⚡ TinkerCad + Arduino · Actividad 4🏅 35%

🚦🚶 Semáforo Peatonal con Detección Inteligente

Semáforo vehicular + peatonal de 3 LED · Espera ≥5 s · Amarillo 5 s · Seguridad 2 s (ambas rojo) · Verde mínimo 10 s

⏱ 90 min💻 TinkerCad🧱 Bloques👤 Individual o pareja📤 Enlace público

🎯 Objetivos de la actividad

📊 Flujo de estados del sistema

REPOSO
A:verde
Peat:rojo
→
SOLICITUD
Botón
o Sensor
→
A:VERDE
10 s
peatón espera
→
A:AMARILLO
5 s
→
A:ROJO
→
SEGURIDAD
ambas rojo
2 s
→
PEATONAL
verde 10 s
→
CIERRE
Peat:amarillo 5 s
→
SEGURIDAD
ambas rojo
2 s
→
VERDE MÍN.
A:verde 10 s
sin leer
→
REPOSO
ya se puede
leer

⏱ Tiempos obligatorios

  1. Verde de paso: 10 segundos — vale para la calle principal y para el semáforo peatonal.
  2. Amarillo siguiente: 5 segundos — siempre después del verde, en ambas calles.
  3. Rojo: permanece mientras la otra calle tiene el paso (verde o amarillo).
  4. Verde mínimo al volver: 10 segundos con la calle principal en verde. Durante ese tiempo no se lee el botón ni el sensor; recién después el sistema queda libre para una nueva solicitud.

🔍 Sensor de vehículo — elige una opción

Ambos sensores cumplen el mismo rol: detectar un vehículo esperando en la calle secundaria y activar el ciclo como si un peatón hubiera presionado el botón.

Opción A — Sensor ultrasónico HC-SR04

  • Trigger → pin 9, Echo → pin 10
  • Mide distancia: si d < 40 cm → vehículo presente
  • Variable: distancia = leer HC-SR04
  • Condición: distancia < 40

⚛ Física: d(cm) = t(μs)/58, derivado de d = v·t/2 con v=343 m/s

Opción B — Sensor infrarrojo (IR)

  • Señal OUT → pin 11
  • Lee BAJO cuando detecta un objeto
  • Condición: leer pin [11] = BAJO
  • No necesita variable: detección directa

⚛ El IR emite luz infrarroja; si hay objeto refleja la señal → el módulo cambia su salida digital.

💡

Ambas opciones producen el mismo resultado

En la condición de la Pista 3, el sensor se une con OR al botón: la solicitud se activa si cualquiera de los dos la genera. No es necesario usar los dos sensores a la vez.

🔌 Concepto clave: pull-up en el botón peatonal

Pull-DOWN (referencia)

Pin en reposo: BAJO. Al presionar → ALTO. Condición: pin = ALTO.

Pull-UP ← este circuito

Pin en reposo: ALTO. Al presionar → BAJO. Condición: pin = BAJO.

¿Por qué 10 kΩ? Sin la resistencia el pin flota entre 0 y 5 V captando ruido. La resistencia lo ancla a 5 V en reposo. I = 5/10 000 = 0,5 mA — corriente segura para el Arduino.

📦 Componentes

● Arduino Uno
● LED semáforo vehicular (calle principal): rojo, amarillo, verde
● Resistencia 220 Ω × 3 (semáforo vehicular)
● LED semáforo peatonal: rojo, amarillo y verde (3 LED)
● Resistencia 220 Ω × 3 (semáforo peatonal)
● Push button + Resistencia 10 kΩ
● HC-SR04 (Opción A) — pines 9 y 10
● Sensor IR (Opción B) — pin 11
● Cables y protoboard
🚦

El semáforo peatonal tiene 3 LED

No uses un peatonal de solo rojo y verde. El semáforo peatonal lleva rojo, amarillo y verde, igual que el vehicular. El botón atiende a peatones y el sensor a vehículos de la calle secundaria. Reutiliza el montaje de la Actividad 3 (pines 2–7) y agrega el botón en el pin 8.

🟢
Inicio
15 minutos

Entender la lógica antes de montar

  • Lee el flujo de estados e identifica cuántos momentos distintos tiene el ciclo.
  • Decide qué sensor vas a usar (HC-SR04 o IR) y anota los pines correspondientes.
  • ¿Qué pasaría si el botón o el sensor siguen activos al terminar el cruce? El verde mínimo de 10 s evita que el ciclo se repita de inmediato.
  • Dibuja un esquema rápido del circuito antes de abrir TinkerCad.
🔵
Desarrollo
65 minutos

Montar y programar con las pistas de bloques

1
Montaje del circuito 20 min
  • LEDs del semáforo vehicular (pines 2–4) y del semáforo peatonal de 3 LED (pines 5–7): ambos con rojo, amarillo y verde, cada uno con 220 Ω a GND.
  • Botón pull-up: pin 8 con 10 kΩ a 5V; el otro extremo del botón a GND.
  • Sensor elegido: HC-SR04 (trigger=9, echo=10) o IR (OUT→pin 11).
  • Verificar que todos los LEDs encienden antes de programar.
2
Variables y estado inicial 12 min
  • Código → Bloques → crear variables de la Pista 1.
  • En "al iniciar": programar estado normal con la Pista 2.
  • Verificar en simulación: calle principal en verde, semáforo peatonal en rojo al arrancar.
3
Detectar solicitud (botón + sensor) 13 min
  • En "repetir para siempre": construir la condición de la Pista 3.
  • Probar botón solo → ¿inicia el ciclo? Probar sensor solo → ¿también lo inicia?
  • Probar durante ciclo activo → ¿el bloqueo ignora la solicitud?
  • Al volver al verde de la principal, ¿el botón y el sensor se ignoran durante 10 s?
4
Ciclo completo con temporizador 20 min
  • Dentro del "si": construir el ciclo con la Pista 4.
  • Verificar la cuenta regresiva en el Monitor Serial.
  • Comprobar los tiempos: principal verde 10 s y amarillo 5 s; luego peatonal verde 10 s y amarillo 5 s.
  • Al volver: principal en verde 10 s mínimo sin leer botón ni sensor; después sí se puede solicitar de nuevo.
🧩 Pistas de Bloques
Las pistas muestran el tipo de bloque y el orden lógico — no son el código completo. Tu trabajo es encontrar cada bloque en TinkerCad y ensamblarlos.
📌 Referencia de pines
Pin 2 — Principal Verde
Pin 3 — Principal Amarillo
Pin 4 — Principal Rojo
Pin 5 — Peatonal Verde
Pin 6 — Peatonal Amarillo
Pin 7 — Peatonal Rojo
Pin 8 — Botón pull-up (LOW=presionado)
Pin 9 — HC-SR04 Trigger (si usas ultrasonido)
Pin 10 — HC-SR04 Echo (si usas ultrasonido)
Pin 11 — Sensor IR (LOW=vehículo detectado)
💡 Pista 1 — Variables
En TinkerCad Bloques → Variables → "Crear variable".
Bloqueo del botón
crear variable [bloqueado]
establecer [bloqueado] en falso
Cuenta regresiva
crear variable [contador]
establecer [contador] en 15
Solo si usas HC-SR04
crear variable [distancia]
💡 Pista 2 — Estado normal
Va en "al iniciar" y también al final del ciclo, antes del verde mínimo y del desbloqueo.
pin digital [2] → ALTO← principal verde ON
pin digital [3] → BAJO← principal amarillo OFF
pin digital [4] → BAJO← principal rojo OFF
pin digital [5] → BAJO← peatonal verde OFF
pin digital [6] → BAJO← peatonal amarillo OFF
pin digital [7] → ALTO← peatonal rojo ON
💡 Pista 3 — Detectar solicitud (botón O sensor)
La condición combina el botón con el sensor. Elige una de las dos opciones de sensor. Esta lectura solo ocurre cuando bloqueado es falso (después del verde mínimo de 10 s).
si ... entonces
NO [bloqueado] = verdadero← sistema libre
Y además:
leer pin [8] = BAJO← botón pull-up presionado
O← cualquiera de los dos activa
distancia ultrasónica (trigger=9, echo=10) < 40← opción A: HC-SR04
leer pin digital [11] = BAJO← opción B: sensor IR
💡 Pista 4 — Ciclo completo
establecer [bloqueado] en verdadero← bloquear
establecer [contador] en 15
Cuenta 15 → 6 (principal en verde, 10 segundos)
repetir [10] veces← verde principal 10 s
esperar [1] segundo
cambiar [contador] en [−1]
imprimir [contador] al Monitor Serial
En t=5 → calle principal a AMARILLO (5 segundos)
pin digital [2] → BAJO← apagar verde principal
pin digital [3] → ALTO← encender amarillo principal
Cuenta 5 → 0 (amarillo principal, 5 segundos)
repetir [5] veces← amarillo 5 s
esperar [1] segundo
cambiar [contador] en [−1]
imprimir [contador] al Monitor Serial
En t=0 → principal rojo + peatonal verde (10 segundos)
pin digital [3] → BAJO← apagar amarillo principal
pin digital [4] → ALTO← principal rojo ON
pin digital [7] → BAJO← peatonal rojo OFF
pin digital [5] → ALTO← peatonal verde ON
10 segundos de verde peatonal
esperar [10] segundos← verde de paso 10 s
Cierre: peatonal a AMARILLO 5 s y luego a ROJO
pin digital [5] → BAJO← apagar verde peatonal
pin digital [6] → ALTO← encender amarillo peatonal
esperar [5] segundos← amarillo 5 s
pin digital [6] → BAJO← apagar amarillo peatonal
pin digital [7] → ALTO← peatonal rojo ON
esperar [1] segundo← pausa de seguridad (ambas en rojo)
Volver al estado normal (Pista 2) y respetar el verde mínimo
pin digital [4] → BAJO← apagar rojo principal

⭐ Aplica aquí los bloques de la Pista 2: principal verde, peatonal rojo (3 LED: verde y amarillo apagados, rojo encendido).

esperar [10] segundos← verde mínimo: aún NO leer botón ni sensor
establecer [bloqueado] en falso← ahora sí se puede leer
🟡
Cierre y entrega
10 minutos

Prueba completa con los dos mecanismos de activación

  • Prueba 1: sistema en reposo sin tocar nada → calle principal en verde, semáforo peatonal en rojo (verde y amarillo peatonales apagados).
  • Prueba 2: presionar el botón peatonal → ¿inicia el ciclo?
  • Prueba 3: acercar un objeto al sensor → ¿inicia el mismo ciclo?
  • Prueba 4: presionar botón durante ciclo activo → ¿el sistema lo ignora?
  • Prueba 5: al terminar el cruce, ¿el peatonal queda 10 s en verde y 5 s en amarillo antes de volver al rojo?
  • Prueba 6: al volver, ¿la principal queda 10 s en verde ignorando botón y sensor? Recién después de esos 10 s una nueva pulsación o detección debe iniciar otro ciclo.
📤

Entrega en Google Classroom

  • TinkerCad → Compartir → acceso público → copiar enlace.
  • Classroom → tarea TKC2 → Agregar enlace → Entregar.
  • Verificar que aparezca ✓ Entregado.

📚 Conceptos que se aprenden

  • Variable booleana: bloqueado como interruptor de estado
  • Verde mínimo: no leer entradas hasta que la principal haya funcionado 10 s
  • OR lógico: dos fuentes distintas activan el mismo evento
  • Pull-up: lógica invertida del botón
  • HC-SR04: d(cm) = t(μs)/58
  • Sensor IR: detección digital directa de presencia
  • Temporización: bucle controlado para cuenta regresiva

✦ Desafíos opcionales

  1. Mostrar la cuenta regresiva en un display 7 segmentos.
  2. Agregar un buzzer que suene durante el cruce peatonal.
  3. Implementar ambos sensores y mostrar cuál activó el ciclo en el Monitor Serial.
  4. Ajustar el tiempo de cruce según la hora del día usando la variable contador.

⚛ Conexión con física

  • HC-SR04: d(cm) = t(μs)/58, derivado de d = v·t/2 con v=343 m/s a 20 °C.
  • Sensor IR: emite luz infrarroja (λ ≈ 850 nm, invisible al ojo humano); el objeto refleja la señal de vuelta al receptor del módulo.
  • Pull-up: divisor de tensión — corriente I = 5V/10 kΩ = 0,5 mA en reposo; al presionar el botón la tensión en el pin cae a 0 V.
Entrega vía Google Classroom

Enlace público TinkerCad (simulación activa). El enlace debe permitir ver y ejecutar el circuito sin iniciar sesión. Entrega puntual para obtener los 40 pts completos.

← Actividad 3 — Semáforo de EsquinaCálculo de la Nota →

📋 Rúbrica — Semáforo Peatonal Inteligente

TinkerCad · Actividad 4 · 40 pts entrega + 6 criterios × 4 pts = 64 puntos

40 pts
Entrega oportuna
24 pts
Calidad (6 criterios × 4 pts)
40 PUNTOSENTREGA DEL TRABAJO
0
No entregó o >3 días atraso
20
2–3 días de atraso
30
1 día o entrega incompleta
40
Completa y en fecha
24 PUNTOSCALIDAD DEL PROYECTO (6 criterios × 4 pts)
Criterio4 pts
Logrado íntegramente		3 pts
Detalles menores		2 pts
Parcialmente		1 pt
Incipiente		0 pts
Ausente		Pts
Circuito
completo		Seis LED: 3 vehiculares + 3 peatonales (rojo, amarillo y verde en cada semáforo), botón pull-up (10 kΩ) y sensor elegido correctamente conectados.Circuito completo con un detalle menor de orden o valor de resistencia.Componentes presentes pero con alguna resistencia incorrecta o sensor sin conexión precisa.El semáforo peatonal tiene solo 2 LED (falta el amarillo) o el sensor no está conectado.Circuito incompleto o sin conexiones funcionales.
Estado normal
del sistema		Calle principal en verde y semáforo peatonal en rojo (3 LED: solo el rojo encendido) indefinidamente hasta recibir una solicitud (botón o sensor).Estado normal correcto con una activación espuria muy ocasional.Estado inicial correcto pero el sistema cambia de estado sin solicitud.Solo uno de los LEDs del estado normal funciona correctamente.Estado normal no implementado o los LEDs no responden.
Detección de
solicitud		Tanto el botón como el sensor activan el ciclo; el bloqueo impide dobles activaciones; al volver, 10 s de verde mínimo sin leer entradas.Ambos mecanismos funcionan; el verde mínimo existe con un detalle menor de tiempo.Solo uno de los dos mecanismos activa el ciclo, o el sistema se reactiva de inmediato al volver.El bloqueo no funciona o la detección es muy errática.Ningún mecanismo activa el ciclo o la variable de bloqueo no está implementada.
Secuencia y
temporizador		Cuenta 15→0 en Serial Monitor; verde 10 s y amarillo 5 s en la principal (amarillo en t=5, rojo en t=0).Secuencia correcta con una pequeña variación de tiempo en alguna transición.La cuenta existe pero el verde no dura 10 s o el amarillo no dura 5 s.Hay cambio de estado pero sin cuenta regresiva ni tiempos definidos.La secuencia no funciona o el sistema no responde a ninguna solicitud.
Sincronización
del cruce		Peatonal verde 10 s y amarillo siguiente 5 s (los 3 LED se usan); nunca hay dos verdes a la vez; vuelve al reposo con 10 s de verde mínimo en la principal.Sincronización correcta con un detalle menor en el cierre o la vuelta al normal.El peatonal enciende en verde pero el tiempo no es 10 s + 5 s, o falta el amarillo de cierre.El verde peatonal enciende en el momento incorrecto o sin coordinación con la principal.El semáforo peatonal no se activa en ningún momento del ciclo.
Documentación
y presentación		Explica el pull-up, el bloqueo, el verde mínimo de 10 s, el sensor elegido y la secuencia completa (verde 10 s y amarillo 5 s en vehicular y peatonal).Explica cuatro de los cinco aspectos con claridad, uno requiere apoyo.Explica solo dos aspectos con claridad.Explicación muy vaga o con errores conceptuales importantes.No puede explicar el circuito ni responder preguntas básicas.
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Puntaje total (entrega + calidad)— / 64