiento de un ambiente más limpio y saludable.
Nuestro objetivo principal es demostrar cómo acciones simples y responsables pueden generar un impacto positivo en el entorno, fomentando hábitos amigables con el medio ambiente que beneficien a todos los miembros de la institución.
El proyecto de compostaje con hojas de mango no solo busca aprovechar un residuo natural, sino también generar un impacto positivo en nuestra institución. Al transformar las hojas en compost, fomentamos la fertilización de nuestras áreas verdes de manera natural, promoviendo la biodiversidad y la salud de las plantas.
Además, esta iniciativa tiene un enfoque educativo, ya que permite a los estudiantes y miembros de la comunidad aprender sobre el manejo adecuado de los residuos orgánicos, la importancia del reciclaje natural y la conservación del medio ambiente. Con ello, se pretende crear un hábito sostenible que perdure más allá del proyecto y que pueda replicarse en otros espacios de la institución.
Este proyecto demuestra que con creatividad y compromiso es posible convertir un problema cotidiano en una oportunidad ecológica, promoviendo al mismo tiempo la conciencia ambiental y la responsabilidad social.
Problema
En nuestra institución, la acumulación de hojas de mango representa un problema ambiental y de salud que no puede ignorarse. Estas hojas se depositan constantemente en patios y senderos, provocando obstrucción del paso, dificultad en la limpieza y acumulación de humedad, creando un ambiente propicio para la reproducción de mosquitos y el riesgo de enfermedades.
La falta de un manejo adecuado de este residuo natural genera un impacto negativo directo en la calidad del entorno, la seguridad de los estudiantes y el bienestar general de la comunidad educativa. Por lo tanto, se hace imprescindible implementar una solución efectiva que transforme este problema en una oportunidad.
El proyecto de compostaje con hojas de mango no solo aborda esta problemática de manera sostenible, sino que tiene el potencial de mejorar significativamente las áreas verdes de la institución, al convertir un residuo perjudicial en un fertilizante natural que promueve el crecimiento saludable de las plantas y contribuye a un ambiente más limpio y seguro para todos.
Fundación teoríaca
El proyecto de compostaje con hojas de mango se sustenta en principios ambientales, educativos y sociales que buscan promover la sostenibilidad dentro de nuestra institución. La práctica del compostaje es una estrategia reconocida mundialmente para reducir residuos orgánicos, mejorar la fertilidad del suelo y fomentar el cuidado del medio ambiente. Al transformar las hojas de mango en compost, se contribuye a minimizar la contaminación y prevenir la proliferación de mosquitos, generando un impacto positivo en la salud de la comunidad.
Desde el enfoque educativo, este proyecto permite concientizar a los estudiantes y personal sobre la importancia de los residuos orgánicos, enseñando técnicas de aprovechamiento que pueden replicarse en casa y otros espacios de la institución. Además, promueve valores como responsabilidad ambiental, trabajo en equipo y compromiso con la naturaleza, al involucrar a la comunidad en la implementación y mantenimiento del compostaje.
Diseño
1. Recolección de hojas de mango
Identificar las zonas de la institución donde se acumulan las hojas de mango.
Recolectar las hojas de manera diaria o semanal, según la cantidad de residuo generado.
2. Preparación del área de compostaje
Elegir un espacio adecuado, seco y ventilado dentro de la institución.
Delimitar el área con contenedores, cajones o montículos para el compostaje.
3. Trituración y acondicionamiento de las hojas
Romper o triturar las hojas para facilitar su descomposición.
Mezclar las hojas con otros residuos orgánicos disponibles, como restos de frutas y verduras, para equilibrar la composición del compost.
4. Montaje del compostaje
Colocar las hojas y residuos en capas, alternando materia seca (hojas) y materia húmeda (restos de frutas o verduras).
Mantener el compost aireado y húmedo, volteando las capas cada cierto tiempo para acelerar el proceso de descomposición.
5. Control y seguimiento
Revisar periódicamente la humedad y el olor del compost.
Retirar residuos no deseados o materiales que no se descompongan correctamente.
6. Uso del compost
Una vez que el compost esté listo, aplicarlo en las áreas verdes de la institución para mejorar la fertilidad del suelo y promover el crecimiento saludable de las plantas.
Planificación
1. María Ángel Villamizar
Buscó información sobre compostaje y residuos orgánicos.
Planificó el proyecto, definiendo objetivos, pasos a seguir y estrategias de ejecución.
Designó las actividades del proyecto, estableciendo fechas, lugares y responsables.
Coordinó la recolección de residuos de restos orgánicos.
2. Linda Rojas
Recolectó hojas de mango para el compostaje.
Secó y almacenó las hojas recolectadas para su uso posterior.
3. Moisés Mauri
Recolectó la tierra que se utilizará en la preparación del compost.
4. Vid Pérez
Elaboró el proyecto de manera escrita, registrando actividades y evidencias fotográficas.
Trabajó en colaboración con todo el grupo durante el desarrollo del proyecto.
5. Geraldine Bastidas
Recolectó materiales orgánicos adicionales.
Supervisó la preparación del abono y el incremento de la base del compost.
6. Andrés Trillos
Colaboró en la recolección de materiales orgánicos.
Apoyó en la preparación inicial del compostaje junto con el grupo.
Construcción
Fase de Construcción del Proyecto de Compostaje
En esta fase se llevaron a cabo todas las actividades prácticas necesarias para la elaboración del compost a partir de residuos orgánicos, principalmente hojas de mango. Cada integrante del grupo participó en la ejecución de las tareas según lo planificado:
Preparación del espacio: Se delimitó el área donde se realizará el compostaje y se organizaron los materiales necesarios (tierra, hojas, restos orgánicos).
Recolección y preparación de materiales: Se recolectaron hojas de mango, tierra y otros residuos orgánicos, asegurando que estuvieran en condiciones adecuadas para iniciar el compostaje.
Formación de capas del compost: Se colocaron los materiales en capas alternadas según el procedimiento de compostaje, mezclando hojas secas, restos orgánicos y tierra para favorecer la descomposición.
Seguimiento y mantenimiento inicial: Se regó y aireó el compost periódicamente para activar la descomposición, controlando la humedad y temperatura del material.
Registro de evidencias: Se documentó todo el proceso mediante fotografías y notas, para poder evidenciar cada etapa de la construcción del compostaje.
junio 19, 2025
1. ¿Cuál es el propósito o meta que se desea alcanzar?
El propósito o meta de esta práctica es aprender a construir y programar un circuito básico con Arduino, en el que se enciendan y controlen tres Leds (rojo, amarillo y verde) desde la placa, entendiendo cómo funcionan los pines digitales, las resistencias y la protoboard.
Desarrollar competencias en el diseño y la implementación de sistemas electrónicos programables, utilizando Arduino como herramienta principal para comprender cómo se pueden automatizar procesos mediante la programación y el control de dispositivos electrónicos. Esta experiencia sienta las bases para futuros proyectos tecnológicos más complejos, fomentando el pensamiento lógico, la solución de problemas.
2. ¿Qué información se necesita para solucionar el problema?
Para solucionar el problema se necesita conocer el funcionamiento básico del Arduino UNO, cómo conectar correctamente los LEDs y las resistencias para evitar daños por exceso de corriente, el uso adecuado de la protoboard para realizar conexiones seguras, y la identificación de los pines digitales de salida. También es fundamental tener conocimientos básicos de electricidad como voltaje, corriente y conexión en serie. Además, se debe comprender la lógica de codificación en el entorno de Arduino, utilizando instrucciones como pinMode, digitalWrite y delay, que permiten controlar el encendido y apagado de los LEDs en diferentes tiempos. La codificación es clave para definir el comportamiento del circuito, ya que mediante el programa se establece cuándo y cómo se activan los LEDs, permitiendo automatizar el proceso de encendido y simular sistemas como un semáforo.
3.Los componentes del circuito son:
1 placa Arduino UNO: es la unidad principal que controla todo el circuito.
1 protoboard (placa de pruebas): permite realizar conexiones sin necesidad de soldar.
3 LEDs: uno rojo, uno amarillo y uno verde, que representan las señales a controlar.
3 resistencias de 220Ω o 330Ω: se conectan en serie con los LEDs para limitar la corriente y evitar que se quemen.
Cables jumper (macho a macho): para realizar las conexiones entre el Arduino y la protoboard.
1 cable USB: se utiliza para alimentar el Arduino desde el computador y cargar el programa
4.¿como se organizo el grupo de estudiantes para dar solución al problema ?
Nos organizamos de la siguiente forma: Andrés Felipe Trillos fue el encargado de la programación, Moisés Mauri fue el encargado de de armar la placa de Arduino de manera física, María Villamizar y Vid Pérez fuimos las encargadas de hacer el taller a mano y tomar la recolección de los datos, y las alumnas Geraldine Bastidas y linda rojas se encargaron de tomar las evidencias fotografías
5. ¿Qué se hace para dar solución al problema?
Para dar solución al problema, primero se construye el circuito conectando los tres LEDs (rojo, amarillo y verde) en la protoboard, cada uno con su respectiva resistencia para protegerlos del exceso de corriente. Luego, se conectan los terminales positivos de los LEDs a los pines digitales del Arduino (por ejemplo, D2, D3 y D4), y los terminales negativos al pin GND. Después, se realiza la codificación en el entorno de Arduino utilizando instrucciones como pinMode para configurar los pines como salidas, y digitalWrite junto con delay para encender y apagar los LEDs en distintos tiempos. Finalmente, se carga el programa a la placa Arduino a través del cable USB y se observa cómo se encienden los LEDs en el orden programado, solucionando así el objetivo planteado.
6. ¿Se pudo dar solución al problema explica?
Sí, se pudo dar solución al problema, ya que al construir correctamente el circuito y cargar el código en la placa Arduino, los tres LEDs se encendieron y apagaron en el orden y tiempo programados. Esto demuestra que los componentes fueron conectados de forma adecuada y que la codificación permitió controlar el funcionamiento del circuito, cumpliendo así con el propósito de la práctica.
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