ESO
1r, 2n, 3r
Descripció de l’activitat
Promoure un ús sostenible dels nostres ecosistemes i preservar la biodiversitat és un aspecte clau. Cada estiu veiem que es produeixen incendis en els nostres boscos. Amb els boscos més secs que mai, el risc d’incendi cada cop és més gran. Segons hem vist en les darreres notícies, la sequera extraordinària, el vent i els rècords de calor d’aquest hivern han obligat, per primer cop, a avançar quatre mesos el dispositiu de vigilància d’incendis forestals.
Nosaltres també hi volem col·laborar. Per tant, amb la placa ESP32 i amb ús de sensors recollirem les dades d’humitat i temperatura ambiental, i nivell de CO₂ de la zona de bosc propera a la nostra escola i registrarem aquestes dades al núvol a la plataforma Thingspeak. D’aquesta manera farem un seguiment de l’estat de la nostra zona de bosc per poder prevenir possibles incendis.
Material necessari
- Placa ESP32 STEAMakers
- Sensor DHT-11
- Sensor CCS811B
Orientacions pedagògiques
Per poder pujar la programació a la placa ESP32 és important prèviament tenir instal·lats a l’ordinador els drivers AB-Connector i CP210x disponibles a Company Portal.
Elements de programació
Eix | Àrea | Matèria
SEC – Biologia i Geologia | Física i Química
Competències específiques
CE05 – Analitzar els efectes de determinades accions sobre el medi ambient i la salut, basant-se en els fonaments de les ciències biològiques i geològiques, per fer propostes d’acció i per decidir de manera informada sobre problemàtiques actuals i adoptar hàbits que minimitzin els impactes mediambientals, que siguin compatibles amb un desenvolupament sostenible i que permetin mantenir i millorar la salut individual i col·lectiva.
Sabers
Anàlisi de comportaments relacionats amb les causes del canvi climàtic i de les conseqüències sobre els ecosistemes i la vida de les persones. Anàlisi de la relació de la sostenibilitat amb alguns ODS (ODS 14. Vida submarina; ODS 15. Vida terrestre).
1. Per contextualitzar l’activitat podem demanar a l’alumnat fer recerca de notícies relacionades amb els incendis en el nostre territori i com s’està duent terme la campanya de prevenció d’incendis forestals.
2. Amb la placa ESP32 i els sensors DHT11 (humitat i temperatura) i CCS811B (C2) es recolliran les dades d’humitat, temperatura i CO₂ d’una zona de bosc propera al nostre centre. L’alumnat registrarà i farà un seguiment de les dades a la plataforma ThingSpeak.
3. Accedir a la plataforma ThingSpeak, clicar a la icona de dalt a la dreta per crear un compte o per iniciar sessió directament amb el correu electrònic si ja es té un compte creat.
4. Anar a “Channels”, després a “My Channels” i clicar a “New Channel” per crear un canal nou.
5. Posar nom als camps del canal. S’activarà els camps que es necessiten marcant-los i després se’ls hi donarà un nom. Finalment, clicar guardar el canal.
6. Per a connectar la placa ESP32 amb ThingSpeak i captar les dades d’ humitat, temperatura i CO₂, necessitareu configurar la placa per enviar dades a ThingSpeak a través del protocol MQTT (Message Queuing Telemetry Transport). MQTT es un protocol de missatgeria lleuger que és ideal per a dispositius IoT com la placa ESP32. Es crearà un dispositiu MQTT per tal de poder enviar dades a ThingSpeak des de la placa ESP32. S’anirà a Devices i es clicarà Add a new device.
7. Triar un nom pel dispositiu i escriure una descripció d’aquest dispositiu si es veu convenient. Assignar el canal que s’ha creat (“Protegim els nostres boscos!”) que podrà accedir al dispositiu. Clicar a Add Device. S’han de recordar les dades “Client ID”, “Username” i “Password” per a més endavant col·locar en la programació amb ArdunioBlocks, es poden copiar i enganxar en un bloc de notes o descarregar. Llavors, s’haurà de clicar a “Done”.
8. Finalment, s’haurà de tornar al canal “Protegim els nostres boscos!” i es recordarà el número del nostre Channel ID perquè es necessitarà també en la programació a ArduinoBlocks
9. Accedir a la plataforma ArduinoBlocks http://www.arduinoblocks.com/web/. Prèviament, es tindran instal·lats els drivers AB-Connector i CP210x disponibles a Company Portal. És necessari executar el programa AB-Connector en el moment de transferir les dades del programa a la placa ESP32.
10. Clicar a “Provar ara!” o a “Iniciar sessió” per començar un projecte nou.
11. Si no es disposa d’un codi de projecte, clicar a iniciar un projecte personal, a tipus de projecte indicar ESP32 STEAMaker.
12. En l’entorn de programació, en el bloc inicialitzar s’haurà d’iniciar la consola (llibreria Comunicacions, Port sèrie)
connectar-se a una xarxa WIFI (llibreria Comunicacions, WIFI / IoT)
i iniciar el servidor MQTT (llibreria Comunicacions, WIFI / Iot, MQTT Client) Per tal d’iniciar el servidor MQTT s’haurà de recordar les dades Client Id, Usuari i Clau que estan disponibles en el nostre canal de la plataforma ThingSpeak
13. Seguidament, es crearà les variables humitat, temperatura i CO₂ (llibreria Variables).
14. En el bloc bucle, s’associaran les variables creades al valor del sensor d’humitat i temperatura, i del sensor de CO₂.
15. S’enviarà a la consola les dades captades pel sensor de temperatura i humitat, i pel de CO₂.
16. Fer que es publiquin les dades de temperatura, humitat i CO₂ a la plataforma ThingSpeak.
17. Connectar la placa ESP32 en el port USB de l’ordinador, i col·locar el sensor d’humitat i temperatura en el pin 18 de la connexió modular GND / VCC / S i el sensor de CO₂ a un dels pins del hub i2C.
18. Per últim, es poden observar les dades rebudes de temperatura, humitat i nivell de CO₂ a la consola de l’entorn ArduinoBlocks
i en els gràfics de la plataforma ThingSpeak