← Portal de FP155:00

INS Pere Borrell · 2026–2027 · FP1 · Classe 21

Una alarma intel·ligent per al taller

Del sensor a la decisió: construeix una regla, prova-la i explica quan falla.

55 minutsA2 · Tecnologia i matemàtiquesPer parelles i amb comprovació individual

Rubén Pineda · Material nou disponible; la publicació no acredita que la sessió s’hagi impartit.

La sessió

Què aprendrem i com ho farem

  1. 5 minEl problema del taller
  2. 10 minExemple guiat
  3. 15 minProves al banc
  4. 15 minDisseny per parelles
  5. 10 minContrast i sortida

Materials: ordinador per parella, quadern i llapis. Repartiu els papers de pilot i verificador i intercanvieu-los a mitja activitat.

Abans de començar, comprova que pots distingir un estat actiu d’un d’inactiu i escriure una fracció. Si costa, usa la taula i compta els casos un a un.

Entendre abans de provar

Una regla que es pugui comprovar

La situació

El taller té un sensor de porta oberta i un sensor de moviment. Una persona ha de poder activar o desactivar el sistema. L’alarma només ha de sonar si es compleix la regla acordada.

  • $E$: activació general.
  • $P$: porta oberta.
  • $M$: moviment detectat.
  • $A$: sortida de l’alarma; $N$: avís de sistema desactivat.

$1$ significa cert o actiu; $0$ significa fals o inactiu. En el sensor de porta, actiu significa porta oberta.

Tres eines de decisió

AND: totes dues condicions han de ser certes. OR: almenys una és certa; també admet totes dues. NOT: inverteix una condició.

$x$$y$$x\operatorname{\ AND\ }y$$x\operatorname{\ OR\ }y$
$0$$0$$0$$0$
$0$$1$$0$$1$
$1$$0$$0$$1$
$1$$1$$1$$1$

Exemple guiat · Primer els sensors

Amb una regla OR i $E=1$, $P=0$, $M=1$:

$$A=1\operatorname{\ AND\ }(0\operatorname{\ OR\ }1)=1\operatorname{\ AND\ }1=1.$$

Si desactivem el sistema, $E=0$, el resultat passa a $A=0$, encara que hi hagi moviment. L’avís de desactivació és $N=\operatorname{NOT}(E)$.

Si em perdo: tres passos
  1. Escriu què significa cada entrada.
  2. Resol el parèntesi dels sensors.
  3. Combina el resultat amb l’activació general i comprova un cas diferent.

Per al percentatge: $\text{percentatge}=\frac{\text{casos actius}}{\text{casos totals}}\cdot100$. No confonguis els vuit estats d’aquesta activitat amb la probabilitat real d’una intrusió.

Investiga

Un banc per provar les regles

Estat inicial de la simulació: activació i sensors inactius. Els botons són controls del banc; no són camps de resposta. Fes una predicció al quadern abans de canviar-los.

FIGURA 01 · BANC VIRTUALEntrades → regla → alarma
Peu de gomaPeu de gomaPeu de gomaPeu de gomaSòcol metàl·licTapa del bancCargol de tapaCargol de tapaRail de muntatgeRail de muntatgeCargol de tapaPlaca identificadoraCargol de tapaSòcol del mòdulSòcol del mòdulSòcol del controladorSòcol del mòdulSòcol de l’avisadorCaixa del sensorCaixa del sensorControladorCaixa del sensorAvisador de bancAleta del dissipadorAleta del dissipadorAleta del dissipadorAleta del dissipadorAleta del dissipadorAleta del dissipadorMarc del visorMarc de la teclaBorn de sensorBorn de sensorMarc de la teclaBorn de sensorBorn de sensorVisor de sortidaMarc de la teclaBorn de sensorBorn de sensorRanura de la graellaRanura de la graellaRanura de la graellaRanura de la graellaTeclaEVis del bornVis del bornTeclaPVis del bornVis del bornTeclaMVis del bornVis del born
Maqueta de mòduls; consulta la regla o connexió sota el banc.Banc preparat

$A=E\operatorname{\ AND\ }(P\operatorname{\ OR\ }M)$

Obre la taula per contrastar les teves prediccions
$E$$P$$M$$A$

Proves recomanades: sistema desactivat; un únic sensor actiu; tots dos sensors actius. La porta OR no vol dir «exactament un».

Practica i justifica

Reptes progressius · Variant A

Dissenyeu una alarma activada amb qualsevol sensor.

Introdueix només el resultat, sense unitats. Usa coma decimal; les fraccions es demanen irreductibles. La comprovació valida el càlcul; la justificació es revisa en comú.

Guia docent en PDF

Cap repte comprovat

1. Dues entrades, una porta

En una porta AND de dues entrades, quantes de les quatre combinacions donen sortida $1$?

Necessito una pista

Prova totes les parelles; no comptis el mateix cas dues vegades.

Solució i punt clau
Escriu els casos $00$, $01$, $10$ i $11$. AND només dona $1$ en el cas $11$: $\boxed{1}$ cas.

Explica el procediment al quadern abans de donar-lo per acabat.

2. L’avís de desactivació

L’avís és $N=\operatorname{NOT}(E)$. Si $E=0$, quin valor té $N$?

Necessito una pista

NOT transforma un estat en l’altre.

Solució i punt clau
NOT inverteix l’estat: $\operatorname{NOT}(0)=\boxed{1}$.

Explica el procediment al quadern abans de donar-lo per acabat.

3. Prediu l’alarma

La regla és $A=E\operatorname{\ AND\ }(P\operatorname{\ OR\ }M)$. Amb $E=1$, $P=0$ i $M=1$, calcula $A$.

Necessito una pista

Resol la porta dels sensors abans de combinar-la amb l’activació.

Solució i punt clau
Primer, $0\operatorname{\ OR\ }1=1$. Després, $1\operatorname{\ AND\ }1=\boxed{1}$.

Explica el procediment al quadern abans de donar-lo per acabat.

4. Quants estats hem de provar?

El sistema té tres entrades binàries independents: $E$, $P$ i $M$. Quantes combinacions hi ha en total?

Necessito una pista

Multiplica les possibilitats de cada entrada.

Solució i punt clau
Cada entrada té dos estats: $2\cdot2\cdot2=2^3=\boxed{8}$.

Explica el procediment al quadern abans de donar-lo per acabat.

5. De la taula a la fracció

Per a la regla amb OR, completa la taula dels vuit estats. Escriu quants activen l’alarma, la fracció irreductible i el percentatge.

Necessito una pista

La part són els casos actius; el total són tots els estats possibles. Multiplica la fracció per cent.

Solució i punt clau
Hi ha $3$ casos actius de $8$: $\frac{3}8=0{,}375=\boxed{37{,}5\,\%}$.

Explica el procediment al quadern abans de donar-lo per acabat.

6. Dissenya la condició dels sensors

Volem que qualsevol dels dos sensors pugui activar l’alarma, amb el sistema activat. Quina porta ha de combinar P i M?

Necessito una pista

Distingeix «tots dos alhora» de «almenys un».

Solució i punt clau
Cal la porta $\boxed{\operatorname{OR}}$. Després es combina el resultat amb $E$ mitjançant AND.

Explica el procediment al quadern abans de donar-lo per acabat.

7. Caça un error del circuit

Un company ha substituït OR per AND. Troba uns estats $E$, $P$ i $M$ que facin que el circuit correcte i el seu donin respostes diferents.

Necessito una pista

Necessites el sistema activat i uns sensors que permetin distingir les dues portes.

Solució i punt clau
Serveixen $E=1$, $P=1$, $M=0$, o bé $E=1$, $P=0$, $M=1$. Amb un únic sensor actiu, OR i AND difereixen.

Explica el procediment al quadern abans de donar-lo per acabat.

8. Tiquet individual

Amb la regla OR, $E=0$, $P=1$ i $M=1$, quina és la sortida? Justifica-la al quadern.

Necessito una pista

L’activació general també forma part de la regla.

Solució i punt clau
El sistema està desactivat: $0\operatorname{\ AND\ }1=\boxed{0}$. Els sensors no poden anul·lar la condició d’activació.

Explica el procediment al quadern abans de donar-lo per acabat.

Explica què has comprovat

Lliurament de la parella i tiquet individual

Lliureu la regla, la taula dels vuit estats i una prova que descarti el circuit equivocat. Al quadern, cadascú respon el repte final i explica per què l’activació general és necessària.

Aquest text no s’envia ni es desa. El docent revisa l’explicació i els càlculs del quadern.

Què valorarem?
  • Regla coherent amb l’encàrrec i activació general ben situada.
  • Taula completa i recompte sense repeticions.
  • Fracció i percentatge calculats amb el total correcte.
  • Contraexemple vàlid i justificat.
Orientació per al docent · Tiquet individual

La resposta ha d’indicar que E és una condició necessària: si el sistema està desactivat, A és nul independentment dels sensors.