Sonda meteorológica

PERMISO PARA PODER REALIZAR EL LANZAMIENTO.

INSTRUCCIONES.

PROCESO DE CONSTRUCCIÓN.

1.- Construcción de la estructura principal. Pasos:

  • Estructura de la primera sonda.

  • Estructura de la segunda sonda.

2.- Atado de cuerdas al paracaídas.

  • Cortar un trozo de cuerda de 6m de longitud y atar a la parte superior del paracaídas.
  • Cortar 4 trozos de cuerda de 4m de longitud..
  • Cortar 4 trozos de cuerda de 60cm de longitud. Estos trozos se van a anclar a la estructura.

3.- Colocación del Playmobil astronauta en la tapadera de la caja de Arduino.

 

  • Abrir hueco para portapilas de Arduino

4.- Abrir huecos en la caja de la Raspberry.

  • Para la cámara de la Raspberry.
  • Para la antena del GPS y de la emisora.
  • Para las baterías.

ARDUINO COMO DATA LOGGER.

Para la adquisición de datos durante el vuelo hemos utilizado la placa Arduino ZUM de BQ. La hemos elegido porque contamos con esos kits de robótica. Aquí podemos ver las fotos de cómo queda el montaje de las placas con el adaptador de tarjetas SD, el reloj de tiempo real, y los sensores DHT22, MPL3115A2 y DS18B20.

Éste es el vídeo del proceso de adquisición y grabación de los datos de los segundos que han pasado desde el 1 de enero de 1970, el número de datos acumulados, temperatura 1, humedad, presión y temperatura 2.

Por último, por si puede interesar, aquí dejo el código que hemos utilizado. 

 

El primer lanzamiento en Canal Extremadura

ORGANISMOS IMPLICADOS.

En este lanzamiento, lo queremos realizar en colaboración con distintas entidades:

  • Universidad de Extremadura.- Las imágenes obtenidas van a ser usadas para calcular la difracción de la atmósfera.
  • Unión de Radio Badajoz.- Estamos pensando utilizar la sonda como repetidor de transmisiones. Por otra parte, la Unión de Radio Badajoz nos va a permitir, con su licencia, la emisión de los datos por APRS.
  • Protección Civil.
  • Guardia Civil.

COMPETENCIAS:

  1. Competencia en el tratamiento de la información y competencia digital mediante el tratamiento de datos y uso de dispositivos electrónicos de última generación utilizados en la sonda.
  1. Competencia en el conocimiento y la interacción con el medio físico mediante el conocimiento y comprensión de objetos, procesos, sistemas y medidas obtenidas de los sensores colocados en el Arduino de nuestra sonda.
  1. Competencia en la autonomía e iniciativa personal mediante la puesta en práctica de proyectos colaborativos entre alumnos.
  1. Competencia para aprender a aprender mediante el desarrollo de estrategias de resolución de problemas físicos poco habituales hasta ahora en el mundo académico. El desarrollo de proyectos de esta índole proporciona habilidades y estrategias cognitivas y promueve actitudes y valores necesarios para el aprendizaje.
  1. Competencia social y ciudadana mediante la expresión de ideas y diseños, la toma de decisiones mediante el diálogo y la negociación necesarios en el trabajo en grupo, la crítica y aceptación de otras ideas.
  1. Competencia en comunicación lingüística mediante la adquisición de un vocabulario propio utilizado en la búsqueda, análisis, selección, resumen y comunicación del proyecto, el trabajo en grupo, la búsqueda de información en fuentes bibliográficas y la exposición de los resultados al resto de compañeros, requiriendo así una buena expresión tanto escrita como oral.
  1. Competencia matemática mediante el uso de fórmulas matemáticas y aplicaciones informáticas.
  1. Competencia cultural y artística: Mediante la puesta en práctica de aprendizajes que permitirán al alumno tratar con imágenes digitales, creación de páginas aplicaciones móviles y la publicación en Google Play, lo cual permite al alumno compartir con el resto los datos e imágenes obtenidas.   

OBJETIVOS:

1.- Desarrollo de la experimentación.- Los proyectos desarrollados no son proyectos en los que se obtienen resultados satisfactorios inmediatos. Los alumnos se enfrentan a problemas que deben solventar para poder tener un resultado positivo y es necesario que interioricen los conocimientos para poder aplicarlos.

2.- Favorecer el trabajo en equipo.- En todas las actividades presentadas, los alumnos tienen que trabajar de manera colaborativa, ya que son actividades de una cierta envergadura.

3.- Entrenar y mejorar de la capacidad de inhibición comportamental, frenando las conductas salientes en favor de otras más reflexivas, elaboradas y adecuadas de acuerdo a la situación.

4.- Potenciar la resolución de problemas.- Durante el desarrollo de esta experiencia, los alumnos se tendrán que enfrentar a multitud de problemas que tendrá que intentar afrontar mediante la búsqueda de soluciones tecnológicas a los mismos.

5.- Reforzar la capacidad de autorregulación: planificación, implementación y automonitorización de conductas. Es decir mejorar la capacidad de establecer objetivos, trazar planes para lograrlos y supervisar su propio plan mientras está siendo puesto en práctica, para corregir sus errores.

6.- Mejorar la flexibilidad cognitiva, a través de la comprensión del otro y la empatía cognitiva.

7.- Mejorar la visión espacial.- Aunque vivimos en un mundo de tres dimensiones, estamos acostumbrados a que nuestros aparatos tecnológicos trabajen con 2D, lo que supone un cambio de mentalidad. Es interesante ver cómo los alumnos piensan que la impresora 3D trabaja con fotografías, como lo hacen las impresoras de papel.

8.- Familiarización con nuevos hardwares y softwares.- La utilización de estas tecnologías nos va a obligar a familiarizarnos con nuevos aparatos y softwares, que los alumnos van a tener que utilizar en su futuro laboral y personal.

9.- Apreciar la dimensión cultural que las nuevas tecnologías tienen en la formación integral de las personas, así como saber valorar sus repercusiones en la sociedad y en el medio ambiente y contribuir con criterio científico, dentro de sus posibilidades, a mejorar el medio natural y social.

10.- Aprender a pensar.- El objetivo real debería ser enseñar a nuestros alumnos y alumnas a pensar. Los ordenadores y la programación son sólo una herramienta. Son un medio para un fin.  

11.- Mejorar habilidades laborales y de emprendimiento.- Con todo lo anterior, queremos dotar a nuestros alumnos de herramientas que les ayuden a adaptarse a un futuro laboral cambiante, a trabajar el emprendimiento y a despertar un sentimiento social en todo lo que hagan.

DESTREZAS.

Incluye una gran variedad de destrezas tales como:

  • La capacidad para establecer metas,
  • El desarrollo de planes de acción,
  • La flexibilidad de pensamiento,
  • La inhibición de respuestas automáticas,
  • La autorregulación del comportamiento,
  • Y la fluidez verbal .

METODOLOGÍA.

Con este proyecto no hemos querido introducir estas herramientas en una asignatura, sino que lo que hemos pretendido ha sido acercar estas tecnologías a los alumnos para que éstos puedan explorar sus posibilidades y conexiones con el resto de asignaturas. El objetivo es dotar a nuestros alumnos de nuevas herramientas y son ellos los que deciden dónde está el límite.

A la hora de actuar, hemos tenido que actuar en cuatro áreas: en primer lugar, dotando a los alumnos de los materiales necesarios (ordenadores, micro-controladoras, sensores, actuadores, globo meteorológico, Raspberry pi,…); en segundo lugar, hemos intentado crear un ambiente colaborativo de conocimiento, en el que todos aportemos lo que vayamos aprendiendo y descubriendo; en tercer lugar, valorar aspectos actitudinales, como la solidaridad y la generosidad, en el trabajo con estas tecnologías; y finalmente, hacer una difusión de estas herramientas y sus usos en nuestro entorno social y cultural.  

La organización, para poder propiciar esta metodología, contempla unos agrupamientos flexibles, adoptando el tipo de agrupamiento más idóneo en cada caso:

  • Gran grupo: Para organizar actos de gran complejidad organizativa.
  • Grupo o equipo de trabajo: compuesto por cuatro o cinco alumnos. Es una opción imprescindible desde el enfoque constructivista del aprendizaje que aquí he asumido, ya que el peer group –formado, según convenga, por elección de los alumnos o por designación– es una situación que permite la mediación de los compañeros más capaces en la construcción del conocimiento de otros miembros del grupo. Se trata, fundamentalmente, de poner en práctica el aprendizaje cooperativo.
  • Trabajo individual: esta modalidad debe reforzar la individualización del proceso didáctico que ya se haya realizado en las situaciones grupo o equipo de trabajo, profundizando en la atención a la especificidad de cada alumno, a sus problemas y ritmos de aprendizaje…  

Dada la rápida evolución de las nuevas tecnologías, se considera imprescindible fomentar el autoaprendizaje del alumnado, por lo que, en ocasiones, el alumno participante tendrá que buscar la información de manera autónoma. Para ello dotaremos a los alumnos de los conocimientos y herramientas que le permitan encontrar, comprender y aplicar la información que necesite. Para el estudio de nuevas herramientas resultará necesaria la consulta de múltiples informaciones de manera crítica y comprensiva, incluso en otros idiomas. El alumnado deberá comprender, por otro lado, que estar preparado en  el manejo de las TIC obliga a mantener un aprendizaje continuado a lo largo de la vida.  

Es importante señalar que durante el desarrollo de “Edu Makers” hemos trabajado siguiendo la filosofía del aprendizaje basado en proyectos. Esta metodología del trabajo basado en proyectos reta a los alumnos a construir su propio aprendizaje mediante la búsqueda de soluciones a problemas de la vida real y aportando multitud de beneficios. 

  1. Los alumnos se sienten motivados hacia el aprendizaje.
  2. Desarrolla la autonomía de los alumnos, ya que son ellos los que tienen que buscar las soluciones a los problemas que se les presentan.
  3. Fomenta su espíritu autocrítico, ya que sus soluciones planteadas se enfrentan a la realidad, lo que les obliga a ir cambiando y mejorando sus soluciones.
  4. Ayuda a los alumnos a aprender a trabajar en equipo. Todos los alumnos tienen que trabajar juntos en la búsqueda de una solución común.
  5. Desarrolla su capacidad de buscar, seleccionar, contrastar y analizar la información de manera autónoma.
  6. Promueve su creatividad.
  7. Es una herramienta muy útil en el tratamiento a la diversidad, ya que todos los alumnos contribuyen en la medida de sus posibilidades y el resultado final es fruto del trabajo de todos.  

CRONOGRAMA.

  1. Contactar con personas responsables de otros proyectos similares (NearSpace, GalaSat,...)
  2. Contactar con Universidad de Extremadura para ver posibles colaboraciones.
  3. Contactar con Unión de Radio Badajoz.
  4. Elección de instrumentos de medición, fotos y vídeos
  5. Elección del globo y el paracaídas.
  6. Elección de fecha de lanzamiento de la sonda.
  7. Petición de permiso AENA.
  8. Compra del material.
  9. Fabricación de la estructura que soportará los distintos instrumentos.
  10. Fabricación de las carcasas que van a albergar los distintos componentes y así evitar las bajas temperaturas.
  11. Unión de todas las partes.
  12. Pruebas.
  13. Lanzamiento.
  14. Seguimiento y recuperación de la sonda.
  15. Recogida y tratamiento de los datos.
  16. Recogida y producción de las fotos y vídeos.
  17. Conclusiones del proyecto.
  18. Publicación de las conclusiones en una página web.
  19. Creación de una aplicación móvil para dar difusión de los datos obtenidos.
  20. Elaboración de una guía que sirva de ayuda a personas que quieran realizar una experiencia similar.

MECANISMOS E INSTRUMENTOS DE EVALUACIÓN.

1.- Comprender y apreciar la influencia de las tecnologías de la información y la comunicación en todos los ámbitos de la sociedad actual.

2.- Conocer, en su forma teórica e instrumental, las características, los componentes, el uso básico, la configuración y el mantenimiento de los microcontroladores.

3.- Identificar los elementos físicos que componen los dispositivos TIC, diferenciar sus funciones y comprender el proceso lógico que mantiene el flujo y el proceso de la información.

4.- Obtener información de diversas fuentes documentales, locales y remotas. Editar, integrar y estructurar la información, elaborando documentos que incorporen diferentes elementos multimedia para exponerla al resto del alumnado, a la hora de abordar problemas propios de la modalidad con estas tecnologías.

5.- Conocer y utilizar herramientas propias de las TIC específicas para resolver problemas.

6.- Aplicar herramientas de diseño y simulación al análisis de sistemas técnicos o a la elaboración de un producto. Para ello el alumnado debe diseñar proyectos sencillos de control, valorándose las diferentes fases de elaboración. También deberá prestarse atención al diseño y programación de algoritmos básicos para resolver problemas orientados a tareas integradas en proyectos concretos.

7.- Desarrollar habilidades y competencias que les permitan enfrentarse un futuro laboral y personal en continuo cambio.

INSTRUMENTOS DE EVALUACIÓN:  

  • Portfolio digital. El portfolio permite el desarrollo y valoración de la adquisición de habilidades de enseñanza y las prácticas reflexivas, así como para la preparación profesional y vocacional. En nuestro caso, el uso del portafolio digital de equipo en un entorno de aprendizaje cooperativo ha permitido desarrollar además un conjunto de competencias transversales que difícilmente podíamos desarrollar a través de la clase expositiva tradicional y evaluar a través del examen final.

 

  • Rúbricas. Una rúbrica es el instrumento que define los criterios que utilizaremos para evaluar cualquier actividad, evento o instrumento. En ella se describe claramente lo que observará el docente para llevar a cabo esa evaluación. Es un registro de los conocimientos, habilidades, actitudes y valores que sistemáticamente van logrando los alumnos a lo largo del ciclo escolar.

DIFUSIÓN DE LAS ACTIVIDADES.

En esta ocasión, además de las actividades anteriores, vamos a realizar talleres con los padres de nuestros alumnos. Por un lado, queremos que los padres colaboren en la fabricación de la sonda y, por otro lado, queremos hacer talleres de robótica, donde sean los propios alumnos los que enseñen a sus padres.