# 4.4. RETO 3: Control de la temperatura con Micro:bit

## Glosario

## Eficiencia Energética

Definición

  La eficiencia energética consiste en obtener los mismos bienes (productos) y/o servicios (iluminación, por ejemplo), pero con menos energía.

Ejemplo

  Un LED es hasta un 80 % más eficiente energéticamente que una bombilla tradicional.

## Motor CC

Definición

  El motor de corriente continua (CC) es una máquina que convierte la energía eléctrica en energía mecánica (movimiento), provocando su rotación, gracias a la acción de los campos magnéticos.

Ejemplo

  Los juguetes suelen tener pequeños motores de corriente continua (CC) para sus movimientos.

# Reto 3: Control de la temperatura con Micro:bit

Estímulo calor - Sensor de temperatura - Microcontrolador - Motor de corriente continua

La temperatura en el entorno de trabajo tiene impacto significativo en la salud, comodidad, concentración y productividad. Cuando la temperatura es demasiado alta o demasiado baja, pueden surgir efectos negativos sobre la salud, tales como la fatiga, la deshidratación o la distracción, lo que a su vez afecta al rendimiento.

Por otro lado, es importante considerar la eficiencia energética. La temperatura en edificios públicos está sujeta a una normativa que, en general, la establece entre los 23 y los 26 grados Celsius en verano, y entre los 20 y los 24 grados Celsius en invierno.

Para garantizar un ambiente de trabajo óptimo en vuestra aula, debéis buscar un sistema eficiente para controlar la temperatura. En este caso, podéis optar por un actuador basado en un motor de corriente continua, al cual le conectaréis unas aspas para funcionar como un ventilador.

A continuación, podéis ver un ejemplo de una propuesta, pero hay muchas soluciones creativas posibles. ¡Seguro que podéis imaginarlas y construirlas!

## Lectura facilitada

Estimulo calor Sensor de temperatura Microcontrolador Motor de corriente continua

La temperatura en el ambiente de trabajo tiene impacto en nuestra salud y concentración.

Una temperatura demasiado alta o baja afecta a nuestro rendimiento.

La eficiencia energética es un factor a tener en cuenta en nuestra aula inteligente.

La temperatura en edificios públicos está sujeta a una normativa: de 23 a 26 grados Celsius en verano y de 20 a 24 grados Celsius en invierno.

El actuador será un motor de corriente continua para el control de la temperatura del aula.

Se conectarán unas aspas de ventilador al motor de la maqueta.

# Memoria técnica: análisis, investigación y diseño

Duración:
  90 minutos
Agrupamiento:
  3-5

Como sabéis, la documentación técnica es muy importante para analizar, diseñar y planificar el proyecto.

A continuación, tenéis las indicaciones que os servirán para completar la información en la memoria técnica.

## Memoria técnica (2 de 3)

### Análisis e investigación

Debéis contestar a las dos preguntas de análisis formuladas en la tabla 3 de la memoria técnica del proyecto. En ellas, es importante reflejar las conclusiones del análisis sobre la necesidad de hacer cambios en el aula para mejorar el bienestar del profesorado y alumnado.

Además, es fundamental llevar a cabo una investigación del problema con el fin de obtener ideas. Para ello, podéis echar mano de los recursos disponibles en la biblioteca, buscar información en Internet o inspiraros en edificios de vuestro entorno que cuenten con sistemas de domótica.

### Propuesta de ideas

Tras llevar a cabo el proceso de investigación, cada persona del grupo debe hacer un diseño individual de la maqueta que queréis construir. Luego, es importante, que, entre todo el equipo y de forma democrática, se elija alguno de los diseños propuestos para su construcción.

Debéis utilizar la tabla 16, que se encuentra como anexo 2 en la memoria técnica del proyecto. En esta tabla, es fundamental incluir las valoraciones de las propuestas presentadas por cada persona del equipo, teniendo en cuenta los siguientes aspectos:

- Originalidad.
- Que sea realizable, es decir, comprobar que se cuenta con los materiales y las herramientas necesarias.
- Que sea ajustada al tiempo disponible para su ejecución.
- Cumple todos los requisitos del reto.

### Diseño

Debéis representar la propuesta de la maqueta del aula elegida por el grupo en las tablas 7.1 y 7.2 de la memoria técnica. Debéis elegir una de las siguientes alternativas para reflejar vuestro diseño en la documentación:

- Captura de pantalla de un modelo 3D, realizada en TinkerCAD o un software similar.
- Diseños 2D (alzado y planta) acotados, realizados en LibreOffice Draw o a mano.

# Control Micro:bit y el motor de corriente continua

Para poder controlar el motor de corriente continua con la placa Micro:bit es necesaria un poco más de energía de la que aporta el pin de salida de datos. Por eso, necesitáis un componente electrónico que reciba la señal del pin y funcione como interruptor, tomando la tensión de la propia Micro:bit. Este componente que necesitáis es un transistor.

Los transistores son componentes electrónicos que tienen 3 terminales. Cada uno de estos terminales tiene un nombre específico y una función dentro del transistor. En vuestro caso, debéis conectar los datos a la base, en este caso, terminal central, el colector a los 3V de la Micro:bit y el emisor al motor. Por último, debéis conectar el otro terminal del motor a la GND de vuestra placa.

Vuestro transistor funcionará como si fuera un interruptor que controla el encendido o apagado del circuito.

- Cuando recibe el dato 0, el circuito de alimentación estará abierto, por lo que el motor no funcionará.
- Cuando recibe el dato 1, el circuito de alimentación estará cerrado, por lo que el motor girará.

Para poder enviar datos al motor, debéis programarlo mediante un bloque que os permita cambiar el estado de los principales pines de la Micro:bit. Este bloque podéis encontrarlo en la sección de avanzado del MakeCode:

Solamente utilizaréis uno de los bloques de pines que os permitirá cambiar el estado digital de los pines 0, 1 o 2 a las dos posiciones posibles: encendido o apagado

## Lectura facilitada

El motor de corriente continua necesita más energía de la suministrada desde el pin de datos de la placa Microbit.

El componente necesario para solucionar este problema es el transistor.

Los transistores son componentes electrónicos con tres terminales específicos.

La conexión del transistor se realiza según la ilustración.

El transistor es un componente electrónico que en este caso funcionará como interruptor.

El pin de datos de la Microbit activará el transistor.

El transistor controla el encendido o apagado del circuito del motor.

- El circuito del motor está abierto cuando el transistor recibe el dato 0.
- El motor no funciona cuando está el circuito está abierto.
- El circuito del motor está cerrado cuando el transistor recibe el dato 1.
- El motor gira cuando el circuito está cerrado.

El motor se conecta a los pines 3V y GND de la Microbit.

El microcontrolador se programa con un bloque del apartado avanzado.

Podéis encontrar este bloque dentro de Avanzado el apartado Pines.

Solamente se emplea el bloque cambiar pin al estado digital 0 o 1, apagado o encendido.

## ¡Cuidado en vuestra maqueta!

Debéis tener mucho cuidado para que los terminales de conexión del transistor no se toquen entre sí.

Por eso, tenéis que encontrar métodos para que los terminales se mantengan separados. Debéis fijar la posición de sus terminales. Recordad, que es fundamental mantener el orden y la limpieza en los proyectos, ya que aportan puntos de calidad en vuestros proyectos.

## Lectura facilitada

Los terminales de conexión del transistor tienen que estar siempre separados, sin tocarse.

Debéis encontrar métodos para que los terminales se mantengan separados.

Los terminales del transistor se deben fijar de alguna manera.

El orden y la limpieza dan puntos de calidad en nuestros proyectos.

## ¿Necesitas ayuda con los bloques?

Estos son algunos de los bloques que podéis necesitar.

Debéis recordar que:

- El condicional puede estirar o encoger presionando los botones más (+) y menos (-).
- Añadir alguna pausa puede ser interesante para poder visualizar bien el comportamiento del sistema.

## Lectura facilitada

Algunos de los bloques necesarios son los siguientes.

Tú debes considerar que:

- El condicional se estira presionando el botón más (+).
- El condicional se encoge presionando el botón menos (-).
- Las pausas son importantes para ver el comportamiento del sistema.
- Las pausas pueden ser interesantes en esta tarea.

# El diseño de la ventilación

¿Dónde instalaréis vuestro ventilador? ¿Con qué material lo fabricaréis? ¿Cuántas aspas tendrá? ¡Es el momento de resolver estas cuestiones!

Ponte manos a la obra y realiza un boceto de la idea inicial del sistema para el control de ventilación. Compártelo con el resto del equipo y debatid sobre cuál es el más adecuado para vuestro proyecto. Podéis realizar una valoración de este tomando como base la siguiente rúbrica:

Rúbrica de diseño del reto
Licencia: CC BY-NC-SA 4.0

## Lectura facilitada

¿Dónde instalaréis vuestro ventilador?

¿Con qué material fabricaréis el ventilador?

¿Cuántas aspas tendrá el ventilador?

¡Es el momento de resolver estas cuestiones!

Vosotros debéis construir la maqueta del aula.

Debéis construir los sistemas necesarios para colocar ordenadamente la placa, sensores y actuadores en la maqueta.

¡Poneos manos a obra!

Tú debes realizar un boceto de la idea inicial del sistema para el control de temperatura.

Tú debes compartir el boceto hecho con el resto del equipo.

Ahora, los miembros del equipo debéis debatir sobre cuál es el boceto más adecuado para vuestro proyecto.

## ¿Quieres innovar imprimiento en 3D?

Como sistema de ventilación, podemos pensar en realizar una sencilla hélice en 3D que se adapte a la salida de nuestro motor de corriente continua.

Para modelar nuestra hélice podemos recurrir a varios programas de diseño. Aquí tenéis algunas ideas sobre cómo proceder con el modelado. Os toca a vosotros decidir las dimensiones, el número de aspas, la inclinación de estas...

A continuación, mostramos unos vídeos con una idea utilizando diferentes plataformas de diseño ·3D gratuitas, Blockscad o Tinkercad:

## Lectura facilitada

El sistema de ventilación se puede realizar mediante una hélice.

La hélice se puede modelar mediante diseño 3D.

La hélice debe adaptarse a la salida de nuestro motor de corriente continua.

Esta hélice puede emplearse en un motor convencional.

El modelado en 3D puede hacerse en diferentes programas.

A continuación, tenemos algunas ideas sobre cómo proceder con el modelado.

Tú debes decidir las dimensiones, el número de aspas, la inclinación de estas y otros datos.

# ¿Cómo se puntúa el proyecto?

## Rúbrica para la evaluación del Reto 3

# Memoria técnica: construcción del proyecto

Duración:
  3-5 sesiones
Agrupamiento:
  3-5 participantes

Para esta actividad disponéis del diario de construcción (tabla 11) de la memoria técnica. En este apartado, debéis recoger las operaciones realizadas durante el proceso de elaboración del proyecto. Completad el diario de construcción en cada sesión para que os facilite el seguimiento del proceso.

## Ejemplo de entrada en el diario de construcción

# Reflexiona en el diario de aprendizaje

Después de mucho trabajo, el grupo consiguió el reto final. Fueron días de compartir conocimientos, superar dificultades y poner en común las herramientas y habilidades que contribuyeron a la resolución del reto final. Además de la satisfacción por el trabajo bien hecho, lo que aprendisteis en este reto os servirá en un futuro para resolver situaciones similares.

En esta sección, debes realizar las valoraciones incluidas el bloque 4 del diario de aprendizaje.

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