Antes de...
Justificación pedagógica
Esta actividad busca que el alumnado integre el conocimiento de la geografía humana, económica y medioambiental con el pensamiento computacional y la electrónica, desarrollando dispositivos IoT que permitan comprender la importancia de la transición hacia las energías renovables y el uso de la tecnología global para lograr un desarrollo sostenible.
- Qué explicar. El docente se centrará en explicar qué es la transición energética, la dependencia de los combustibles fósiles y la necesidad de buscar alternativas. Además, analizará desde una perspectiva geográfica si Extremadura es un territorio idóneo para implantar placas solares como modelo energético, evaluando sus características climáticas y territoriales. Tecnológicamente, acompañará al alumnado en la programación de la placa micro:bit para recopilar métricas y enviar los datos a través de internet usando extensiones como “Smart IoT”.
- Qué hacer. El alumnado diseñará un dispositivo de monitorización ambiental utilizando hardware IoT y la placa micro:bit. Configurarán el programa para que el sensor mida en tiempo real la cantidad de luz disponible en distintas zonas del territorio y, gracias a la conexión a internet, envíe y registre esos datos climáticos a nivel global. Analizando esta información cuantitativa, los estudiantes podrán evaluar y deducir cuáles son los mejores emplazamientos geográficos para la instalación de placas solares y la optimización de la energía solar.
- Vinculación curricular. Se vincula con los saberes básicos de la materia relativos a los «Objetivos de Desarrollo Sostenible [...] Emergencia climática y sostenibilidad. Relación entre factores naturales y antrópicos en la Tierra. Globalización [...] Los avances tecnológicos y la conciencia ecosocial» (A.2.4.4). Asimismo, se asocia con la «implicación en la defensa y protección del medioambiente. Acción y posición ante la emergencia climática» (C.2.4.1) y con «las transformaciones científicas y tecnológicas. Dimensión ética de la ciencia y la tecnología» (B.2.4.7).
- Vínculo narrativo. El implacable Tribunal del Tiempo ha puesto en duda nuestra capacidad para cuidar el planeta y amenaza con juzgar severamente nuestra línea temporal si no demostramos que hemos aprendido de nuestros errores del pasado. Para salvar nuestro futuro, ¡tenemos que aportar las pruebas definitivas de nuestros avances tecnológicos en las energías renovables y la comunicación a nivel global! Utilicemos este dispositivo inteligente para monitorizar la luz de nuestro territorio, demostremos matemáticamente cuáles son los mejores sitios para la energía solar y convenzamos al tribunal de que estamos listos para liderar la transición energética.
Objetivo
El objetivo principal es que el alumnado construya un dispositivo físico de monitorización ambiental para fomentar la transición energética y la sostenibilidad, facilitando que puedan determinar con precisión cuáles son los mejores emplazamientos geográficos para la instalación de placas solares.
Para lograrlo, cada estudiante analizará la viabilidad climática del territorio, utilizando sensores de luz del kit IoT y la programación de la placa micro:bit para construir un sistema físico y digital donde la medición ambiental en tiempo real y la transmisión de datos a nivel global sean los elementos centrales.
Finalmente, cuando el dispositivo interactúe con el entorno evaluando la cantidad de luz solar disponible, el programa de la micro:bit responderá registrando y enviando esta información a través de internet mediante la herramienta "Smart IoT", logrando que el alumnado demuestre ante el Tribunal del Tiempo sus avances en energías renovables y adquiera un compromiso firme y argumentado a favor del nuevo modelo energético sostenible.
Conocimientos previos microbit y Make Code
En esta sección encontramos todos los conocimientos necesarios para poder trabajar con Micro:bit y MakeCode:
- Presentación sobre el entorno Makecode y la placa microbit.
- Vídeo sobre el funcionamiento y primeros pasos con la placa microbit.
- Prácticas para familiarizarnos con entorno Makecode y la placa microbit..
Comencemos con los conocimientos imprescindible de Makecode y microbit:
Para ver a pantalla completa clicamos en presentación
Video que nos muestra el funcionamiento y primeros pasos con microbit:
Prácticas sencillas para trabajar con makecode y microbit:
Ya estamos listos para conocer el Kit IoT
Para ver a pantalla completa clicamos en presentación
Conocimiento previos de Kit IoT Smart Science
Ahora veremos lo que necesitamos saber de Smart Science IoT:
- Presentación IoT Smart Science
- Video sobre el funcionamiento de los componetes del kit
- Presentación con diferentes prácticas que nos ayudarán a entender las aplicaciones de este Kit.
¿Qué necesitas preparar?
Antes de la sesión de acompañamiento es conveniente:
- Presentar el REA al alumnado.
- Mostrar al alumnado el kit Smart Science IoT y Micro:bit. Su funcionalidad y uso, de este modo comprederán con menor dificultad lo que deben de hacer en la actividad.
- Mostrar al alumnado la interfaz de MakeCode. De esta forma, en el acompañamiento podremos centrarnos en cómo programar por bloques y la sesión será más ágil.
- Crear una cuenta en Smart IoT y conectar IoT:bit a la plataforma Smart IoT. Para ello puedes seguir los pasos del tutorial "Cómo conectar la IoT:bit a la plataforma" o visualizar el siguiente vídeo:
Además, necesitarás este material:
- Un portátil por cada dos alumnos/as (máximo 3) con conexión a internet.
- Documentos:
- Documento de apoyo para el docente
- Diario de aprendizaje (será necesario uno por grupo de alumnos o como especifique el docente)
Desarrollo de la actividad
- Enlace de red. Es el paso crítico de esta fase. Los alumnos deben configurar las credenciales de red para conectarse con el servidor.
- El ciclo de envío. En lugar de saturar la red, programamos un bucle que envíe la intensidad de luz cada 10 segundos, permitiendo una gráfica estable.
- Visualización en la nube. Los analistas deben configurar el panel de control digital para que los datos recibidos se transformen automáticamente en una línea de tiempo que demuestre la potencia solar
Programación de la actividad
- Hardware requerido. Micro:bit v2, sensor de luz y módulo de expansión Wi-Fi.
- Objetivo. Monitorizar la intensidad lumínica en tiempo real mediante una plataforma IoT para defender la transición energética frente al uso del carbón.
Paso 0. Registro en la Plataforma Smart IoT
Es indispensable crear una cuenta en Smart IoT y conectar la placa IoT:bit a la plataforma Smart IoT. Esta plataforma recibirá, almacenará y mostrará los datos recolectados por los sensores.
Guía Visual y Tutorial
Para asegurar que la configuración sea correcta, te recomendamos seguir los materiales de apoyo:
- Video explicativo:
- Tutorial Paso a Paso: Sigue las instrucciones detalladas en tu manual para configurar los bloques de inicio.
Clica en enlace para ver la Presentación a pantalla completa
Paso 1. Preparación del entorno y configuración de extensiones
En esta fase inicial configuramos las herramientas necesarias para que el proyecto pueda interactuar con una pantalla externa y procesar datos del entorno mediante la extensión de Environment-and-Science-IoT.
- Abrir o crear el proyecto: Accede a MakeCode para micro:bit y asegúrate de estar dentro del área de programación antes de continuar.
- Instalar las extensiones: Haz clic en el botón “Extensiones”, situado en el menú de engranaje o en la parte inferior del listado de categorías.
- Añadir las extensiones necesarias: Para que el proyecto funcione, debemos añadir la extensión OLED para controlar la pantalla digital y la extensión Environment-and-Science-IoT para obtener los bloques de medición de sonido y ruido.
- Verificar las extensiones: Una vez añadidas, aparecerán nuevas categorías de bloques en el menú lateral que permitirán programar la visualización y la lectura del sensor.
Paso 2. Creación y gestión de variables del proyecto
Para que el programa pueda almacenar, recordar y procesar la información mencionada anteriormente, debemos crear estos "contenedores" de datos siguiendo este procedimiento general:
- Definición de nuevas variables: Accede a la categoría Variables (color rojo) situada en el menú lateral de bloques y pulsa el botón "Crear una variable..." que aparece en la parte superior del panel.
- Asignar un nombre: En la ventana emergente, escribe el nombre identificativo que represente el dato que deseas guardar (como "luzSolar") y pulsa Aceptar. Este proceso se debe repetir para cada dato diferente que necesites guardar; una vez creadas, MakeCode generará automáticamente los bloques ovalados con sus nombres y los bloques de "fijar" y "cambiar" específicos para gestionarlas en tu código.
Paso 3. Inicialización y conexión de la estación (Al iniciar)
Este paso la configuración previa para poder conectarnos a la red.
- Configuración de red y nube. Al encenderse, el bloque "al iniciar" desglosa una secuencia de comandos: primero define los pines de comunicación del módulo WiFi (P8 y P12), luego establece la conexión con el SSID y la clave de la red local, y finalmente vincula el dispositivo a la plataforma mediante el userToken y el topic configurados.
- Arranque visual. El sistema termina su preparación inicial configurando la pantalla OLED (128x64) y narra en ella el mensaje de confirmación: "Estacion Solar OK"
Paso 4. Gestión de transmisión IoT y lógica de monitoreo (Cada 10000 ms)
El programa utiliza un evento repetitivo para procesar los datos climáticos cada 10 segundos, desglosando su comportamiento de la siguiente manera:
- Verificación de conectividad. Dentro del bloque "cada 10000 ms", el sistema evalúa mediante una estructura condicional si el estado de Wifi connected es verdadero.
- Procesamiento de datos exitoso: Si hay conexión, el código desglosa los siguientes pasos: captura la intensidad de luz en el pin P1 y la guarda en la variable luzSolar, prepara el dato para enviarlo a la plataforma SmartIoT en el canal 1 y ejecuta la subida a la nube.
- Reporte y limpieza: Acto seguido, el sistema limpia la pantalla OLED y narra el mensaje "Dato enviado:" junto al valor numérico de la variable; para finalizar el ciclo, muestra un ícono de verificación (✓︎), hace una pausa de 500 ms y borra la pantalla para el siguiente ciclo.
- Protocolo de error. En caso de que la conexión WiFi no esté activa, el bloque "si no" se activa y el programa narra visualmente un ícono de error (X) en la matriz de LEDs para advertir al usuario.
Paso final. Conexiones
Es el momento de darle vida a nuestro proyecto físico. Sigue estos pasos para realizar la transferencia y el montaje:
- Descarga y transferencia a la placa Micro: Una vez completados estos pasos, el código está listo para ser descargado a tu tarjeta Micro:bit. En esta presentación se explica las diferentes posibilidades.
- Montaje de hardware: Inserta con cuidado la Micro:bit en la ranura de la placa de expansión IoT.
- Conexión de sensores: Conecta el sensor de luz como se muestra en la imagen.
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La pantalla OLED nos muestra los mensajes que hemos programado.
En este enlace podemos encontrar el resultado de la actividad al completo.
Comencemos - Juristas de Geografía
¡División de Geografía e Historia, vuestra labor es clave para dictar sentencia!
Debemos preparar una herramienta que nos ayude a todos a conocer y dominar el potencial energético de nuestro territorio.
Nuestra misión es localizar y medir la cantidad de luz solar disponible en distintas zonas de nuestra geografía y, cuando el sensor interactúe con el entorno, el programa de la micro:bit responderá registrando y enviando estos datos climáticos a nivel global a través de internet. Así, pondremos en valor la transición hacia las energías renovables y la sostenibilidad, logrando demostrar matemáticamente cuáles son los mejores emplazamientos para la instalación de placas solares y adquiriendo los argumentos necesarios para defender nuestro compromiso ecológico.
Aprenderemos a analizar factores geográficos y climáticos, y a programar eventos de medición ambiental y transmisión de datos inalámbrica. Desarrollaremos destrezas esenciales mediante el montaje físico de sensores, el análisis estadístico de nuestro entorno y la programación sencilla de dispositivos electrónicos. Descubriremos cómo construir soluciones que sirvan como respuesta a la emergencia climática global desde el desarrollo tecnológico, y lograremos que todo nuestro equipo esté perfectamente preparado para convencer al tribunal y superar el juicio con éxito.
- Visualizamos el vídeo
El siguiente vídeo nos explica de una forma clara y dinámica los pasos que hay que seguir para resolver el reto
Lectura facilitada
¡Alerta en la colonia!
Hacer las cosas a mano es demasiado lento para esta misión.
Si una nube de polvo tapa el Sol, o si la tierra se seca de repente, nuestras plantas se pueden morir antes de que nos demos cuenta.
Lo que muestra la ilustración: se ve una gran pantalla de luz (holograma) con un mapa dividido por colores: verde (seguro), naranja (peligro) y rojo (muy peligroso). El equipo científico de trajes verdes (los Biólogos) está trabajando: una persona vigila la cueva y otra procesa datos en un ordenador con muchas pantallas.
Nuestra Misión
Para proteger nuestra comida, vamos a programar el Plan de Supervivencia para las Plantas.
Para hacerlo, vamos a seguir estos pasos:
Programar alarmas: Vamos a ajustar el código para que el robot nos avise con dos niveles diferentes: uno de Advertencia (poco peligro) y otro de Peligro Extremo (mucho peligro).
Hacer pruebas de clima (simulaciones): Vamos a cambiar la luz y el agua a propósito para ver cómo reacciona nuestro robot.
Apuntar los datos: Registraremos todo lo que pase para saber cuál es el clima perfecto para nuestra colonia.
¡Preparémonos para los cambios!
Nos preparamos
Estas presentaciones contienen todos los conocimientos necesarios para poder trabajar con Micro:bit y Smart Science IoT, así mismo esta dispone de un índice indicando los contenidos que veremos.
Para ver a pantalla completa clicamos en presentación
Ya estmsos listos para conocer el Kit IoT
Ahora veremos lo que necesitamos saber de Smart Science IoT. Especialmente importante revisar la programación de los proyectos 2 y 3 para la medición de parámetros ambientales y visualización por pantalla OLED.
Reto de la misión
Fase 0. Preparación del entorno y extensiones de red
Antes de capturar datos climáticos, debemos habilitar los controladores que permiten a la micro:bit comunicarse con la nube y pantallas digitales. Sin estas extensiones, el sistema no podrá transmitir telemetría en tiempo real.
- Nuestro reto. Instalar las extensiones OLED y Environment-and-Science-IoT en el editor de MakeCode.
- Pista de investigación. Accedemos al menú de Extensiones y buscamos los paquetes específicos para el control de la pantalla y el ecosistema IoT.
- Comprobación/visualización. Verificamos que en el menú lateral aparecen las nuevas categorías que permitirán programar la visualización y la lectura del sensor.
Fase 1. Arquitectura de datos para energía solar
Declaramos las variables necesarias para almacenar la intensidad lumínica y procesarla antes de su envío a la nube.
- Nuestro reto. Crear la variable global luzSolar en la categoría de color rojo.
- Pista de investigación. Pulsamos en "Crear una variable" para generar este espacio de memoria que guardará los valores captados por el sensor.
- Comprobación/visualización. Comprobamos que el bloque ovalado de la variable está disponible para ser integrado en la lógica de transmisión.
Fase 2. Inicialización y arranque visual
Establecemos el protocolo de encendido para asegurar que la interfaz de usuario esté lista para confirmar el estado de la estación.
- Nuestro reto. Configurar la pantalla OLED (128x64) al arrancar el dispositivo.
- Pista de investigación. Dentro del bloque "al iniciar", insertamos la instrucción de inicialización de la pantalla para establecer el área de trabajo visual.
- Comprobación/visualización. Observamos que, al encender la micro:bit, la pantalla muestra el mensaje de confirmación "Estacion Solar OK".
Fase 3. Protocolo de enlace WiFi y nube
Configuramos la comunicación técnica necesaria para que el dispositivo se sincronice con la red interdimensional de datos.
- Nuestro reto. Establecer la conexión física y lógica con la red WiFi y la plataforma SmartIoT.
- Pista de investigación. Definimos los pines de comunicación P8 y P12, introducimos el SSID/Clave y vinculamos el userToken y topic de la plataforma.
- Comprobación/visualización. Verificamos que los bloques de conexión están correctamente anidados en la fase de inicio para garantizar el flujo de datos.
Fase 4. Gestión de transmisión de datos IoT
Programamos el evento repetitivo que permitirá monitorizar la salud energética del planeta de forma constante y automática.
- Nuestro reto. Enviar los datos de intensidad lumínica a la nube cada 10 segundos.
- Pista de investigación. Utilizamos el bloque "cada 10000 ms" y evaluamos mediante un condicional si el estado de "Wifi connected" es verdadero.
- Comprobación/visualización. Percibimos que el sistema verifica la conectividad antes de intentar cualquier operación de subida a la red.
Fase 5. Procesamiento y captura de telemetría
Implementamos la lógica de lectura sensorial para convertir la luz ambiental en un dato digital procesable por la plataforma.
- Nuestro reto. Capturar la intensidad de luz en el pin P1 y prepararla para el envío.
- Pista de investigación. Fijamos la variable luzSolar al valor captado por el sensor (rango 0-100) y asignamos el dato al canal 1 de SmartIoT.
- Comprobación/visualización. Observamos que el valor de la variable se actualiza rítmicamente según las condiciones lumínicas del entorno.
Fase 6. Reporte y validación de subida
Configuramos el panel visual para que el equipo de ingeniería pueda confirmar el éxito de cada transmisión remota.
- Nuestro reto. Notificar visualmente en la pantalla OLED el envío exitoso de cada paquete de datos.
- Pista de investigación. Limpiamos la pantalla, narramos "Dato enviado:" junto al valor y mostramos un ícono de verificación (✓︎).
- Comprobación/visualización. Verificamos que la pantalla muestra la telemetría enviada antes de borrar el panel para el siguiente ciclo.
Fase 7. Protocolo de seguridad y alerta de error
Finalizamos la misión estableciendo una alerta visual para detectar pérdidas de conectividad que puedan comprometer el juicio.
- Nuestro reto. Informar al usuario si la conexión WiFi se pierde durante la jornada de monitoreo.
- Pista de investigación. En la sección "si no" del condicional de conexión, programamos la visualización de un ícono de error (X) en la matriz LED.
- Comprobación/visualización. Comprobamos que el sistema advierte instantáneamente sobre fallos en la red, asegurando la integridad de la base de datos de energía limpia.
Nuestras herramientas de apoyo
-
Consejo de ingeniería. El intervalo de 10 segundos (10000 ms) nos permite evitar saturar el sistema de envío de datos a la nube.
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Consejo de cooperante. Recuerda que el objetivo es demostrar el potencial de la energía solar frente al carbón histórico; asegúrate de que el sensor reciba luz directa para obtener valores significativos en la plataforma IoT.
Nuestra autocomprobación
- ¿Se ha instalado la extensión de Environment-and-Science-IoT para habilitar los bloques de la nube?
- ¿El sistema inicializa la pantalla OLED y muestra "Estacion Solar OK" al arrancar?
- ¿Se envían los datos de luzSolar a la plataforma SmartIoT cada 10 segundos?
- ¿La matriz LED muestra una "X" si el dispositivo pierde la conexión WiFi?
Un poco de ayuda
Montamos nuestro código
Lee el código, encuentra la secuencia y construye uniendo las piezas.
Aprendo, pienso y crezco
Aprendo , pienso y crezco
El diario de aprendizaje es nuestro registro de evidencias personal del veredicto temporal. No sirve para copiar teoría. Sino para reflexionar sobre cómo hemos aprendido a traducir la lógica y la tecnología en una experiencia interactiva capaz de restaurar la línea del tiempo.
- Diario de aprendizaje (será necesario uno por grupo de alumnos o como especifique el docente)
Después de...
Una vez que nuestras estaciones ambientales funcionan y el hardware transmite la información a la nube, realizaremos una sesión de validación final ante el Consejo del Tiempo. Es el momento de exponer la solidez de nuestras pruebas y la calidad de nuestro código en MakeCode para demostrar ante el tribunal que estamos comprometidos con la sostenibilidad y merecemos recuperar el flujo temporal.
Organización de los equipos por áreas de peritaje.
- División de Geografía e Historia. Presentaremos la lógica de nuestra evidencia climática. Explicaremos cómo la programación de la placa Micro:bit procesa los niveles de luz captados por los sensores para que el jurado comprenda nuestra capacidad real para liderar la transición hacia la energía solar.
- División de Lengua Castellana. Presentaremos la narrativa del veredicto ecológico. Demostraremos cómo hemos sincronizado los datos de humedad del suelo con nuestro análisis crítico, respaldando el manifiesto que hemos redactado para concienciar al mundo sobre la escasez de agua.
- División de Inglés. Presentaremos nuestro protocolo de comunicación global. Mostraremos cómo el sistema lee la temperatura del sensor BME280 y lanza alertas internacionales a la plataforma Smart IoT mediante condicionales, protegiendo la biodiversidad y apoyando el ODS 13.
GUÍA DE PRESENTACIÓN: El informe de automatización
1. Roles del equipo
Para la exposición, dividimos el trabajo en tres misiones para que todo el mundo participe:
- La portavocía (Comunicación). Explicaremos el objetivo de nuestra monitorización IoT, argumentando por qué la lectura de estos datos ambientales es vital para ganar el juicio y salvar nuestro futuro.
- La parte técnica (Programación). Manejaremos la transmisión en directo y mostraremos la estructura de nuestro código en MakeCode ante el Consejo para validar técnicamente nuestro envío de datos a la nube.
- El análisis (Depuración). Explicaremos cómo funcionan nuestras variables y responderemos a las dudas del jurado sobre posibles fallos en la conexión Wi-Fi de la placa IoT:bit o en la lógica del programa.
2. Objetivo y programación (Causa y Efecto)
Explicamos la lógica de nuestro código y su utilidad para la misión:
- El objetivo. Aclararemos qué queríamos conseguir con esta estación tecnológica y cómo el uso de datos en tiempo real nos permite aportar pruebas definitivas para nuestra defensa.
- La lógica. Detallaremos qué bloques de MakeCode hemos usado, explicando cómo las lecturas de los sensores (nuestras entradas) generan visualizaciones, alertas y gráficas en la plataforma Smart IoT (nuestras salidas).
3. Diario de errores y calibración
Documentamos las dificultades que hemos superado durante las pruebas:
- Depuración. Registraremos los obstáculos que enfrentamos. ¿Tuvimos problemas con la calibración de los sensores del kit Smart Science IoT o con los bucles para subir paquetes de datos a internet?
- Solución. Explicaremos cómo ajustamos la programación o las conexiones de hardware para asegurar que nuestro sistema de telemetría fuera completamente estable y preciso.
4. Comprobación y conclusiones
Analizamos si el robot es fiable en su navegación. Comparamos los resultados:
- Fiabilidad. ¿Es nuestra programación intuitiva? Reflexionamos sobre si el tribunal entendería nuestra interfaz y si los datos obtenidos son correctos para emitir el veredicto final.
5. Formato de presentación
- Opción A. Demo en vivo. Realizamos una prueba real en clase proyectando el funcionamiento del hardware y el software simultáneamente.
- Opción B. Anatomía del código. Usamos capturas de pantalla de nuestra programación para explicar el flujo lógico y los condicionales utilizados.
- Opción C. Diagrama de flujo. Generamos un esquema visual que explique la toma de decisiones del programa de forma sencilla y gráfica.