Una vez determinado el Cráter Shackleton como emplazamiento oficial de BermejaHab y resuelto el suministro hídrico desde las zonas en sombra permanente, damos el salto al control físico del hábitat. Iniciamos el bloque de robótica e ingeniería del entorno con el alumnado de 1º y 2º de ESO en la asignatura de Computación y Robótica.

Su primera misión es crítica: convertirse en los “Guardianes del Invernadero”, diseñando un sistema automático de control ambiental para el módulo agrícola que mantenga con vida los cultivos hidropónicos de la tripulación lunar.

🤖 El Reto: De Medir Datos Ruidosos a Tomar Decisiones Estables

Un sistema de soporte vital en el espacio no solo debe medir variables: debe responder a fallos en la toma de datos y tomar decisiones autónomas ante situaciones de riesgo.

Para este módulo utilizamos la placa BBC micro:bit v2, la tarjeta de expansión Basic:bit y el sensor de precisión AM2302 (DHT22), capaz de medir la temperatura y la humedad del aire dentro del invernadero.

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       MÓDULO DE PLANTAS (INVERNADERO)
      ┌─────────────────────────────────┐
      │     🌱     🌱     🌱            │
      │                                 │
      │           SENSOR AM2302         │
      │                 │               │
      └─────────────────┼───────────────┘
                        │
                  Pin P1 (Datos)
                ┌───────┴───────┐
                │   BASIC:BIT   │
                │ micro:bit v2  │
                └───────────────┘

🛠️ Hardware y Asignación Física de Pines

1. BBC micro:bit v2: Procesador principal y matriz LED para avisos visuales.
2. Placa de expansión Basic:bit: Facilita las conexiones de alimentación ($3,3\text{ V} / 5\text{ V}$), tierra ($\text{GND}$) y pines de señal.
3. Sensor AM2302 (DHT22): Medición de temperatura ($–40\text{ a }80\text{ °C}$) y humedad ($0\text{ a }100\%$).

Decisión de Ingeniería (Asignación de Pin): Conectamos el cable de datos del AM2302 al Pin P1 de la Basic:bit. Evitamos el Pin P0 porque en la micro:bit v2 está compartido internamente con el altavoz integrado, lo que genera interferencias en los tiempos de lectura digital.

🧠 Lección de Ingeniería: Filtrado de Datos (Data Cleaning)

Durante el despliegue del sensor en el aula, comprobamos que la comunicación digital a microsegundos del AM2302 puede perder tramas esporádicas, devolviendo un valor de error por timeout igual a -999.

Para evitar que una lectura errónea active falsas alarmas en la base lunar, introducimos un algoritmo de filtrado de datos:

1. Se consulta el sensor cada 3 segundos (respetando la pausa obligatoria que requiere el AM2302).
2. Validación: Si la lectura es correcta (distinta de -999), el sistema actualiza las variables tempValida y humValida.
3. Protección: Si la trama falla, el programa ignora el dato defectuoso y conserva en memoria el último valor estable conocido.

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              SENSOR AM2302 (Pin P1)
                        │
              ┌─────────┴─────────┐
              │    TEMPERATURA    │
              │      HUMEDAD      │
              └─────────┬─────────┘
                        │
           ¿Es una lectura válida?
              ├──────────┴──────────┐
          [SI (> -50)]         [NO (-999)]
              │                     │
      Actualizar variables    Descartar trama
      `tempValida/humValida`  Conservar anterior
              │                     │
              └─────────┬───────────┘
                        │
                 EVALUACIÓN LÓGICA
        ┌───────────────┼───────────────┐
        ↓               ↓               ↓
       😊              🔥              💧
   [TODO OK]      [T > 30 ºC]     [H < 40 %]
 Rango Óptimo    Texto: "Calor"  Texto: "Falta agua"

📊 Reglas de Decisión e Interacción

Una vez filtrada la información, el programa ejecuta las siguientes acciones:

• Pulsar Botón A: Muestra en la matriz LED el valor numérico de la última Temperatura (°C) válida.
• Pulsar Botón B: Muestra en la matriz LED el valor numérico de la última Humedad (%) válida.
• Supervisión Automática (Bucle Principal):
  • 🌡️ Si tempValida > 30 °C: Desplaza el mensaje de texto "Calor" en la pantalla.
  • 💧 Si humValida < 40 %: Desplaza el mensaje de texto "Falta agua".
  • 😊 Si todo se mantiene en rangos óptimos: Muestra de forma continua la cara feliz (Happy).

🤖 Integrando la IA: Prompting con Claude en 1º y 2º de ESO

El alumnado utiliza Claude (versión gratuita) como tutor interactivo para aprender a estructurar en MakeCode los bloques condicionales, la extensión del sensor y el filtrado de errores antes de volcarlo a las placas.

📝 Prompt Utilizado en el Aula

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Tengo una tarjeta micro:bit v2 con una placa Basic:bit y un sensor AM2302 (DHT22) en el pin P1.

Quiero programarlo mediante bloques en Microsoft MakeCode para el control de un invernadero lunar:
1. Al pulsar el botón A debe mostrar la variable de temperatura guardada.
2. Al pulsar el botón B debe mostrar la variable de humedad guardada.
3. En el bucle principal, consulta el sensor cada 3 segundos. Si la lectura es un error (-999), ignórala y mantén la última lectura correcta.
4. Si la temperatura válida es mayor de 30 ºC, muestra el texto "Calor". Si la humedad válida es menor del 40%, muestra el texto "Falta agua". Si todo está bien, muestra la cara feliz.

Explícame qué extensión debo buscar en MakeCode para el DHT22 y por qué es tan importante filtrar las lecturas falsas en un proyecto robótico.

🔄 Secuencia Didáctica en el Taller de Robótica

1. 🔌 Montaje: Cableado del sensor AM2302 a la placa Basic:bit (VCC a 3.3V/5V, GND a Tierra y Data a Pin P1).
2. 💻 Configuración en MakeCode: Carga de la extensión DHT11_DHT22 mediante su repositorio de GitHub compatible con micro:bit v2.
3. 🐛 Depuración por Puerto Serie: Emparejamiento por WebUSB para abrir la consola serie integrada de MakeCode y observar en la gráfica cómo se filtran los picos de -999.
4. 🧪 Prueba de Selección y Control: Provocar cambios térmicos y de humedad (acercando calor o soplando sobre la rejilla) para comprobar la respuesta en tiempo real de los botones A, B y los textos de alerta.
5. ⚙️ Calibración: Ajustar en los bloques los umbrales de temperatura y humedad adaptándolos a la especie vegetal simulada en la cúpula agrícola.

🎓 Vinculación Curricular (1º y 2º de ESO)

• Asignatura: Computación y Robótica (1º y 2º de ESO).
• Saberes Básicos:
  • Sistemas de Control y Robótica: Arquitectura de un sistema físico interactivo (sensores digitales, microcontroladores, actuadores de matriz LED).
  • Pensamiento Computacional: Programación por bloques, condicionales anidados (si... si no, si... si no), variables de estado global y filtrado de ruido en señales de entrada.
  • Uso Guiado de la IA: Empleo de entornos generativos para la comprensión y optimización de código robótico.
• Competencias Específicas: Diseño de algoritmos de control automático y depuración de errores en sistemas robóticos físicos.