Arduino y Raspberry Pi para monitorización de un huerto – Andalucía Profundiza 2021-2022
Como parte del programa Andalucía Profundiza el IES Arroyo de la Miel presentó su propuesto para desarrollar unas sesiones orientadas a la introducción de Arduino y Raspberry Pi. Para adentrarnos en materiales se propuso utilizar el desarrollo de un proyecto de monitorización de un huerto utilizando Arduino y Raspberry Pi así como los sensores necesarios.
Sesiones
Se planificó el proyecto para realizar una serie de sesiones. En general se ha seguido la planificación pero se ha intentado adaptar en lo posible a las demandas e inquietudes del alumnado.
A continuación iremos mostrando las sesiones en las que se ha trabajado e iremos exponiendo el trabajo realizado por el alumnado.
Sesión 6-04-2022
Se trata de la primera sesión del programa.
Los profesores empezamos presentándonos a los alumnos y explicándoles brevemente que va enseñar cada uno de nosotros.
El alumnado también se presenta y nos cuenta un poco sobre su inquietud y que espera de este programa.
Tras esto, pasamos a una introdución a la actividad que vamos a desarrollar:
- Se explica que vamos a hacer durante el programa.
- La metodología que se va a seguir: se trata de una metodología muy participativa, donde lo importante es aprender haciendo, muy práctica y donde el alumnado va a poder dirigir un poco que vamos a ir trabajando en cada una de las sesiones.
- Se explican los componentes que vamos a utilizar: Arduino, Raspberry Pi, sensores, y programación en C. También se explica la diferencia entre un Arduino y una Raspberry Pi, entre un microcontrolador y un ordenador.
- Se muestran algunos de los sensores que vamos a utilizar. Principalmente el de distancia, humedad ambiental, temperatura ambiental, presión atmosférica y temperatura del terreno. También se muestran algunos otros sensores pero con la única finalidad de que el alumnado sepa que existen.
Una vez hechas las introduciones pertinentes pasamos a la materia.
En esta primera sesión se explica, de manera teórica y práctica, como funciona un generador de corriente continua. A continuación un video explicativo.
También creamos un condensador utilizando papel vegetal y otros elemenos comunes.
Sesión 20-04-2022
En la segunda sesión empezamos a ver una introducción a la programación en C. Nos centramos en los conceptos básicos y en que consiste compilar un programa.
Vemos lo suficiente para poder empezar a programar con Arduino que es la finalidad de esta sesión.
Sesión 27-04-2022
En esta sesión seguimos profundizando en la programación en C.
Además aprendemos como hacer infografías en la herramienta online Canva. Como primer ejercicio hacemos una infografía de la anatomía de un programa en C. Aquí teneís el resultado 🙂 .
Sesión 4-05-2022
Comenzamos viendo los sensores, en particular el sensor DHT11 que mide la temperatura y humedad ambiente.
Hacemos una primera práctica con ambos sensores ya con Arduino y reforzamos los conocimientos adquiridos hasta ahora.
Terminamos haciendo una infografía del funcionamiento del sensor DHT11. Aquí os la dejamos.
Sesión 11-05-2022
Seguimos trabajando con sensores, en este sesión, con el sensor de distancia.
El sensor de distancia nos permite conocer la distancia a la que se encuentra un objeto utilizando ondas sonoras, el rebote de las ondas sonoras en el objeto y el tiempo en recibir el rebote de esa onda de nuevo en el sensor. Es el mismo mecanismo que utilizan los delfines para la eco-localización.
El sensor de distancia es tal y como aparece a continuación.
En este caso incluimos un diagrama de conexionado de un primera prueba sencilla que hicimos.
Sesión 18-05-2022
Continuamos con un sensor que han elegido los alumnos. En este caso el sensor magnético. El sensor magnético se vale del efecto Hall para detectar objetos con propiedades magnéticas.
Con este sensor como base desarrolamos un proyecto donde se emitía un pitido cuando se detectaba un objeto magnético. También se mostraba información con una pantalla LCD sobre el campo magnético detectado en microTeslas y en nanoTeslas.
Os dejamos el siguiente video explicativo al respecto.
Sesión 25-05-2022
Seguimos aprendiendo sobre distintos sensores. Los alumnos seleccionan varios sensores y hacemos diversas pruebas pero al final nos quedamos con un detector de choque que se puede utilizar para robots.
Os dejamos un video explicativo de como funciona este miniproyecto con el sensor de choque.
Sesión 1-06-2022
Volvemos a utilizar el sensor magnético pero ahora añadimos una vuelta de tuerca más.
Hasta ahora hemos trabajado con el Arduino de forma aislada. Ahora queremos dar un pequeño salto y comunicar nuestro Arduino con una raspberry pi. Para ello utilizaremos el puerto serie y, más concretamente, el puerto USB.
Empezamos haciendo una pequeña prueba donde queremos mandar por el puerto serie un mensaje en json que identifique que lo que se quiere mandar es un tweet y el contenido de ese tweet.
A continuación os mostramos un ejemplo del json que se tiene que generar para mandar un tweet.
{ "tweet": "Este es el tweet que quiero que se publique" }En esta primera versión del proyecto logramos mandar los datos en json por el USB pero todavía nos falta que la8 raspberry pi publique los mensajes en Twitter.
Aquí teneis otro vídeo explativo. (Lo del «afiladooooor» es parte de la creatividad que demuestran nuestros alumnos 🙂 )
Sesión 8-06-2022
En esta sesión ya conectamos el proyecto anterior con la Raspberry Pi y publicamos los tweets en función de los mensajes que nos envíe Arduino por el puerto USB.
Cada alumno decidió el sensor que quería utilizar y el mensaje que quería mandar. Si la respuesta a todas las preguntas era 42, los mensajes de nuestros alumnos tampoco se quedan atrás 🙂
Os dejamos una captura del timeline de la cuenta de IESArroyoSTEAM en twitter ( https://twitter.com/IESArroyoSTEAM ) para que veais esos mensajes.
Sesión 22-06-2022
En esta última sesión uno de los alumnos trajo un proyecto en el que había estado trabajando.
El proyecto consiste en comunicar dos arduinos utilizando bluetooth. Cada Arduino está conectado a un ordenador para cargar el programa y alimentar al Arduino y los Arduinos se comunican entre si mediante bluetooth.
Además, en el Arduino receptor de la información (aunque la comunicación estaba implementada en los dos sentidos), tiene conectado un motor.
Los mensajes que se pueden mandar de un arduino a otros son todos los que queramos pero el receptor solo entiende 3 mensajes:
- Gira en sentido horario: mensaje «A»
- Gira en sentido antihorario: mensaje «B»
- Para el motor: mensaje «C»
A continuación podeis encontrar un video explicativo de este proyecto.
Informe de propuestas de mejoras
Como parte del ejercicio de indicadores de evaluación de la actividad formativa tenemos que hacer un informe de propuestas de mejoras para la actividad formativa del siguiente curso lectivo.
Dicho documento lo podeis encontrar en este enlace.
Video Recopilatorio
Os dejamos un video recopilatorio de algunas de los miniproyectos que hemos ido haciendo durante el programa. Esperamos que os guste.
Conclusión
El profesorado del programa Andalucía Profundiza quiere hacer llegar al alumnado que ha participado en el proyecto los buenos ratos que hemos pasado con este programa.
Ha sido muy enriquecedor ver lo rápido que aprendíais, el entusiasmo que poníais en cada sesión, y ver como venís a las sesiones con vuestro propio proyecto montado para explicarnos lo que habeis sabido hacer.
Esperamos que el alumnado haya disfrutado tanto de la experiencia como el profesorado y estamos seguros de que este tipo de iniciativas van a seguir proliferando en el centro.
Contad con nosotros.