P059-Implementación de soluciones prácticas con IoT y Arduino.pptx
- 1. Implementación de soluciones prácticas con IoT y Arduino
- 2. Introducción
- 3. El Internet de las Cosas (IoT, por sus siglas en inglés "Internet of Things") es una red de dispositivos físicos ("cosas") que están conectados a Internet y pueden comunicarse entre sí. Estos dispositivos recopilan y comparten datos a través de la red sin necesidad de intervención humana. ¿Qué es IoT? Recuperado de https://latam.kaspersky.com/resource-center/definitions/what-is-iot
- 4. Hogares Inteligentes Ejemplos de aplicaciones de IoT Ciudades Inteligentes
- 5. Salud y Bienestar Ejemplos de aplicaciones de IoT Industria
- 6. Aulas Inteligentes IoT en el ámbito educativo Experiencias de aprendizaje enriquecidas
- 7. Casuística
- 8. LEEMOS EL SIGUIENTE CASO Fernando, un docente de tecnología, implementó un proyecto práctico utilizando IoT y Arduino para fomentar el aprendizaje activo entre sus estudiantes. El proyecto consistió en la creación de un semáforo inteligente, integrando conocimientos de electrónica, programación y solución de problemas. Objetivo del Proyecto: Construir un semáforo utilizando una placa Arduino y programarlo para controlar el flujo de tráfico de manera eficiente. Desarrollo del Proyecto: • Conexión de LEDs: Los estudiantes conectaron LEDs rojos, amarillos y verdes a la placa Arduino. • Programación del ciclo del semáforo: Programaron el Arduino para que los LEDs cambiaran de color siguiendo un ciclo de semáforo estándar. • Presentación del proyecto: Integraron todas las partes y presentaron el semáforo en funcionamiento. Resultados: Los estudiantes desarrollaron habilidades en programación, electrónica y trabajo en equipo, y comprendieron cómo las tecnologías IoT pueden aplicarse para resolver problemas del mundo real. ¿Cómo podrían los docentes utilizar proyectos prácticos con Arduino para abordar otros desafíos del mundo real en sus clases?
- 10. Corriente eléctrica La corriente eléctrica es el flujo de cargas eléctricas a través de un material conductor, como un alambre de cobre. Estas cargas son generalmente electrones, que se mueven a través del conductor debido a una diferencia de potencial (voltaje) aplicada a sus extremos.
- 11. Analogía con el agua Para visualizar esto, consideremos nuevamente la analogía del agua: Sistema de Agua con Presión Ahora, si conectas una bomba que genera presión, el agua comenzará a fluir a través de las tuberías. La presión proporcionada por la bomba es análoga al voltaje en un circuito eléctrico. Sistema de Agua Estático: Imagina un sistema de tuberías lleno de agua pero sin ninguna bomba que genere presión. Sin presión, el agua dentro de las tuberías no se moverá; permanecerá estática.
- 12. En el contexto eléctrico Con Voltaje: Cuando se aplica un voltaje, se crea una diferencia de potencial entre dos puntos. Esta diferencia de potencial genera una fuerza eléctrica que impulsa a los electrones a moverse desde el punto de mayor potencial (positivo) al punto de menor potencial (negativo). Sin Voltaje (0V): Si no hay una diferencia de potencial entre dos puntos de un conductor, los electrones no tienen una razón para moverse. Esto significa que no habrá corriente eléctrica (flujo de electrones).
- 13. Corriente alterna (CA) La corriente alterna (CA) es un tipo de corriente eléctrica en la que la dirección del flujo de electrones cambia periódicamente. En otras palabras, la corriente alterna oscila hacia adelante y hacia atrás. CA = Corriente alterna AC = Alternating Current
- 14. Corriente continua (CC) La corriente continua (CC) es un tipo de corriente eléctrica en la que el flujo de electrones va en una sola dirección, sin cambiar de sentido. CC = Corriente continua DC = Direct Current
- 15. Protoboard Un protoboard, también conocido como breadboard o placa de pruebas, es una herramienta fundamental en el campo de la electrónica utilizada para construir y probar circuitos electrónicos de manera temporal sin la necesidad de soldaduras.
- 16. Multímetro Un multímetro es una herramienta electrónica que se utiliza para medir diferentes aspectos eléctricos y electrónicos como voltaje, corriente y resistencia en circuitos. •Voltaje: Determina cómo la energía eléctrica se distribuye y se transmite a través de un circuito. •Corriente: Indica la cantidad de energía eléctrica que realmente se está utilizando para hacer funcionar los dispositivos. •Resistencia: Controla y limita la cantidad de corriente que puede fluir a través de los componentes para evitar daños o ajustar el funcionamiento del circuito.
- 17. Resistencia Una resistencia es un componente electrónico que se utiliza para limitar o regular el flujo de corriente en un circuito. Valor de Resistencia: •Medido en ohmios (Ω), indica cuánto se opone la resistencia al flujo de corriente. •Un valor más alto de ohmios significa mayor oposición y menos corriente a través de la resistencia para un voltaje dado.
- 18. LED Un LED (diodo emisor de luz, por sus siglas en inglés Light Emitting Diode) es un dispositivo semiconductor que emite luz cuando se le aplica una corriente eléctrica. Ánodo Cátodo - + Led Voltaje Corriente Rojo 2 V 20.0 mA (0.02 A)
- 19. LED Para proteger un LED, es fundamental usar una resistencia en serie para limitar la corriente que fluye a través del LED. La resistencia adecuada se puede calcular usando la Ley de Ohm: Ejemplo Práctico Si tienes un LED rojo con un voltaje de funcionamiento de 2V y quieres conectarlo a una fuente de 9V, necesitas calcular la resistencia adecuada: Supongamos que deseas una corriente de 20 mA (0.02 A) a través del LED. La resistencia sería.
- 20. Ley de Ohm La Ley de Ohm es una de las leyes fundamentales de la electricidad y describe la relación entre el voltaje, la corriente y la resistencia en un circuito eléctrico. Esta ley fue formulada por el físico alemán Georg Simon Ohm en 1827. La Ley de Ohm se expresa con la siguiente fórmula: Donde: V es el voltaje (o diferencia de potencial) en voltios (V) I es la corriente en amperios (A). R es la resistencia en ohmios (Ω).
- 21. Ley de Ohm La Ley de Ohm puede reorganizarse para resolver cualquiera de las tres variables (V, I, R): Para encontrar la corriente (I): Para encontrar la resistencia (R): Para encontrar el voltaje (V): Si tienes un voltaje de 12V aplicado a través de una resistencia de 4Ω, la corriente que fluye a través del circuito sería: Si una corriente de 2A fluye a través de una resistencia de 5Ω, el voltaje a través de la resistencia sería: Si un voltaje de 9V provoca una corriente de 3A, la resistencia del circuito sería:
- 22. Uso de la aplicación
- 23. ¿Qué es Arduino? Arduino es una plataforma de hardware y software de código abierto diseñada para facilitar el uso de la electrónica en proyectos multidisciplinarios. Está compuesta por una serie de placas de desarrollo (hardware) que pueden leer entradas y convertirlas en salidas, y un entorno de desarrollo integrado (software) que permite programar estas placas.
- 24. Programar una placa Arduino Las placas Arduino se programan utilizando un lenguaje basado en C/C++, a través del entorno de desarrollo integrado (IDE) de Arduino. Descarga de Arduino IDE 2.3.2 https://www.arduino.cc/en/software
- 25. Partes del Arduino UNO Botón reset Microcontrolador ATmega328P Pines analógicos Pines digitales Conector de alimentación GND: Pines de tierra
- 26. Pines de Alimentación (Power Pins): Vin: Entrada de voltaje. Se puede utilizar para alimentar la placa con una fuente de 7-12V. GND: Pines de tierra o referencia de 0V. 5V: Proporciona una salida regulada de 5V. 3.3V: Proporciona una salida regulada de 3.3V. RESET: pin RESET se conecta a tierra (GND), ya sea a través de un botón o mediante un circuito externo, se reinicia el microcontrolador IOREF: Proporciona el voltaje de referencia con el que opera el microcontrolador. Pines de Entrada Analógica (Analog Input Pins): A0-A5: Estos pines se utilizan para leer señales analógicas, es decir, valores en un rango continuo (por ejemplo, de 0 a 1023). Pines de Entrada/Salida Digitales (Digital I/O Pins): D0-D13: Estos pines se utilizan para leer y escribir señales digitales (0 o 1). Microcontrolador:ATmega328P: Es el cerebro de la placa. Este microcontrolador se encarga de ejecutar los programas que escribes y cargas en la placa. AREF: permite establecer un voltaje de referencia externo para las entradas analógicas, mejorando la precisión de las mediciones analógicas cuando es necesario. L: LED está conectado al pin digital 13. TX: Este LED indica la actividad de transmisión de datos desde la placa Arduino hacia otro dispositivo. RX: Este LED indica la actividad de recepción de datos hacia la placa Arduino desde otro dispositivo.
- 27. Microcontrolador ATmega328P El ATmega328P es un microcontrolador de la familia AVR fabricado por Microchip Technology (anteriormente Atmel). Es ampliamente utilizado en aplicaciones de electrónica y sistemas embebidos debido a su capacidad para controlar periféricos y realizar tareas de procesamiento de datos. Características Principales: Arquitectura: Utiliza una arquitectura RISC de 8 bits. Velocidad de Reloj: Puede operar a velocidades de hasta 20 MHz. Memoria: Dispone de 32 KB de memoria flash para el almacenamiento de programas, 2 KB de SRAM y 1 KB de EEPROM para almacenamiento de datos no volátiles. Periféricos Integrados: Incluye varios periféricos como puertos de entrada/salida digital y analógica, UART (para comunicación serial), SPI (Interfaz Serial Periférica), I2C (Inter-Integrated Circuit), temporizadores, entre otros. Bajo Consumo de Energía: Es eficiente en el consumo de energía, lo que lo hace ideal para aplicaciones portátiles y con batería.
- 28. Diferencias Microprocesador Microcontrolador Dependiente de otros componentes externos para funcionar correctamente, como memoria, tarjetas de red y controladores adicionales. Integra en un solo chip todos los elementos necesarios para funcionar, incluyendo memoria, puertos de entrada/salida y otros periféricos esenciales.
- 31. Alarma de gas con Arduino
- 32. Simulando un LCD con Arduino
- 33. Conclusiones
- 34. • La integración de IoT y Arduino en el aula permite a los estudiantes desarrollar habilidades técnicas, como la programación y la electrónica, mientras fomentan la creatividad al diseñar y construir proyectos innovadores. • Utilizar IoT y Arduino promueve un enfoque de aprendizaje activo, donde los estudiantes participan directamente en experimentos prácticos y proyectos. Esto mejora la comprensión y retención de conceptos complejos al convertir la teoría en práctica.
- 35. • La enseñanza de tecnologías emergentes como IoT y plataformas de desarrollo como Arduino prepara a los estudiantes para el futuro laboral, dotándolos de conocimientos y competencias que son cada vez más demandados en el mercado tecnológico y en diversas industrias. • Los proyectos con IoT y Arduino a menudo requieren la colaboración entre estudiantes, promoviendo habilidades de trabajo en equipo y comunicación. Esta experiencia colaborativa es crucial para el éxito en entornos laborales y proyectos multidisciplinarios.
- 36. Gracias