Volvemos a la carga este curso y lo hacemos fuerte, con la publicación en la Web del INTEF dependiente del Ministerio de Educación y Formación profesional. Este es un artículo que enviamos a finales del curso pasado y ahora ve la luz. Aquí el enlace.
Y aquí el enlace al tuit publicado al respecto.
Picasso sigue dando que hablar.
LA IDEA, CÓMO SURGIÓ
Echando la vista atrás, parece que fue ayer que hablábamos de la posibilidad de añadir información en más formatos que el visual a una maqueta. Personalmente no conocía ni siquiera la palabra tiflología, pero en el departamento de Edificación ya tenían una maqueta sobre la que podíamos trabajar y ofrecer al alumnado un objetivo de algo realizable y útil. Así, poco a poco, se llego a que, un poco por casualidad, durante el curso en que se cumplen 50 años del fallecimiento de Pablo Ruiz Picasso hemos conseguido tener operativa la primera maqueta tiflológica desarrollada íntegramente en un centro educativo no universitario de España fruto de la colaboración de profesores de los departamentos de Edificación, Electrónica e Informática del IES Politécnico Jesús Marín de Málaga.
La idea por otra parte es que cualquiera con unos conocimientos mínimos pueda aplicar los mismos conocimientos para replicar nuestro trabajo. En nuestro caso, partíamos de la escultura que tenemos en la plaza de la Merced de Málaga:
LA MAQUETA
Desde el departamento de Edificación allá por 2015, a partir de 36 fotografías sacadas con su teléfono móvil, mediante técnicas de fotogrametría, uno de nuestros alumnos consiguió obtener el modelo tridimensional del monumento dedicado a nuestro más ilustre pintor, el situado en la plaza de la Merced de la capital, realizado por Francisco López Hernández.
Con la experiencia adquirida retos anteriores, el del presente curso ha consistido en aplicar la tecnología a la maqueta de Picasso obtenida con nuestras impresoras 3D, para transformarla en tiflotecnológica.
COLABORACIÓN
Nuestro Grupo de Trabajo, denominado Industria 4.0, formado por profesores y alumnos, de los Ciclos Superiores de Proyectos de Edificación, de Mantenimiento Electrónico e Informática, llevamos trabajando desde el curso 2021-22 mediante el aprendizaje basado en proyectos (ABP) de una forma interdisciplinar, con la colaboración del CEP de Málaga y, en el caso de este tipo de proyectos, con maestras y maestros del Equipo Específico de Atención al Alumnado con Discapacidad Visual (EEAADV).
Durante el presente curso, ha habido varias reuniones entre el colectivo @equipo_educativo_visuales con alumnos y profesores de los dos departamentos colaboradores del IES Politécnico. Fruto de esos encuentros se hicieron dos jornadas de concienciación entre el alumnado de los Ciclos Superiores de Mantenimiento Electrónico y de Proyectos de Edificación. En ellas se llevaron a cabo varias prácticas, en las que nuestros alumnos participaron con antifaces tapando sus ojos, palpando diferentes maquetas didácticas de contenidos educativos. De ésta forma pudieron apreciar las dificultades que tiene cualquier persona con carencias visuales a la hora de recibir información, siendo ésta del tipo que sea.
ELECTRÓNICA Y PROGRAMACIÓN
Uno de los primeros aspectos que tuvimos que decidir fue el de realizar una maqueta conectada a internet, utilizando IoT para emitir su información o, por el contrario, la realización de una maqueta totalmente autónoma que tuviera todos los elementos integrados y que pudiera ser presentada en múltiples eventos sin depender de la fluidez de las diferentes redes informáticas para su funcionamiento. Tras ponderar cada una de las dos opciones, nos decantamos claramente por la segunda, por contar ésta con menor número de tecnologías conviviendo entre sí, lo cual produce una maqueta más sencilla, transportable y estable en su funcionamiento.
De esta forma, integrándolo como prácticas y proyectos que ayudan a conseguir los Resultados de Aprendizaje dentro del ciclo superior de Mantenimiento Electrónico se montaron prototipos a partir de las propuestas del alumnado guiadas en mayor o menor medida para que finalmente se pudiera llegar a placas de circuito impreso con un montaje y mantenimiento sencillo. Para ello era necesario probar y valorar componentes, hacer pruebas en protoboard y placas perforadas y, por otro lado, conseguir un código robusto y fácilmente mantenible y ampliable en caso necesario para programar el microcontrolador.
EL CONJUNTO
Tras varios meses de pruebas ya dispusimos de un sistema electrónico suficientemente robusto como para dar el siguiente paso. El paso siguiente ha consistido en el diseño de una plataforma-base para albergar los diferentes dispositivos y sistemas de funcionamiento de la maqueta. Éste trabajo lo han llevado a cabo los componentes del dpto. de Edificación. La base cuenta con huecos para alojar una batería, cargador de batería, circuitos impresos con sus elementos, tarjeta memoria, sensor de presencia y cableado de conexiones entre módulos.
En la siguiente fase, se optimizaron algunos elementos como la placa de circuito impreso, para hacerla más pequeña, lo cual ha permitido alojarla en los huecos del asiento y del cuerpo de Picasso. Se mejoró la conectividad USB de la batería para su recarga y también se ha implementado una locución en inglés, además de la original en castellano.
El resultado se puede ver en el siguiente vídeo:
RESULTADOS MÁS ALLÁ DE LA MAQUETA
A partir de toda esta experiencia varios alumnos de Electrónica decidieron realizar su Proyecto Integrado aplicando la tecnología desplegada en la maqueta tiflológica de Picasso a maquetas didácticas de aprendizaje de contenidos de educación primaria y/o secundaria. Todo ello, con la experiencia adquirida en cursos anteriores y la coordinación didáctica de las maestras y maestros expertos en ese apoyo educativo.
Podemos comentar el ejemplo de Christian Muñoz Cisneros y Franco Stefano Curulla Galán, alumnos del ciclo superior de Mantenimiento Electrónico, que están trabajando con una maqueta física de España. Su proyecto consiste en introducir elementos tecnológicos para ofrecer información oral a quien se encuentre palpando las diferentes zonas. De ésta forma se ofrece a los usuarios de estas maquetas tiflológicas una experiencia háptica, mucho más rica en sensaciones, haciendo más dinámico el aprendizaje e invitando a la exploración de los objetos de aprendizaje por parte de quienes lo utilizan, aumentando todo ello las cualidades didácticas de éste tipo de materiales educativos.
Si nos referimos a los alumnos del Ciclo Superior de Proyectos de Edificación, tras su experiencia momentánea como invidentes (jornada de sensibilización), realizaron el modelado 3D de 24 figuras que propusieron el colectivo @equipo_educativo_visuales, para su posterior impresión mediante impresora 3D, coordinados por la profesora del módulo de Representaciones de Construcción, Lola Sánchez Giménez. La finalidad de éstas figuras es la explicación del sistema Diédrico para la obtención de vistas de diferentes figuras. Las figuras obtenidas encajarán en las plantillas de trabajo perforadas que utilizan actualmente para el apoyo en esa materia.
La colaboración entre departamentos y entidades continuará en cursos venideros, generando más y mejores maquetas adaptadas, con ello aprenderemos todos, creciendo personal y profesionalmente.
El Grupo de Trabajo Industria 4.0 lo formamos:
Para saber más:
Pablo PICASSO, accesible gracias a la Industria 4.0, Artículo del diario SUR 02/07/2023
Repositorio de enlaces web:
Este contenido no es directamente fruto del grupo de trabajo, pero sí surgió de la semilla del grupo de trabajo y el contacto que mantenemos con el Equipo Específico de Atención al Alumnado con Discapacidad Visual de Málaga colaborando en la sensibilización y asesoramiento. A partir del Picasso tiflológico surgió la idea de continuar con proyectos más ambiciosos y más útiles para el día a día de los niños con deficiencias visuales. ¿Cómo puede «ver» un mapa un niño o una niña ciega?
La respuesta es con relieves, Braille y un libro que sirve para descifrar el código que hay en cada punto geográfico, pero si introducimos pulsadores en cada punto de interés, el usuario sólo necesita pulsar y escuchar. Esta fue la idea con la que trabajaron dos alumnos de 2º de Mantenimiento Electrónico (Christian Muñoz y Franco Curulla) su proyecto final.
Pedimos los mapas a profesores y profesoras que trabajan habitualmente con ese tipo de alumnado y se pusieron manos a la obra. No es intención de este post descifrar los detalles técnicos, sino ver los resultados que, si bien aún necesitan algunos retoques, ya son muy interesantes.
Siempre es mejor verlo en funcionamiento, así que dentro vídeos:
Este es el esperado vídeo de presentación de nuestra maqueta.
Ha sido un largo camino desde que en 2015 en el departamento de Edificación pensaron en reconstruir a partir de fotos una maqueta del Picasso de la plaza de la Merced de Málaga. Años después tomo un nuevo camino a partir de conversaciones de pasillo con los de Electrónica para germinar una idea que se fue materializando en prácticas con los alumnos y finalmente el diseño 3D, la fabricación y puesta a punto del dispositivo final.
Hoy ya es un juguetito que llama la atención cuando lo sacamos a pasear por los pasillos.
Código final:
//PLACA LOLIN(WEMOS) D1 R2 & mini
//JSON a incluir en preferencias: http://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json
#include "SoftwareSerial.h"
#include "DFRobotDFPlayerMini.h"
const int PIN_SENSOR = A0;
SoftwareSerial mySoftwareSerial(D1, D2); // RX, TX
DFRobotDFPlayerMini myDFPlayer;
// Configuraciones de sensor
const int UMBRAL = 300; // Umbral para que active o no
unsigned int lecturaSENSOR = 0; // Estado inicial
const int ANTIRREBOTE = 300;
const int TIMER_ENG = 500; // Umbral para determinar si es short o long Tap
boolean sensor_on = false; // Booleano para detectar activacion de sensor
boolean sensor_hold = false; // Booleano para detectar activacion sostenida del sensor
boolean play = false; // Booleano para saber si se esta reproduciendo
unsigned long startTime;
unsigned long runningTime;
unsigned long tapTime;
void leerSENSOR() // Función para la lectura del sensor
{
lecturaSENSOR = analogRead(PIN_SENSOR);
if (lecturaSENSOR > UMBRAL) {
sensor_on = true;
} else {
sensor_on = false;
}
}
void setupDFPlayer() // Función para el arranque del reproductor de audio
{
mySoftwareSerial.begin(9600);
Serial.println("SETUP");
Serial.println(F("Initializing DFPlayer ... (May take 3~5 seconds)"));
if (!myDFPlayer.begin(mySoftwareSerial)) { //Use softwareSerial to communicate with mp3.
Serial.println(F("Unable to begin:"));
Serial.println(F("1.Please recheck the connection!"));
Serial.println(F("2.Please insert the SD card!"));
while (true)
;
}
Serial.println(F("DFPlayer Mini online."));
myDFPlayer.setTimeOut(500); //Set serial communication time out 500ms
//----Set volume----
myDFPlayer.volume(25); //Set volume value (0~30).
//----Set different EQ----
myDFPlayer.EQ(DFPLAYER_EQ_NORMAL);
//----Set device we use SD as default----
// myDFPlayer.outputDevice(DFPLAYER_DEVICE_U_DISK);
myDFPlayer.outputDevice(DFPLAYER_DEVICE_SD);
}
unsigned long getTapTime() {
if (sensor_on && startTime == 0) { //sensor tapado
Serial.println("sensor tapado");
startTime = millis();
}
if (!sensor_on && startTime != 0) { //sensor liberado
Serial.println("sensor liberado");
runningTime = millis();
}
if (runningTime != 0) {
tapTime = runningTime - startTime;
Serial.print("tapTime: ");
Serial.println(tapTime);
startTime = 0;
runningTime = 0;
}
return tapTime;
}
void setup() {
Serial.begin(115200);
setupDFPlayer();
startTime = 0;
runningTime = 0;
pinMode(PIN_SENSOR, INPUT);
}
void loop() {
leerSENSOR(); // control del sensor
getTapTime(); // medir tiempos
if (tapTime != 0) {
if (tapTime < TIMER_ENG) {
Serial.println("shortTap");
if (!play) {
play = true;
myDFPlayer.play(1); //Play the first mp3 (ES)
} else {
play = false;
myDFPlayer.pause(); //Pause mp3
}
delay(ANTIRREBOTE);
} else {
Serial.println("longTap");
if (!play) {
play = true;
myDFPlayer.play(2); //Play the second mp3 (EN)
}
delay(ANTIRREBOTE);
}
tapTime = 0;
}
}
Cada vez que uno se mete en un proyecto hardware sabe que habrá una fase de prueba y error por muy bien que se mida… Y aquí tenemos una muestra: el interruptor necesitaba medio milímetro más. Lo corregiremos en la próxima prueba.
Como mínimo nos ha valido para comprobar que el resto de componentes encaja como un guante:
Así que nos ponemos a imprimir con los dedos cruzados (durante 12 horas y 2 minutos…)
Y aquí el resultado, la primera maqueta verdaderamente funcional y capaz de acoger la electrónica interna (aunque aún tenemos un par de fallos menores que corregir, las letras del grupo y de la palabra junio se nos han caído):
Pero Picasso tiene una pinta estupenda:
Este es el código de la placa desarrollada:
#include "DFRobotDFPlayerMini.h"
#include "SoftwareSerial.h"
const int PIN_SENSOR = A0;
SoftwareSerial mySoftwareSerial(D1, D2); // RX, TX
DFRobotDFPlayerMini myDFPlayer;
// Configuraciones de sensor
const int UMBRAL = 300; // Umbral para que active o no
unsigned int lecturaSENSOR = 0; // Estado inicial
const int ANTIRREBOTE = 1000;
boolean sensor_on = false; // Booleano para detectar activacion de sensor
boolean play = false; // Booleano para saber si se esta reproduciendo
void leerSENSOR() // Para realice lectura del sensor constantemente.
{
lecturaSENSOR = analogRead(PIN_SENSOR);
if (lecturaSENSOR > UMBRAL) {
sensor_on = true;
}
}
void setup() {
pinMode(PIN_SENSOR, INPUT);
mySoftwareSerial.begin(9600);
Serial.begin(115200);
Serial.println("SETUP");
Serial.println(F("Initializing DFPlayer ... (May take 3~5 seconds)"));
if (!myDFPlayer.begin(mySoftwareSerial)) { // Use softwareSerial to communicate with mp3.
Serial.println(F("Unable to begin:"));
Serial.println(F("1.Please recheck the connection!"));
Serial.println(F("2.Please insert the SD card!"));
while (true);
}
Serial.println(F("DFPlayer Mini online."));
myDFPlayer.setTimeOut(500); // Set serial communication time out 500ms
//----Set volume----
myDFPlayer.volume(25); // Set volume value (0~30).
//----Set different EQ----
myDFPlayer.EQ(DFPLAYER_EQ_NORMAL);
//----Set device we use SD as default----
// myDFPlayer.outputDevice(DFPLAYER_DEVICE_U_DISK);
myDFPlayer.outputDevice(DFPLAYER_DEVICE_SD);
}
void loop() {
leerSENSOR();
if (sensor_on) {
sensor_on = false;
if (!play) {
play = true;
myDFPlayer.play(1); // Play the first mp3
} else {
play = false;
myDFPlayer.pause(); // Pause mp3
}
delay(ANTIRREBOTE);
}
}
Este es el esquema del prototipo que se ha montado en placa perforada para meterlo en un «Picassito».
Y este es el montaje final de esa placa, con batería, interruptor, sensor y altavoz.
Y el video del funcionamiento:
Sólo queda meterlo en el hueco de la maqueta…
Empujados por la necesidad de incorporar la Industria 4.0 a las aulas, especialmente al curso de especialización, creemos que tenemos la oportunidad de hacerlo converger todo, así que abrimos un par de líneas que realmente se juntan con el desarrollo del medidor de CO2. Este no deja de ser un dispositivo IoT que produce datos y que pueden ser puestos en juego para una serie de aplicaciones.
Para aprovechar su potencial pretendemos adentrarnos en el uso de OPC-UA y de Node-RED. Tomamos prestada la definición de OPC-UA de esta Web: «La OPC UA es un protocolo de comunicación disponible de forma gratuita diseñado específicamente para la automatización industrial. Permite el intercambio de información y datos en dispositivos dentro de máquinas, entre máquinas y desde máquinas a sistemas. La OPC UA cierra la brecha entre la tecnología de la información y la tecnología operativa.»
OPC-UA IIoT en marcha
Lo que se pretende por tanto es poner en juego datos generados por nuestro dispositivo IoT con un protocolo abierto, pero que pueda ser usado por dispositivos industriales tales como un PLC de Siemens, Scheider o cualquier otra marca.
Tomo también prestada la definición de Node-RED de su Web oficial: «Node-RED is a programming tool for wiring together hardware devices, APIs and online services in new and interesting ways. It provides a browser-based editor that makes it easy to wire together flows using the wide range of nodes in the palette that can be deployed to its runtime in a single-click.«.
Servidor Node-RED instalado
Así, mediante el uso de esta tecnología podremos interconectar diferentes dispositivos mostrando los datos con Grafana y usando como base de datos InfluxDB, monitoreando por tanto máquinas usando protocolos industriales, no es poca cosa…
Software de visualización Grafana instalado
Tenemos una mención desde la cuenta de Instagram del instituto por el trabajo realizado hasta ahora, pero queremos seguir en esa línea y acabar el trabajo. Este trimestre trabajaremos en la PCB que le dará soporte a la electrónica del prototipo y en una caja para meterlo todo.
Esta caja será la que debe ir bajo la maqueta (o pegada a ella, ya veremos) y suministrará la información sobre la misma. Estamos en contacto con profesores que trabajan con la fundación ONCE para que todo este trabajo tenga un sentido y una salida. Seguiremos informando…
Uno de las tareas que se acometieron en el GGTT Industria 4.0 durante el curso pasado fue la de desarrollar una caja contenedora de todos los dispositivos necesarios para la captación de datos ambientales y su transmisión vía wifi a un servidor para presentarlos debidamente.
Ésta tarea la realizaron alumnos del Dpto. de Edificación con las indicaciones de su profesor del módulo de Representaciones de Construcción, en la que tienen que trabajar las competencias necesarias para desarrollar los resultados de aprendizaje de croquizado, dibujo en 2D mediante programas de CAD a partir de los croquis, realización de modelos tridimensionales digitales y elaboración de maquetas, bien sea mediante impresión 3D, o realizadas a mano por métodos tradicionales.
Inicialmente, y hasta no disponer de un modelo físico, comenzamos a trabajar partiendo de las dimensiones del diseño de la placa base que habían realizado los compañeros del Dpto. de Electrónica, en el cual estaban acotadas las dimensiones básicas del futuro prototipo.
Diseño básico de la placa base
Con éstos datos y las dimensiones de los componentes que se iban a insertar en la placa base se realizó el modelo 2D que permitiría su modelado posterior en 3D. hay que comentar que en ese punto se optó por una alimentación eléctrica en sustitución de una batería para el funcionamiento autónomo, lo cual permitiría una autonomía de funcionamiento más amplia.
Diseño CAD en 2D de la placa base
En ese momento, y hasta que no dispusiéramos de un prototipo físico, ya se empezaron a realizar las primeras pruebas de modelado 3D para estudiar el establecimiento de los siguientes elementos:
Posicionamiento virtual de los elementos que determinan las aperturas en la caja
Huecos de alojamiento de tuercas y agujero para sujeción a una alcayata en la pared
Primera propuesta de huecos de ventilación mediante matriz circular de agujeros con huecos rasgados en la parte inferior para la admisión de aire
Modelo 3D del logo del GGTT Industria 4.0
Una tras otra se fueron resolviendo algunas de las cuestiones anteriores, se realizaron las primeras impresiones con impresora 3D para seguir depurando el modelo.
Primeros prototipos de caja
Primer prototipo operativo de placa con todos sus elementos
Finalmente, realizados los últimos ajustes con primer prototipo, el diseño final quedó con los huecos de ventilación -salida del aire- realizados con el logotipo de nuestro grupo de trabajo, mientras que los huecos de admisión del aire se hicieron aumentando la altura de los rasgados en el sistema de ensamblaje con forma de bayoneta, que reduce el rozamiento, debido al poco peso de la tapa.
Diseño final de caja
Diseño final de caja
