Archivo de la etiqueta: Computación Física

Arduino en la Educación

Arduino nace en Interaction Design Institute Ivrea (IDII) en Italia como una placa programable barata y sencilla de usar para utilizar en proyectos de diseño interactivo. Arduino ya nació en el entorno de la educación, pero rápidamente se extendió su uso en otros muchos entornos como IoT, Arte, Impresoras 3D, drones, robótica, industria, domótica, etc…

El equipo estuvo formado por Massimo Banzi, David Cuartielles, Tom Igoe, Gianluca Martino y David Mellis y debe su nombre de Arduino a un bar de Ivrea.

A lo largo de estos años Arduino ha sido la base de miles de proyectos tecnológicos. Y, actualmente, más de una década después, Arduino continúa proporcionando hardware y software de código abierto para desarrollar nuevos proyectos relacionados con las tecnologías que más están evolucionando en los últimos años como las impresoras en 3D, los drones o la robótica.

Al tratarse de hardware libre la placa Arduino se popularizó muy rápidamente y se creó una comunidad muy activa que ayudó a que creciese de forma exponencial el uso de las placas Arduino. Este respaldo de la comunidad mundial en movimiento y expansión, que incluye a programadores, aficionados, diseñadores y educadores que han ido introducido numerosos desarrollos que han permitido ampliar el tipo de software utilizado para programar nuevo hardware. Siempre inspirada en la filosofía de la cultura libre y la compartición del conocimiento, contribuyendo así al origen del Movimiento Maker.

Arduino, ha permitido aplicar la electrónica al alcance de todas las personas para proyectos de educación, arte, entretenimiento y para soluciones industriales que ayudan en la construcción de ciudades inteligentes.

Arduino es una herramienta que nos sirve para entender cómo funcionan las cosas en el mundo digital que vivimos actualmente.

Con Arduino podemos fácilmente:

  • Fomentar el uso de la programación en el aula
  • Usar de la programación en escuelas e institutos utilizando programación para ser capaces de desarrollar un pensamiento creativo y computacional.
  • Hacer proyectos interactivos que faciliten el aprendizaje de cualquier asignatura sin estar relacionada con la tecnología.
  • Iniciarnos en el mundo de la electrónica y robótica.
  • Construir componentes electrónicos a nuestro gusto.
  • Interaccionar con el mundo exterior mediante actuadores en función de las variables ambientales que leemos mediante los sensores.

Actualmente casi nadie duda de que hay que impartir nociones de programación y robótica en las clases de tecnología, y hay mucho interés además por la conexión que esto tiene con las STEM/STEAM, tan de moda hoy en día (Science, Technology, Engineering, Arts, Mathematics) y en este ambiente Arduinos una de las herramientas más adecuadas, por su bajo costo, sencillez, posibilidades de expansión y soporte de la comunidad.

Hay centros que han sabido encarrilar por libre esta cuestión, pero el problema es que no hay guías de conjunto y lo más adecuado es un itinerario definido para varios años en tecnología, más que cursos de tecnología improvisados sobre la marcha.

Si resolver el problema de la tecnología en un curso es complicado, diseñar un itinerario que cubra, diversas edades, por ejemplo, desde los 12 hasta los 18 años, es algo muy complicado para la mayoría de los centros, porque es difícil avanzar sin gente que conozca la tecnología.

Arduino es una herramienta que permite hacer realidad las ideas que surjan en el aula. Por ejemplo, en un clase de educación vial se propone que para enseñar a la gente a respetar los semáforos se haga un invento en el que si alguien pasa en rojo se dispare un chorro de agua. Con Arduino se podría desarrollar un prototipo con unos sensores, una electrválvula y unos leds para hacer el semáforo.

ARDUINO, herramienta para la educación en el entorno tecnológico: http://fundaciontelefonica.com.ec/conferencias/arduino-herramienta-para-la-educacion-en-el-entorno-tecnologico/

Y no solo Arduino sino también Raspberry Pi en Educación: https://www.raspberrypi.org/education/

Empresas riojanas que usan la tecnología para la Educación:

Arduino Education

Arduino Education es un equipo de Arduino dedicado a la educación formado por expertos en educación, desarrolladores de contenido, ingenieros y diseñadores de interacción. Se centran en el desarrollo de la próxima generación de programas STEAM y apoyo a las necesidades de profesores y estudiantes.

La tecnología de Arduino se usa para:

  • Jugar, en la escuela primaria como juguetes con tecnología Arduino para introducir al alumno en el aprendizaje físico, lógica, creación de habilidades y resolución de problemas.
  • Enseñar y aprender en la escuela secundaria para usar con técnicas innovadoras para estudios cros-curriculares
  • Desarrollo en las universidades, Arduino está ampliamente usado en los campos de la ingeniería, IoT, robótica, arte y diseño entre algunos de ellos.

Articulo de dcuartielles https://www.interempresas.net/Tecnologia-aulas/Articulos/160095-Buenos-dias-toma-tu-placa-y-montala.html

Lo que pasa en las clases: http://www.elconfidencial.com/tecnologia/2017-01-28/arduino-mini-pc-programacion-educacion_1322251/

From upper secundary to university by David Cuartielles: https://www.youtube.com/watch?v=hoJjwDOsJbs  

Arduino at Heart

El programa Arduino at Heart está diseñado para fabricantes y compañías que desean que sus productos sean fácilmente reconocibles según la tecnología de Arduino. El programa está disponible para cualquier producto que incluye un procesador que actualmente es compatible con Arduino.

Más información https://www.arduino.cc/en/ArduinoAtHeart/Products

STEM/STEAM

El término STEM es el acrónimo de los términos en inglés Science, Technology, Engineering and Mathematics (Ciencia, Tecnología, Ingeniería y Matemáticas). El término fue acuñado por la National Science Foundation (NSF) en los años 90. El concepto “Educación STEM” (del inglés STEM Education) se ha desarrollado como una nueva manera de enseñar conjuntamente Ciencia, Matemáticas y Tecnología (en general, no solo informática) con dos características bien diferenciadas:

  • Enseñanza-aprendizaje de Ciencia, Tecnología, Ingeniería y Matemáticas de manera integrada en lugar de como áreas de conocimiento compartimentadas. Por instrucción integrada se entiende cualquier programa en el que hay una asimilación explícita de conceptos de dos o más disciplinas.
  • Con un enfoque de Ingeniería en cuanto al desarrollo de conocimientos teóricos para su posterior aplicación práctica, enfocados siempre a la resolución de problemas tecnológicos.

Más información: https://es.wikipedia.org/wiki/Educaci%C3%B3n_STEM

La palabra STEAM está formada por las iniciales de una serie disciplinas consideradas imprescindibles para formarse en la sociedad actual. Concretamente: las ciencias, la tecnología, la ingeniería, el arte y las matemáticas (del inglés: science, technology, engineering, arts y mathematics). Es decir, añadir las artes al término STEM.

Tradicionalmente ha existido una separación muy marcada entre las disciplinas científico-tecnológicas, las sociolingüísticas y las artísticas. El enfoque STEAM ha logrado romper esta separación para lograr inculcar en la educación esa visión transversal de disciplinas tan necesaria en la sociedad actual.

Este enfoque educativo viene acompañado además del crecimiento del movimiento maker, que parte de la cultura DIY (Do It Yourself o Hazlo tú mismo). Esta visión consiste en dotar a las personas de la capacidad de crear sus propios objetos, con frecuencia usando la tecnología.

Aprovechando este movimiento, el enfoque STEAM incluye en su planteamiento la idea de aprender haciendo. Como han demostrado numerosas investigaciones: lo que se lee se recuerda, lo que se hace se aprende. Esta afirmación parte de la premisa de que para aprender es necesario comprender el contenido, mientras que recordar sólo implica un proceso de memorización que no requiere la comprensión. Y la manipulación de los objetos implícita en el movimiento maker es la mejor forma de facilitar esta comprensión activa de su funcionamiento.

Pensamiento Computacional

¿Qué es?: Es una habilidad que permite resolver problemas aprovechando la potencia de dispositivos con capacidad de cómputo, como los ordenadores o los teléfonos móviles inteligentes.

Otras definiciones de pensamiento computacional han ido surgiendo en la literatura científica desde entonces. Entre las más aceptadas se encuentran la de Aho y la de la Royal Society:

  • El pensamiento computacional es el proceso que permite formular problemas de forma que sus soluciones pueden ser representadas como secuencias de instrucciones y algoritmos.
  • El pensamiento computacional es el proceso de reconocimiento de aspectos de la informática en el mundo que nos rodea, y aplicar herramientas y técnicas de la informática para comprender y razonar sobre los sistemas y procesos tanto naturales como artificiales.

¿Por qué? Teniendo en cuenta que vivimos en un mundo cada vez más digital, esta habilidad resulta fundamental para la vida en sociedad en el siglo XXI y, por tanto, para jóvenes en edad escolar.

Según esta definición operativa, el pensamiento computacional es un proceso de resolución de problemas que incluye las siguientes características:

  • Formular problemas de forma que se permita el uso de un ordenador y otras herramientas para ayudar a resolverlos.
  • Organizar y analizar lógicamente la información.
  • Representar la información a través de abstracciones como los modelos y las simulaciones.
  • Automatizar soluciones haciendo uso del pensamiento algorítmico (estableciendo una serie de pasos ordenados para llegar a la solución).
  • Identificar, analizar e implementar posibles soluciones con el objetivo de lograr la combinación más efectiva y eficiente de pasos y recursos.
  • Generalizar y transferir este proceso de resolución de problemas para ser capaz de resolver una gran variedad de familias de problemas.

Más información: http://code.educalab.es/

Situación en España: http://code.educalab.es/situacion-en-espana/

Arduino es la herramienta que nos permite saltar de la programación en el ordenador a la programación del entorno, leyendo a través de los sensores e interactuando mediantes los actuadores.

Computación Física (Physical Computing)

La computación física es el campo de la computación que estudia la conexión entre el mundo físico y los ordenadores. Esta conexión es bi-direccional, es decir, puede consistir en sensar información del entorno y enviarla a ordenadores para su procesado o bien, el uso de información para controlar motores, solenoides, sistemas de calor y otros dispositivos capaces de actuar sobre el entorno. Del mismo modo que a los dispositivos que pueden medir el entorno los llamamos sensores, a los que pueden actuar sobre el mismo, los denominamos actuadores.

La computación física se centra en diseñar dispositivos, objetos e incluso entornos que permitan establecer un canal de comunicación entre el mundo físico y el mundo virtual. Aunque esto suene a algo relacionado con el futuro, la realidad es que llevamos conviviendo con esta disciplina mucho tiempo. Solo tenemos que pensar en un ordenador o en un dispositivo móvil. Estos dispositivos ponen en contacto nuestro mundo, el mundo físico, y el mundo virtual de las máquinas y ordenadores.

El diálogo se realiza a través de interfaces hardware como un teclado, ratón, micrófono, pantallas, altavoces etc… La finalidad de la computación física es diseñar estas interfaces para que sean capaces de detectar alteraciones en el medio físico y traducirlas a señales que entiendan las máquinas. Esto se hace tanto a través de software como de hardware.

Arduino es una potente herramienta para ayudar a los estudiantes y profesores en la enseñanza de robótica y physical computing (https://en.wikipedia.org/wiki/Physical_computing) que se refiere al diseño y construcción de sistema físicos que usan una mezcla de software y hardware para medir e interactuar con el medio que le rodea.

Más información en:

Physical Computing en wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/Physical_computing

Impresionante curso de Tom Igoe sobre Arduino: https://itp.nyu.edu/physcomp/

MOOC computación física:

Conceptos relacionados

  • Learning by Doing
  • Learning by Making
  • Aprendizaje por Proyectos
  • Flipped Classromm
Anuncios

Qué es Arduino

Arduino es un dispositivo programable como es un ordenador, un móvil, un tablet o un PLC, es decir, se puede cambiar el comportamiento o la funcionalidad del dispositivo mediante unas órdenes en un lenguaje concreto que es capaz de ser interpretado por el dispositivo y seguir esas órdenes con el fin de realizar una tarea automática o resolver un problema.

En el caso de los ordenadores, móviles o tablets, la entrada de los datos y la interacción con las personas es a través del teclado, ratón, pantalla táctil o incluso la posición GPS o la inclinación del móvil y la salida de los resultados o visualización por las personas es a través de la pantalla. Sin embargo un PLC/Autómata o un Arduino, la interacción con el humano o con el entorno no está tan limitada como en el caso de un Ordenador o un tablet, los interfaces de comunicación (entrada/salida) son ilimitados y consisten en ciertos componentes hardware (transductores) que convierten los cambios de energía producidos por las alteraciones en el medio físico, en señales eléctricas entendibles por las máquinas. Por lo tanto las entradas a estos dispositivos son los sensores y las salidas son los actuadores que convierten las señales eléctricas en magnitudes físicas.

Arduino es un dispositivo programable que nos permite interactuar con el entorno, pudiendo leer la temperatura de una sala, el deslizamiento de una rueda o el ángulo de inclinación de una plataforma y escribir/actuar sobre el encendido de una caldera, los frenos del coche o un motor para nivelar una plataforma.

La computación física se refiere al diseño de objetos y espacios que reaccionan a cambios en el entorno y actúan en este. Se basa en la construcción de dispositivos que incluyen microcontroladores, sensores y actuadores y que pueden tener capacidades de comunicación con la red u otros dispositivos.

Arduino es una plataforma de hardware libre, basada en una placa con un microcontrolador y un entorno de desarrollo, diseñada para facilitar el uso de la electrónica en proyectos multidisciplinares.

Hardware Libre: http://es.wikipedia.org/wiki/Hardware_libre

Arduino es una plataforma abierta que facilita la programación de un microcontrolador. Los microcontroladores nos rodean en nuestra vida diaria, usan los sensores para escuchar el mundo físico y los actuadores para interactuar con el mundo físico. Los microcontroladores leen sobre los sensores y escriben sobre los actuadores.

En palabras de David Cuartielles: “Actualmente todo lo que nos rodea en la vida es digital (entendido como hacer operaciones matemáticas complejas y comunicar con otros dispositivos), cualquier cosa lleva un microchip, desde el microondas a un coche. Arduino lleva uno de esos microchips y te permite aprender a manejar como funciona el mundo en el que vivimos hoy en día y cómo interactúa el hombre con el mundo digital. Arduino es la puerta hacia tomar control de cómo funcionan las cosas actualmente y en el futuro. Así que encender el ordenador y empezar a programar.

Arduino no solo proporciona las placas (Hardware), sino que nos proporciona un software consistente en un entorno de desarrollo (IDE), un lenguaje de programación simplificado para el HW y el bootloader ejecutado en la placa. La principal característica del software (IDE) y del lenguaje de programación es su sencillez y facilidad de uso.

Arduino promete ser una forma sencilla de realizar proyectos interactivos para cualquier persona. Para alguien que quiere hacer un proyecto, el proceso pasa por descargarnos e instalar el IDE buscar un poco por internet y simplemente hacer “corta y pega” del código que nos interese y cargarlo en nuestro HW. Luego hacer los cableados correspondientes con los periféricos y ya tenemos interaccionando el software con el Hardware. Todo ello con una inversión económica mínima: el coste del Arduino y los periféricos.

Arduino es una tecnología que tiene una rápida curva de aprendizaje con básicos conocimientos de programación y electrónica, que permite desarrollar proyectos en el ámbito de las Smart Cities, el Internet de las cosas, dispositivos wearables, salud, ocio, educación, robótica, etc…

Definición de Arduino en la web oficial: https://www.arduino.cc/en/Guide/Introduction

Otras definiciones de Arduino:

Que es arduino en un minuto (video): http://learn.onemonth.com/what-is-arduino

Hay otro factor importante en el éxito de Arduino, es la comunidad que apoya todo este desarrollo, comparte conocimiento, elabora librerías para facilitar el uso de Arduino y publica sus proyectos para que puedan ser replicados, mejorados o ser base para otro proyecto relacionado.

En resumen:

Arduino = HW + SW + Comunidad

¿Para qué sirve Arduino?

Arduino se puede utilizar para desarrollar elementos autónomos, conectándose a dispositivos e interactuar tanto con el hardware como con el software. Nos sirve tanto para controlar un elemento, pongamos por ejemplo un motor que nos suba o baje una persiana basada en la luz existente es una habitación, gracias a un sensor de luz conectado al Arduino, o bien para leer la información de una fuente, como puede ser un teclado, y convertir la información en una acción como puede ser encender una luz o mostrar por un display lo tecleado.

Con Arduino  es posible automatizar cualquier cosa para hacer agentes autónomos (si queréis llamarles Robots también). Controlar luces y dispositivos, o cualquier otra cosa que se pueda imaginar, es posible optar por una solución basada en Arduino. Especialmente en desarrollos de dispositivos conectados a Internet, Arduino es una solución muy buena.

Qué puede hacer Arduino? https://aprendiendoarduino.wordpress.com/2016/06/26/que-puede-hacer-arduino/

Entornos de aplicación de Arduino? https://aprendiendoarduino.wordpress.com/2016/06/26/entornos-de-aplicacion-arduino/