Cuando empezamos viendo programación, arduino y robótica una de las preguntas más comunes es «y esto ¿para qué sirve?». Posiblemente la mejor forma de responder a esta pregunta sea poner ejemplos de cosas que se puede hacer.

Con esa intención ya hicimos el proyecto de controlar las luces del árbol de Navidad con arduino.

Ahora queremos presentar otro proyecto, montaje y funcionamiento de un robot hexapodo de la marca freenove.

El robot hexapodo

El robot hexapodo de la marca freenove está basado en arduino y es programable.

El robot tiene las siguientes piezas de montaje:

• piezas de acrílico
• placa controladora basada en arduino
• un adaptador wifi
• 18 servo motores, 3 motores por pata del robot

Piezas de acrílico

El robot utiliza una estructura basada en piezas de acrílico. Estas piezas son el soporte principal y las patas del robot.

Placa basada en arduino

La placa controladora del robot está basada en arduino, es decir, no es un arduino pero, al ser arduino una plataforma abierta, han utilizado los diseños de arduino para adaptarlos y crear un propia placa controladora totalmente compatible con las especificaciones de arduino.

Módulo wifi

También incluye un módulo de comunicaciones wifi para poder manejar el robot de forma inalámbrica. Este módulo no es necesario ya que se podría controlar el robot por el cable usb pero indudablemente es muchísimo más cómodo controlar el robot de forma inalámbrica.

Servomotores

Quizás lo más destacable de este robot sea la cantidad de servomotores que necesita. Al tratarse de un robot hexapodo donde cada pata necesita 3 servomotores, nos encontramos con un total de 18 servomotores.

Montaje y cableado

Aunque en principio el montaje y el cableado pueda parecer muy complicado se trata de un proceso sencillo. Es verdad que son una gran cantidad de tornillos a poner muy grande, por ejemplo son 144 tornillos solo para la base donde se encaja los servomotores, pero el proceso de montaje no es complicado.

Veamos como quedaría el robot montado viendo desde la parte de abajo a falta de poner el soporte inferior del robot.

Calibración

Una vez el robot esté montado tenemos que hacer un proceso de calibración. Este proceso es necesario para que el controlador sepa en que posición se encuentran cada uno de los servo en alguna situación conocida.

Para hacer esta calibración el robot viene con una plantilla de calibración.

Con esa plantilla y con el programa de calibración tenemos que poner las patas sobre los puntos marcados.

Funcionando

Con todo esto ya tendríamos nuestro robot totalmente montado y funcionando.

Con la aplicación del ordenador podríamos controlarlo tanto por el cable usb como por wifi.

y también podríamos controlarlo desde el movil con la aplicación de freenove.

Video

Pues bueno, ya hemos explicado todo el proceso por encima. Ahora os dejamos con un video donde se explican un poco el proceso de montaje y funcionamiento.

Esperamos que os hay gustado

Ya hemos terminado con las prácticas de los sensores de arduino y llegamos al punto donde tenemos que empezar a tener una visión un poco más global del proyecto.

Visión del proyecto

Como ya hemos comentado en alguna ocasión, lo que queremos es crear un sistema monitorización de las medidas ambientales del huerto del centro educativo. Nos gustaría que todos esos datos de monitorización se vayan mostrando en tiempo real en una web.

Diagrama de los componentes del proyecto

A continuación vamos a mostrar un pequeño diagrama de los distintos componentes del sistemas, de como se comunican entre si, y de como queremos mostrar la información.

De izquierda a derecha podemos ver:

• El huerto, donde van a estar las plantas y donde vamos a ubicar los sensores.
• Los sensores, que van a monitorizar las medidas ambientales que queremos controlar. A saber:
  • Humedad del terreno
  • Presión atmosférica
  • Humedad del aire
  • Temperatura ambiente
  • Luminosidad
• El arduino, que va a recoger todas las medidas de los sensores y las va a enviar a la raspberry pi (un pequeño ordeandor)
• La raspberry pi (o un ordenador antiguo), donde vamos a recoger todas esas medidas y la vamos a almacenar en una base de datos.
• El servidor web. La Raspberry pi, además de recoger los datos y almacenarlos en la base de datos va a tener un servidor web que nos va a permitir consultar los datos de medidas ambientales en tiempo real (si no podemos exponer los puertos del servidor web, éste podría desplegarse en otro servidor accesible desde Internet).

Reflexión final

Bueno, esto es solo una pequeña explicación de como hemos pensado desplegar el sistema. No obstante, es posible que, si nos encontramos con alguna dificultad técnica (como abrir puertos del router a Internet para que puedan acceder al servidor web) hagamos algunos cambios para solucinarlos.

¿Qué os parece la idea? ¿Se os ocurre algún cambio?

Introducción

Ya se van acercando las fechas Navideñas y es una excusa tan buena como cualquier otra para hacer un proyecto con arduino. Vamos a darle una vuelta al coco a ver que podemos hacer con arduino para estas fechas navideñas.

El proyecto

A todos nos gusta acercarnos a árbol de Navidad y ver las luces encenderse. Forma parte de ese "Espiritu Navideño" que invade esta época del año.

Muchas veces queremos ver las luces encendidas y tenemos que acercarnos al árbol, buscar donde está el enchufe y enchufar las luces para ver nuestro árbol alumbrarse.

Pues parece una buena excusa para hacer un proyecto con arduino. ¿Qué os parece si ponemos un sensor de distancia y cuando alguien este cerca del árbol las luces se encienden solas?

La guía

Bueno, ya tenemos el proyecto decidido. Ahora vamos a hacerlo realidad. Esta es, sin duda, la parte más compleja. En este caso hemos desarrollado una guía con los pasos, los diagramas de conexionado y el código necesario para que nuestro proyecto se pueda hacer de forma sencilla.

En este enlace podeis encontrar la guía para montar un sistema que controle nuestro árbol de Navidad con un sensor de distancia y un arduino.

El resultado

Una imagen vale más que mil palabras. Entonces ¿cuánto vale un video? Aquí os dejamos un video del resultado final del proyecto funcionando en el aula.

Esperamos que os haya gustado.

Una vez que ya conocemos como medir la humedad relativa con el psicómetro, vamos a utilizar los sensores electrónicos, en este caso el DHT11. Sabemos que su funcionamiento es debido a un condensador, por tal motivo vamos a construir uno.

Objetivo

Construcción de un condensador casero.

Fundamentos

Un condensador eléctrico (también conocido frecuentemente con el anglicismo capacitor, proveniente del nombre equivalente en inglés) es un dispositivo pasivo, utilizado en electricidad y electrónica, capaz de almacenar energía sustentando un campo eléctrico.¿ Está formado por un par de superficies conductoras, generalmente en forma de láminas o placas, en situación de influencia total (esto es, que todas las líneas de campo eléctrico que parten de una van a parar a la otra) separadas por un material dieléctrico o por la permitividad eléctrica del vacío. Las placas, sometidas a una diferencia de potencial, adquieren una determinada carga eléctrica, positiva en una de ellas y negativa en la otra, siendo nula la variación de carga total.

Aunque desde el punto de vista físico un condensador no almacena carga ni corriente eléctrica, sino simplemente energía mecánica latente, al ser introducido en un circuito, se comporta en la práctica como un elemento "capaz" de almacenar la energía eléctrica que recibe durante el periodo de carga, la misma energía que cede después durante el periodo de descarga.

C= Q/¿V; la capacidad se puede calcular c = ¿ . S / d

¿¿¿ es la constante dieléctrica (papel vegetal), ¿S¿ es la superficie del conductor y ¿d¿ es la separación entre placas.

Construcción

Material:

• papel de aluminio de 30 por 5 cm, es nuestro conductor
• papel vegetal de 33 por 6, cm es nuestro dieléctrico
• pegamento
• y un clip

Tomaremos el papel de aluminio y cortaremos una tira de las dimensiones indicadas, haremos lo mismo con el papel vegetal. Pegaremos una de las tira de papel vegetal al papel de aluminio, a continuación haremos lo mismo con las otras tiras (aluminio y papel vegetal).

Después el clip lo cortaremos por la mitad y lo pegaremos con cinta transparente a las tiras por la parte del aluminio, un clip hacia arriba y otro hacia abajo.

Pegaremos, las dos tiras, enfrentando el aluminio con el papel vegetal. Enrollaremos desde los clips las dos tiras y sujetaremos al final con cinta transparente.

Ya tenemos nuestro condensador, lo cargamos con fuente de alimentación (vale una pila) y comprobamos la carga con un polímetro.

Introducción

En la práctica anterior hemos visto la necesidad de controlar la humedad ambiental para nuestras plantas (observación de los estomas). En esta vamos a medir la humedad relativa, para ello vamos a utilizar un higrómetro o psicómetro.

¿Qué es la humedad relativa?

Sabemos que la humedad es el contenido de vapor de agua en el aire, podemos hablar de humedad absoluta (masa de vapor de agua en un metro cúbico), humedad especifica y humedad relativa que es la relación entre el contenido de vapor de la masa de aire y la máxima cantidad ¿saturación- que podría contener a esa misma temperatura.

Cuanto mayor es la temperatura, el aire es capaz de admitir más vapor de agua. A la misma cantidad de vapor de agua, si la temperatura es baja, admite menos y por lo tanto se satura antes, en ese momento se produce la condensación y se dará la formación del rocío.

El higrómetro de Daniell

Tenemos dos bulbos A y B, en el bulbo A en su interior hay éter y un termómetro que le llamaremos termómetro húmedo. El bulbo B está rodeado de una muselina, la cual empaparemos con unos 3 ml de dietiléter. Éste se evaporará obteniendo la energía necesaria del interior donde se encuentra el termómetro, el cuál bajará su temperatura. Cuando se produzcan unas gotas de rocío anotamos la temperatura (T), y de la tabla que aparece en el propio higrómetro anotamos la presión. Medimos la temperatura ambiente (T₁) e igualmente tomamos el dato de presión en la tabla. A continuación dividimos las presiones correspondientes a T y T₁, ya tenemos la humedad relativa.

En el caso del psicómetro, tenemos un termómetro seco y otro húmedo, este último su bulbo está rodeado de algodón en el interior de un tubo que debemos rellenar con agua destilada, esta se evapora y hará bajar la temperatura de dicho termómetro. Para calcular la humedad nos vamos a la tabla y buscamos en la primera columna la temperatura ambiente, a continuación hallamos la diferencia entre las dos temperaturas y localizamos ese valor en la primera fila, la humedad será el valor de la coordenada temperatura del termómetro seco, con la intersección de la diferencia de temperaturas.

Introducción

En este grupo de trabajo están colaborando varias departamentos y estamos muy agradecidos por dicha colaboración. En este caso es el departamento de Biología y Geología el que mediante una práctica utiliza las cámaras para tomar imágenes de los estomas.

Pero ¿qué es un estoma? Los estomas son unas estructuras de la epidermis, sobre todo de las hojas de los vegetales, que regulan el paso de moléculas como el CO₂, O₂ o H₂O .

Están formadas por dos células con forma arriñonada, las células oclusivas, que rodean un orificio, el ostiolo, que comunica con el interior, la cámara subestomática.

Objetivo de la práctica

¿Cuál es el objetivo de la práctica? Observar la morfología de distintos tipos de estomas y los mecanismos de apertura y cierre.

Material necesario

• Diferentes tipos de hojas
• Pinzas finas
• Tijeras
• Portaobjetos y cubreobjetos
• Vidrio de reloj con agua destilada
• Papel de filtro
• Solución de azúcar o sal común muy concentrada.
• Pipetas Pasteur
• Microscopio óptico

Procedimiento

• Con ayuda de las pinzas finas, desprende un fragmento de la epidermis del envés de las hojas.
• Deposítalos en el vidrio de reloj con el agua destilada y corta fragmentos de cada tipo de hoja, de un tamaño adecuado para montarlos en el porta (los que sean más finos).
• Protege con los cubres, seca los portas con el papel de filtro y observa al microscopio empezando por el objetivo de menor aumento.
• Retira los cubres y con la pipeta Pasteur, añade una gota de la disolución concentrada de sal común o azúcar sobre la epidermis, vuelve a cubrir y observa al microscopio.

Algunos resultados de las prácticas

Ahora que sabemos que es un estoma vamos a ver las imágenes que los alumnos han tomado utilizando la cámara que tenemos para este proyecto.

Conclusión

Ha sido una experiencia muy positiva y los alumnos han salido contentos con los resultados y la experiencia. Están deseando tener nuevas prácticas como esta y seguir aprendiendo de forma creativa y constructiva.

Por último volver a agradecer la colaboración en el proyecto del departamento de Biología y Geología del IES Arroyo de la Miel que han conseguido que esta primera experiencia haya sido tan interesante para los alumnos. Una buena forma de romper el hielo y empezar.

IES Arroyo de la Miel empieza con esta nueva aventura, hacer un sistema de monitorización de las condiciones ambientales de nuestro huerto.

Somos un pequeño grupo de profesores y alumnos que tiene mucha ilusión en este proyecto. Nuestra intención es que para final del curso lectivo tengamos el sistema totalmente funcionando. A ver si somos capaces de conseguirlo.

Nuestro logo

Todo proyecto que se precie necesita una imagen alrededor de la cual crear el proyecto. De momento hemos creado este logo temporal para cumplir dicha función.

Ya veremos si es el logo definitivo o solo una primera propuesta.

Forma de trabajo

Estamos empezando y tenemos más ilusión, dudas y preguntas que respuestas pero si sabemos que lo que esperamos de este proyecto es un trabajo colaborativo de todas las partes y en especial del alumnado.

Retos y futuro

Queremos el que alumnado sea el motor principal de este proyecto, que traigan sus dudas y las resuelvan entre ellos, que tomen decisiones y se equivoquen, pero también que aprendan de esos errores, que traigan nuevas propuestas y a pesar de que el profesorado le diga que es una mala idea sigan adelante con ellas y las hagan realidad, que vengan con el espíritu y las ganas de retar lo que hoy se está haciendo y llegar más lejos.

Hoy es el huerto del instituto lo que están cambiando pero mañana será la Sociedad.

Buenas chicos

Os dejamos el enlace al blog del grupo de trabajo donde iremos posteando todos los avances del proyecto.

Nuestro blog lo podeis encontrar aquí.

Esperamos que os guste.

Un saludo