Estación Meteorológica I O T (Internet de las cosas)
Datos del Proyecto
Descripción de la Experiencia
Los objetivos que pretendía conseguir con el diseño, construcción y programación de una Estación Meteorológica que envíe los datos a un servidor para poder consultar los datos desde cualquier lugar del mundo era múltiple:
- Incentivar la autonomía e iniciativa personal del alumnado, fomentando la capacidad de emprendimiento y estimulando la innovación, la creatividad y la originalidad. En este sentido tubieron que buscar información dobre los tipos de sensores que había que utilizar, cómo se iba a construir y qué programas se debían utilizar. En este sentido obtuvieron diferentes archivos (*STL) de la web listos para imprimir en 3D y dieron sus primeros pasos en la programación del controlador Arduino. Realizaron una lista de materiales para su adquisición así como de las herramientas necesarias para su fabricación (Impresora 3D, PLA…)
- Contribuir al cambio en las prácticas docentes favoreciendo la promoción de metodologías que fomenten el desarrollo de las competencias clave del alumnado. Se realizaron grupos por intereses procurando que los grupos fuesen mixtos tanto en sexo como en niveles de conocimientos.
- Conocer y difundir buenas prácticas docentes en el terreno de la investigación aplicada a la educación. La última sesión se dedicó a la difusión del Proyecto mientras participaban en la III TecnoIngenia que organiza la Ecuela Politécnica de la Universidad de Córdoba y durante la participación en la V Feria Andaluza de la Tecnología celebrada en Málaga.
- Estimular en el alumnado el interés por la investigación en cualquier ámbito, adquiriendo estrategias que les permitan la adquisición y mejora de sus competencias a lo largo de toda la vida. Respecto a este particular tengo el convencimiento que el logro de los objetivos anteriores hacen que se logre este último.
Con el desarrollo del Proyecto se pretende que el alumnado alcance una visión más amplia y globalizada de los conocimientos técnicos, como pueda ser la programación y la electrónica, y su uso para desarrollar proyectos, a priori, de carácter más científico como es la obtención de diferentes parámetros ambientales. Generalmente el conocimiento que se imparte en los currículos de estos cursos consiste en la fabricación de un pequeño robot. Con este Proyecto el alumnado ahondará en el conocimiento de otros sensores que nos servirán para que la estación recoja los datos del medioambiente y los envíe mediante internet vía wifi a una plataforma IoT.(internet de las cosas)
El alumnado conocerá las características de las placas electrónicas Arduino UNO y Nodemcu ESP8266, esta última basada en Arduino para transmitir por wifi.
Básicamente la estación estará formada por:
- Un detector de luminosidad (BH 1750): que indique de manera cualitativa el número de lux o la hora en la que amanece y anochece.
- Un detector de temperatura y humedad del tipo (DHT11 o DHT 22).
- Un detector de presión atmosférica y altitud(BMP 180).
- Un detector de efecto Hall para el anemómetro que nos dé la velocidad del viento en Km /h.
- Un detector efecto Hall, para fabricar un pluviómetro que nos mide los mm/s
- Un detector efecto hall en analógico para obtención de los grados que marca la veleta
Programación del curso
1ª Sesión: El alumno aprenderá a instalar el software libre Arduino y la placa Nodemcu ESP8266 en su ordenador, su configuración y dará los primeros pasos en la programación de estas placas electrónicas. Por otro lado, se conectará el detector de luminosidad BH 1750 y se obtendrá la lectura de umbrales máximos y mínimos en el monitor serial de Arduino.
2ª Sesión: Diseño y fabricación del pluviómetro. Aprenderemos de forma sencilla los conceptos fundamentales del funcionamiento del pluviómetro. Este consiste en un depósito dividido por la mitad, capaz de balancearse. Cuando llueve se llena la mitad del depósito hasta que por acción del peso se balancea quedando el otro medio depósito en disposición de llenarse. Un imán cierra el circuito en cada balanceo. Mediante una pipeta se midió la capacidad de cada uno de los depósitos con lo que multiplicando por las veces que ha balanceado tendremos el volumen caído. Para la Fabricación del pluviómetro se utilizó el sensor de efecto Hall que es sensible a los campos magnéticos.
3ª Sesión: Diseño y fabricación del aparato que medirá la temperatura, la humedad y la presión atmosférica. Utilizando los sensores DHT11 o DHT 22 para obtener datos de temperatura y humedad y el sensor BMP 180 para la obtención de la presión atmosférica. Se programarán y se obtendrán datos en el monitor serial del IDE de Arduino.
4ª Sesión: Diseño y fabricación del anemómetro. El anemómetro se fabricó utilizando archivos *stl. El sensor utilizado en este caso será de efecto hall capaz de detectar campos magnéticos y por tanto capaz de contar pulsos (uno por cada giro). Para que el giro no tuviese resistencia se colocó un rodamiento
5ª Sesión: Programación del sensor efecto hall para obtener medidas de velocidad del aire en Km/h. Se estudiaron diferentes códigos y se adaptó el que mejor se adaptaba a nuestra estación.
6ª Sesión: Implementación de una pantalla LCD en cada dispositivo que nos facilite la lectura de los datos mediante comunicación I2C después de completar la programación de cada sensor. La introducción de un LCD presentó varias dificultades, la primera era el estudiar del tipo que se trataba, para ello pasaron un progrrama que da en el monitor el tipo que es.
7ª Sesión: Internet de las cosas (I o T). La placa nodemcu ESP 8266 lleva incorporado un módulo wifi capaz de mandar y recibir datos utilizando internet. Durante esta sesión se enseñará el funcionamiento de diferentes plataformas, con licencia gratuita y de código abierto, capaces de albergar datos que manden nuestros sensores. Se estudiarán ThingSpeak, Blink, Thinger.io, Cayenne. Se realizarán pruebas de comunicación. Se implementa la programación de las placas para obtener los datos de la plataforma en el móvil personal de la persona que quiera conocer los datos climáticos.
8ª Sesión: Exposición en la III TecnoIngenia organizada por la UCO y la V Feria Andaluza de la Tecnología (FANTEC) que organiza la UMA. El alumnado además de poder acceder a otros proyectos que pudieron explicar cómo habían trabajado para conseguir la estación meteorológica, cómo funcionaba. Además oen TecnoIngenia obtuvieron el segundo premio de su categoría.
Photo by Samuel Zeller on Unsplash
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