Implementación Proyecto Final ruthcerdas by ruth cerdas

Plantilla de proyecto final:

PROYECTO:

Implementación

El ruido y el ambiente educativo

Ruth Cerdas Calvo

Etapa 2 La segunda Etapa: Implementación, contempla dos momentos: Prototipar y Evaluar Por favor complete los siguientes aspectos:

Prototipar Recordemos que en la estrategia de resolución de problemas Design Thinking, este momento de Prototipar implica convertir la idea o solución propuesta en un prototipo digital o físico, para efectos de este curso un modelo electrónico y programado. Los prototipos pueden incluir otros materiales como papel, cartón, plastilina o bloques de lego, que le den una mejor apariencia. Pueden ser materiales económicos, y mejorar la calidad conforme se vea que mejora su funcionamiento. Con base a lo anterior dibuje un boceto sencillo en el que explique: Las partes de su Proyecto Final y su posible funcionamiento. NOTA: No olvide los requerimientos para el Proyecto final Requerimientos del prototipo interactivo Condiciones electrónicas  Controlado con Circuit PlayGraound y Arduino UNO.  2 sensores diferentes como mínimo.  2 actuadores diferentes como mínimo Condiciones de programación   

Uso de librerías Funciones o procedimientos personalizados mínimo uno (además del loop y set up) Uso de variables



Uso de estructuras condicionales.

Boceto Descripción de la solución del boceto:

En el boceto, tenemos Arduino Uno que va a tener dos entradas: el sensor de micrófono que recibe las vibraciones del medio en que se encuentra -escolar-; el sensor ultrasónico que mide la distancia con el objeto más cercano. Hay cuatro salidas: Led verde, que nos indica un ruido bajo, aceptable; el Led rojo se activa cuando hay un ruido muy fuerte y se desactiva cuando el sensor ultrasónico ha detectado un objeto cercano; el activador de motor es el que da la señal para activar el motor y así no utilizar la corriente del Arduino para hacer girar el motor; el Servo es el motor que representará en giro de 10 grados, cada vez que se ha alcanzado un ruido muy alto. Las resistencias nos permiten regular la corriente.

¿Cuál es la solución? ¿Cómo se espera que funcione? ¿Qué tarea realiza cada uno de sus actuadores y sensores? El prototipo a realizar es un detector del ruido en un aula de Informática. Se requiere de:          

Arduino UNO. LED rojo y LED verde. Sensor ultrasónico: HC-SR04. Sensor de sonido KY-038. Micro Servo SG92R. Mini motor DC GearBox DG01D 48:1. 3 resistencias de 330 Ω. 1 batería de 9V. Cable adaptador de la batería al Arduino. Cables aguja o jumper.

Arduino UNO:

“Arduino es una plataforma de electrónica de código abierto basada en hardware y software fácil de usar. Las placas Arduino pueden leer entradas (luz en un sensor, un dedo en un botón o un mensaje de Twitter) y convertirlo en una salida, activar un motor, encender un LED y publicar algo en línea. Puede decirle a su tablero qué hacer enviando un conjunto de instrucciones al microcontrolador en el tablero. Para hacerlo, utiliza el lenguaje de programación Arduino (basado en el cableado) y el software Arduino (IDE) basado en el procesamiento”. Arduino (s.f.)

Sensor ultrasónico: sensor que puede medir la distancia a partir de la emisión de señales ultrasónicas, uno de los parlantes dispara la señal y el otro la recibe. Se utilizará en el proyecto para que al recibir un obstáculo en una distancia muy cercana (20 centímetros) se pueda ejecutar una instrucción: apagar el Led que indica exceso de ruido; el obstáculo podría ser la palma de la mano.

Sensor de sonido: el micrófono del sensor al recibir un sonido muy fuerte, enviará la instrucción de encender el Led rojo y que el verde se apague . Micro Servo:

Actuador lineal que funciona sólo para un giro de 180 grados. Se utilizará para contabilizar las veces que el sensor de sonido ha recibido ruido muy alto y el Led rojo se ha encendido. Cada vez que lo realiza avanza 10 grados y cuando lo ha girado 18 veces y alcanza los 180 grados y al haber una detección más, se devuelve a 0 grados. Solo realiza esta acción inmediatamente después que el Led se haya cambiado de rojo a verde.

Resistencias: Es el elemento del circuito en que disipa la energía eléctrica. Son importantes para regular la corriente que pasan por los Leds. Son elementos pasivos. Hay de muchos tipos, como los “variables con la tensión (VDR), variables con la luz (fotorresistencias), resistencias que disminuyen con la temperatura (NTC o termistores), etc. La resistencia regulables de pequeña potencia se denominan potenciómetros y las de gran potencia reciben el nombre de reóstatos” [CITATION Fra12 \p 16 \l 5130 ].

Batería de 9V: Se utilizará como fuente externa para alimentar el motor de corriente continua.

Evaluar Este momento del Desing Thinking es en el que se realizan pruebas con los prototipos realizados. Para esta estrategia de resolución de problemas, se trata de llevar el prototipo al cliente con la finalidad de obtener insumos que permitan evaluar si llena o no sus expectativas, o para que arroje información que podría ser valiosa para desarrollar versiones que incluyan futuras mejoras. Es un momento esencial porque ayuda a identificar errores y posibles carencias. Es posible que implique regresar a la implementación y mejorar el prototipo pensando, o inclusive replantear la solución en el momento de Idear. Para efectos de este curso, solo estaremos registrando 3 problemas que se hayan podido resolver DURANTE el desarrolla del prototipo. Evidentemente, no podremos hacer pruebas con clientes, pero igualmente dejaremos un registro de las situaciones problema que se tuvieron y sus soluciones, con la finalidad de beneficiar a los compañeros que puedan realimentar el proyecto. 1. Tomando en cuenta lo que implica evaluar, complete la siguiente tabla: Descripción del problema en el prototipo 1. La conexión correcta con

Solución desarrollada la

corriente, tierra y datos, entre el

1.1. A continuación, se detalla la conexión, entre el sensor del sonido y el Arduino.

sensor de sonido y el Arduino.

1. Muestra la lectura analógica (de 0 a 1023) del micrófono. En el Arduino se conecta al pin A5. 2. Conexión a tierra: se conecta del pin GND del sensor y de ésta al pin GND a Arduino, por medio de la protoboard y de cables aguja. 3. Conexión a positivo, se conecta con Arduino al pin 5V. 4. Muestra la lectura digital (0, 1) del micrófono. Fue el primer sensor que fue conectado y al no saber la conexión de pines, características, se consultó en Internet. [ CITATION LLa \l 5130 ] Se ha aprendido a investigar y analizar detalladamente todo lo

que comprende el sensor en estudio; entradas, salidas, positivo, negativo, datos, los cuales están muy bien identificados. 2. Incorporar en el programa el uso de librerías que no estaban en el programa Arduino, como el de sensor ultrasónico y su respectiva programación.

Para agregarla hay que realizar los siguientes pasos: o Programas/Incluir Librería/Gestionar Librerías (se muestra una ventana Gestor de Librerías y aquí se pueden descargar las librerías que se necesitan, en este caso se buscó con el nombre: ultrasonic, se observa la librería con el nombre: ultrasonic by Erick Simoes, se le da clic al botón instalar, se verifica la instalación y luego se incluye al programa: Programa/incluir librería/Ultrasonic. o

Analizando el ejemplo simple que se encuentra en la Librería Ultrasonic (Archivo/ Ejemplos/ Ultrasonic/ UltrasonicSimple), se obtiene la siguiente información que se incluirá en el programa: #include <Ultrasonic.h> es la librería que tiene las funciones que facilitarán el trabajo de la obtención de los datos del sensor ultrasónico. Ultrasonic ultrasonic (12, 13); Se declara un objeto llamado ultrasonic de tipo ultrasonic, donde el primer parámetro (12) es la ubicación del pin “Trig” en la entradas digitales del Arduino y el segundo parámetro (13) la ubicación de “Echo”. Se encuentra una función llamada “ultrasonic.distanceRead()” que permite hacer una lectura de la distancia con el objeto más cercano frente a los sensores, la distancia la da en centímetros.

3.. En el proyecto se pide que tenga 2 sensores y 2 actuadores, los cuales se han incorporado los siguientes: 2 sensores: sonido y ultrasónico. 2 actuadores: servo motor y motor DC (corriente directa). Al tratar de que todos funcionen a la vez, los LEDs en ocasiones respondían en forma errónea.

Dentro del programa se tiene una condición que si el LED rojo está encendido y si se lee un objeto a menos de 20 centímetros se desactivará el estado de emergencia, es decir se prende únicamente el LED verde y el Servo se mueve 10 grados, en sentido antihorario. if (LED == true && ultrasonic.distanceRead() <= 20)

En primera instancia, se conectó el sensor de sonido y funcionó bien, luego se fueron incorporando los demás, uno a uno y funcionaban, pero cuando ya se conectaron todos, los Leds, no reaccionaron como se programó. Por lo anterior, se revisó y se compiló, la ejecución en forma individual de cada sensor y cada actuador, o sea, de cada procedimiento en forma independiente y funcionaron bien. Se encontró que las lecturas de los valores analógicos, los envió a una sola variable, antes se utilizaban en las condicionales la función de lectura analógica de la distancia leída por el sensor ultrasónico, como se utilizaba dos veces la misma condicional y había un delay entre los dos, que generaba errores, por lo que se optó una variable entera que almacene dicho valor y así utilizarlo en las condicionales, eso arregló el problema con el

sensor ultrasónico.

2. Escriba algunas conclusiones obtenidas de aprendizaje logradas a través del desarrollo del prototipo interactivo. a. La comunicación interactiva entre la programación realizada en Arduino ID, ha sido una gran experiencia, en aprender a hacer circuito electrónico, salidas de positivo, negativo, de datos y que cada una va a un puerto específico, previamente identificado, donde se envían las conexiones de un lugar a otro para ejecutar las instrucciones programas. b. Al estar involucrado en un ambiente informático, no debemos limitarnos a metas que no tenemos idea de como ejecutarlas. Por ejemplo: cuando propuse en la Plantilla de Inspiración el proyecto, no tenía idea de cómo funcionaba la Tarjeta Circuit Playground, la protoboard, ni Arduino UNO, ni que era un circuito electrónico, pero al haber trabajado en el 2005 con un proyecto especial de Contaminación Sónica, eso fue una necesidad que se consideró importante para proyecto final, el cual me siento muy satisfecha del logro alcanzado, tomando en cuenta que falta mucho por conocer y explorar en éste ambiente de prototipos interactivos.

3. Escriba algunas fuentes de apoyo utilizadas para desarrollar el proyecto final. Arduino (s.f.). ¿Qué es Arduino? Recuperado de https://www.arduino.cc/en/Guide/Introduction

Fraile Mora, J. (2012). Circuitos Electrónicos (5 edición ed.). Madrid: PEARSON EDUCACIÓN, S.A. LLamas, L. (s.f.). Ingeniería, Informática y Diseño. Detectar sonido con Arduino y Micrófono KY-038: https://www.luisllamas.es/detectar-sonido-con-arduino-y-microfono-ky-038/

NOTA: Recuerde publicar esta plantilla en el Álbum de Aprendizaje, siguiendo los lineamientos del documento Descripción de Álbum de Aprendizaje ubicado en la sección de Documentos de Apoyo. Luego enviar el URL del Proyecto Final del Álbum de Aprendizaje y en el casillero de la Unidad 4 habilitado para ello.

Bibliografía Arduino (s.f.). ¿Qué es Arduino? Recuperado de https://www.arduino.cc/en/Guide/Introduction