Aprendemos con el huerto. Primeros pasos con Arduino: intermitencia de LED

Iniciar al alumnado de Secundaria en el uso de Arduino aplicado al huerto escolar conecta la tecnología con un entorno real y cercano. Es una herramienta que permite comprender cómo la medición y automatización (riego, humedad, temperatura o luz) mejoran el cuidado del huerto, haciendo el aprendizaje más interesante. Además, fomenta competencias STEM como la programación, la resolución de problemas, la experimentación y el análisis de datos obtenidos con sensores.

También potencia el trabajo interdisciplinar y valores como la sostenibilidad, la responsabilidad y el uso eficiente de los recursos. Al aplicar la tecnología para optimizar el huerto, el alumnado desarrolla creatividad, autonomía y pensamiento crítico, mientras mejora un espacio común del centro con soluciones innovadoras y tangibles.

La presente actividad pretende familiarizar al alumnado con la creación de circuitos sencillos. Concretamente la intermitencia de una luz LED, utilizando el simulador de Arduino de Tinkercad, una plataforma online gratuita que permite diseñar objetos en 3D, crear y simular circuitos electrónicos, y programar microcontroladores como Arduino, todo de forma visual y segura, sin necesidad de usar componentes físicos.

Familiarizar al alumnado en Arduino a través de esta actividad sencilla permitirá comprender los principios básicos de la electrónica y la programación sin necesidad de disponer aún de material físico. Este primer contacto, seguro y visual, ayuda a entender cómo funcionan los circuitos, qué papel juegan los componentes y cómo el código controla el comportamiento de un dispositivo real, reduciendo la complejidad inicial y aumentando la confianza del alumnado.

Materias

• Tecnología y digitalización
• Computación y robótica

Competencias clave

• Competencia matemática y competencia en ciencia, tecnología e ingeniería
• Competencia digital

Materiales y recursos

• Ordenador o Chromebook con conexión a internet
• Ratón, preferible a trackpad o superficie táctil

Algunos conceptos antes de empezar

Arduino

Es una pequeña placa electrónica que funciona como un “cerebro” para controlar luces, motores y sensores. Nos permite crear proyectos donde la tecnología hace cosas que nosotros programamos, como encender un LED o medir la temperatura.

Tinkercad

Es una página web donde podemos simular proyectos con Arduino y circuitos sin necesidad de usar materiales reales. Podemos dibujar y probar cómo se enciende un LED, cómo funciona un sensor o cómo programar la placa, todo desde el ordenador.

Programa en C++

Es un conjunto de instrucciones que le decimos a Arduino que haga, usando un lenguaje que entiende. Por ejemplo, podemos decirle: “enciende el LED”, “espera un segundo” y “apaga el LED”. C++ es el nombre del lenguaje que usamos para escribir estas instrucciones.

Descripción

PASO 1

Entramos en nuestra cuenta de Tinkercad, y accedemos a nuestros diseños para crear desde allí un nuevo circuito. Nuestro primer programa viene ya implementado por defecto cuando arrastramos la placa de Arduino al área de trabajo y reproduce un efecto de intermitencia en el LED que viene integrado en la placa. Vamos a comprobarlo seleccionando una placa Arduino UNO R3 e iniciando la simulación.

Detengámonos en este momento de la actividad para observar los bloques y el código de texto (C++) que se corresponde con este programa:

setup(): es el bloque de preparación que se ejecuta una sola vez al iniciar la placa. Aquí se define que el LED integrado (LED_BUILTIN) será una salida (OUTPUT).

loop(): es el bucle que se repite continuamente. Dentro:

• digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH); → enciende el LED.
• delay(1000); → espera 1000 milisegundos (1 segundo).
• digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW); → apaga el LED.
• delay(1000); → espera otro segundo.

Así, el código de texto sería el siguiente:

// Código C++

//

void setup() // bloque de preparación

{

pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT); // Aquí definimos el LED integrado como salida

}

void loop() // bucle de ejecución

{

digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH); //El LED se enciende

delay(1000); // Espera 1000 milisegundos

digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);

delay(1000); // Espera 1000 milisegundos }

Variante del ejercicio. Hacer diferentes pruebas modificando los valores de espera y viendo resultado en el simulador. Por ejemplo, si los valores son demasiado pequeños, la intermitencia no será perceptible.

PASO 2

Programar una intermitencia con un componente LED que vamos a añadir de la librería. Tras arrastrarlo, podemos definir un nombre y seleccionar el color de este en sus propiedades. La conexión del LED con la placa en Tinkercad se realiza de forma muy intuitiva, uniendo el ánodo (+) con uno de los pines digitales, y el cátodo (-) con el pin de tierra (GND) para cerrar el circuito.

La mayoría de las fuentes de energía darán tanta corriente como puedan, la cual en muchos casos supera el límite admitido por los dispositivos (LED, en este primer proyecto). Para evitar que el LED se queme y falle, es necesario “ralentizar” la tasa de flujo de corriente en el circuito mediante una resistencia, en este caso de 220 Ω.

Si optamos por conectar el ánodo del LED al pin 13, nos servirá el mismo programa anterior, ya que el LED integrado se corresponde con este pin. Si por el contrario conectamos el ánodo a otro pin digital, tendríamos que cambiarlo en el código. Por ejemplo, si lo conectamos al pin 10, el código sería:

Alternancia. Con esta premisa ya estaríamos en disposición de programar dos LED que se enciendan de forma alternativa, tal y como se puede ver en la simulación del proyecto

/*

Alternancia de dos LEDs:

– Cuando el 13 se enciende, el 12 se apaga, cuando el 13 se apaga el 12 se enciende.

*/

/* Proyecto creado por Sara Galisteo de www.hilcode.com*/

void setup()

{

pinMode(13, OUTPUT); //Declaramos el pin 13 como salida

pinMode(12, OUTPUT); //Declaramos el pin 12 como salida

}

void loop()

{

digitalWrite(13, HIGH); //Encendemos el LED conectado al pin 13

digitalWrite(12, LOW); //Apagamos el LED conectado al pin 12

delay(1000); //Esperamos durante 1000 millisegundos (1 Segundo)

digitalWrite(13, LOW); //Apagamos el LED conectado al pin 13

digitalWrite(12, HIGH); //Encendemos el LED conectado al pin 12

delay(1000); //Esperamos durante 1000 millisegundos (1 Segundo)

}

Para terminar esta actividad, mostramos cómo podemos compartir nuestros proyectos de forma pública. Desde la vista de “Tus Diseños”, seleccionamos las propiedades.

¡TE PROPONEMOS EL SIGUIENTE RETO! Plantear la conexión de un tercer LED y jugar con diferentes combinaciones de colores y secuencias.

Si te ha gustado esta actividad y la llevas a la práctica en el aula, compártela con el equipo de Andalhuerto contándonos tu experiencia en

andalhuerto.agapa@juntadeandalucia.es