ESO
1r, 2n, 3r
Descripció de l’activitat
Paràmetres ambientals com la temperatura i la humitat relativa poden afectar el rendiment de les persones en tasques que requereixen concentració i produir cansament. En l’activitat es registren els paràmetres ambientals de l’aula mitjançant un sensor connectat a una placa ED1 que mostra els valors actuals i els envia a l’entorn de visualització en línia ThingSpeak. Disposar dels diagrames d’evolució dels paràmetres pot orientar sobre les actuacions a dur a terme per millorar el rendiment escolar.
Material necessari
- Placa ED1
- Sensor DHT11
Orientacions pedagògiques
Es formen grups d’alumnes en funció del nombre de plaques ED1 i sensors DHT11 (temperatura i humitat) que es tinguin.
Cada grup crea un únic usuari a ThingSpeak i un canal de visualització.
Tots els alumnes programen a MicroBlocks el funcionament del programa. Quan un alumne ha situat tots els blocs, transfereix el programa a la placa del grup i comprova que les dades enviades al canal de ThingSpeak es visualitzen correctament.
El grup que primer acaba és el que deixa la placa preparada a l’aula per prendre mesures durant tot un dia (com a mínim). Primer, ha de canviar l’interval de temps “20000” per “1800000” (mitja hora) i establir el nombre de dades que mostren els diagrames en 48 (24×2, un dia sencer) o més (segons les indicacions del docent).
L’activitat es reprèn un dia diferent, en el que el docent mostra al panell de l’aula els diagrames de temperatura i humitat que s’han enregistrat al canal de ThingSpeak.
S’estableix una dinàmica d’aula per tal que els alumnes valorin els resultats obtinguts i facin hipòtesis sobre com els canvis en la temperatura i la humitat relativa poden influir en el seu propi rendiment escolar i en el dels seus companys.
Es proposen maneres de millorar les condicions ambientals de l’aula per optimitzar el seu rendiment, com ara ajustar la calefacció o la ventilació, o utilitzar plantes per millorar la qualitat de l’aire. Els acords s’escriuen en un full que es penja en un tauler de l’aula.
Com a ampliació es poden afegir altres sensors externs (CO₂, llum, pressió atmosfèrica…)
Elements de programació
Eix | Àrea | Matèria
SEC – Biologia i Geologia | Física i Química
Competències específiques
BG CE04 – Fer servir diverses formes de raonament, com el pensament hipoteticodeductiu i el pensament computacional, per resoldre problemes o donar explicació a fenòmens naturals i processos de la vida quotidiana relacionats amb la biologia i la geologia, mitjançant l’anàlisi crítica de les respostes i solucions i reformulant el procediment, si fos necessari. || FQ CE03 – Generar, interpretar i validar dades i informació en diferents formats i fonts, fent servir de manera adient el llenguatge científic específic de la física i la química, i usar de manera responsable i segura el material de laboratori, per valorar el llenguatge científic com a eina universal de comunicació i intercanvi de coneixement.
Sabers
Utilització de diferents mètodes d’observació i presa de dades de fenòmens naturals en el context de problemes investigables.
1. Creeu un usuari nou a l’entorn de visualització ThingSpeak. Aquest entorn permet la comunicació amb dispositius via internet. En aquesta activitat es fa servir per llegir a distància els valors dels sensors de temperatura i humitat connectats a la placa. Per entrar a ThingSpeak cal donar-se d’alta i vincular el dispositiu que utilitzem.
2. Creeu un canal nou fent clic al botó “New Channel”:
3. Escriviu el nom del canal i el nom dels camps: Field 1 (“Temperatura (°C)”) i Field 2 (“Humitat (%)”).
4. Configureu el canal com a públic i feu clic al botó “Save Channel”.
5. En la secció “API Keys”, preneu nota de la clau d’escriptura:
6. Preneu nota del codi del canal (“Channel ID”).
7. Connecteu el sensor DHT11 a la placa ED1 (en el pin digital 3).
8. Connecteu la placa ED1 a l’ordinador i creeu un projecte nou en l’entorn de programació MicroBlocks.
9. Incorporeu al projecte les llibreries següents: Xarxa: “Client HTTP” i “WiFi“, Gràfics i pantalla: “TFT”, Sensors: “Temperature Humidity (DHT11, DHT22)”.
10. Creeu les variables “ThingSpeak” i “Clau_API” . Per crear una variable cal anar a la categoria “variables” i prémer el botó “crea una variable”. Ens sortirà una finestra emergent per poder posar el nom de la variable. A continuació, afegiu els blocs per definir el valor de les dues variables (la variable ThingSpeak conté l’URL d’incorporació de dades a ThingSpeak: api.thingspeak.com/update i a la variable Clau_API cal posar el codi que hem copiat al pas 5) i afegir els blocs per netejar la pantalla i posar el fons en color blanc, amb el missatge d’espera “Connectant”. D’aquesta manera, fins que no estigui connectada la placa, sortirà el missatge d’espera “Connectant…”
Per connectar la placa a la wifi haurem de fer servir el bloc “connecta’t a la wifi” de la llibreria “WiFi” hem d’escriure el nom de la xarxa “gencat_ENS_EDU_LAB” i la contrasenya. Finalment, afegirem el bloc d’espera, amb un operador “diferent que” i la variable “adreça IP” que es troba dins de la llibreria “Wifi”. Aquesta variable emmagatzemarà l’adreça IP. Amb aquest bloc, farem que hi hagi un temps d’espera fins que l’adreça IP sigui diferent de “0.0.0.0”.
11. Afegiu el bucle per prendre les mesures i enviar-les a ThingSpeak. En primer lloc, hem de crear les variables “temperatura” i “humitat” a la categoria “variables“. Farem servir el bloc de la categoria “Temperature Humidity (DHT11, DHT22)” (color lila) que rebran automàticament del sensor els valors mesurats de temperatura i humitat. Els blocs de color blau es troben a la categoria “TFT” i ens possibiliten escriure les dades de temperatura i humitat a la pantalla, en color verd. Cal fixar-se en les coordenades x i y per poder escriure les dades en línies separades (0,32) , (0,96).
L’últim bloc el trobem a la llibreria “Client HTTP” i ens serveix per enviar les dades a ThingSpeak, unint l’adreça URL amb la clau API i assignant els valors de temperatura i humitat als camps “field 1” i “field 2” creats a ThingSpeak al pas 3.
12. Inicieu l’execució del programa. Cal prémer el triangle verd, a la part superior dreta de la pantalla de Microblocks.
13. Comproveu que es poden llegir els valors de temperatura i humitat en la pantalla de l’ED1.
14. Aneu a l’entorn ThingSpeak per veure els diagrames de les dades mesurades en l’URL https://thingspeak.com/channels/ID, on cal substituir “ID” pel “Channel ID” anotat anteriorment: