Chisme 192 del Lince: sensor humedad micro:bit y las ODS

La tarde caía sobre Sierra Bermeja y el Lince de la Noche, o Víctor Vílchez cuando nadie mira, cargaba una regadera enorme camino de su huerto. sensor humedad micro:bit

—Todos los días a la misma hora —presumió—. Dos litros por maceta, llueva o no llueva. ¡Disciplina de superhéroe!

La Gata Montesa, subida a un muro, ni se inmutó.

—¿Y le has preguntado a la tierra si tiene sed?

El Lince se quedó pensando. Primero propuso un dron de riego con cámara térmica. Después, un satélite. Al final, ya en voz baja, un cartel que pusiera «regar».

—O —suspiró la Gata— dos puntas de metal, una micro:bit y un número. La tierra te contesta sola.

CABRA, la IA del Lince, calculó en silencio cuánta agua se había tirado esa semana. Prefirió no decirlo en voz alta.

Introducción: un sensor humedad micro:bit para regar con datos

Hoy construimos un sensor humedad micro:bit: una micro:bit con la placa de ampliación Keyestudio que lee la humedad del suelo y la muestra en la matriz de LEDs y en una gráfica del ordenador.

Es el Chisme 192 de la serie micro:bit. Con él aprendes a montar el sensor sin equivocarte de pin, a programarlo con bloques y a relacionar lo que mides con las ODS de la Agenda 2030.

Para que nadie se pierda con los cables hemos hecho un simulador de conexiones: te dice dónde va cada cable y por qué.

Por qué este chisme: del dato al agua que ahorramos

Regar «por costumbre» gasta agua que a veces la planta no necesita. Medir primero y regar después es una decisión con datos, y eso es justo lo que hacen los ingenieros.

Con un sensor humedad micro:bit el alumnado pasa de «creo que tiene sed» a «el sensor marca 120 y mi umbral es 250». Ese salto es pensamiento científico.

Cómo funciona el sensor de humedad del suelo

El sensor tiene dos puntas metálicas. En este tipo de sensor, la tierra mojada conduce mejor la electricidad que la seca, y la placa convierte ese cambio en una tensión.

La micro:bit mide esa tensión con su entrada analógica y devuelve un número entre 0 y 1023. No es un porcentaje ni tiene unidades de humedad: es un número del conversor, y hay que calibrarlo.

Qué necesitamos

• Una micro:bit V2 y la placa de ampliación Keyestudio del kit ks0361.
• El módulo sensor de humedad del suelo con su cable de 3 hilos.
• Un cable USB.
• Un vaso con agua y, si puedes, una maceta con tierra.
• Un ordenador con Chrome o Edge para MakeCode.

Montaje del sensor humedad micro:bit

1. Pincha la micro:bit arriba en la placa, con los botones A y B hacia ti.
2. Conecta el cable USB a la micro:bit, que programa y alimenta a la vez.
3. Conecta el sensor de humedad del suelo con su cable de 3 hilos en la fila 1 (pin P1). Usa P1 y no P0 porque P0 es el altavoz de la V2.

• cable negro → G (tierra)
• cable rojo → V (alimentación)
• cable amarillo → S (señal)

El pin del bloque (P1) y la fila del cable (1) tienen que coincidir. Evita las filas 3, 4, 6, 7, 9 y 10, que comparten pin con la matriz de LEDs.

Programa 1: leer el sensor (bloques y JavaScript)

En MakeCode crea una variable valor y monta este programa de bloques: para siempre → establecer valor a lectura analógica pin P1 → serial escribir valor «humedad» = valor → mostrar número valor → pausa (ms) 1000.

El mismo programa en la pestaña JavaScript de MakeCode:

basic.forever(function () {
    let valor = pins.analogReadPin(AnalogPin.P1)
    serial.writeValue("humedad", valor)   // para verlo en el ordenador
    basic.showNumber(valor)               // para verlo en la matriz de LEDs
    basic.pause(1000)
})

Descarga el programa y abre «Mostrar datos Dispositivo» para ver la gráfica real. Usa «serial escribir valor» y no «escribir número», que no termina la línea.

Cómo probarlo

Con el sensor al aire y luego con las puntas en un vaso de agua, apunta los dos números. Repite cada medida varias veces y fíjate en cuánto cambia.

Moja solo las puntas, nunca la parte con los componentes, y no dejes el sensor metido en agua o tierra todo el día: las puntas se pueden estropear.

Qué estamos midiendo realmente

Un sensor humedad micro:bit no mide «litros de agua». Mide cómo conduce la electricidad el suelo, y eso depende también de la sal, de la temperatura o de lo apretada que esté la tierra.

Por eso dos sensores iguales pueden dar números distintos, y por eso se calibra: con tus dos medidas (aire y agua) puedes situar cualquier otra lectura entre «seco» y «mojado». Es la misma idea que vimos con el termómetro LM35.

Recuerda: medir no significa medir bien. Un número sin calibrar es un dato; una medida calibrada y repetida es algo en lo que podemos confiar.

Sensor humedad micro:bit y las ODS

Los Objetivos de Desarrollo Sostenible son las 17 metas de la Agenda 2030 de la ONU. Este chisme toca cinco:

• ODS 2, Hambre cero: regar con datos ayuda a cultivar más con menos recursos.
• ODS 6, Agua limpia y saneamiento: regar solo cuando hace falta evita malgastar un bien escaso en años de sequía.
• ODS 12, Producción y consumo responsables: usar la cantidad justa de agua en lugar de regar por costumbre.
• ODS 13, Acción por el clima: ante el cambio climático y las sequías, medir nos ayuda a adaptarnos con datos y no con suposiciones.
• ODS 15, Vida de ecosistemas terrestres: suelos con la humedad adecuada sostienen huertos y bosques como los de Sierra Bermeja.

En el simulador hay un reto con 14 días de datos inventados: el alumnado elige un umbral y compara el agua gastada con un riego fijo diario. Es una forma de ver el ahorro sin esperar dos semanas.

Para el aula

• ¿Qué variable medimos y en qué unidades? ¿Qué significa un 600 en la pantalla?
• Antes de medir, predice: ¿el número será mayor en el aire o en el agua? Compruébalo.
• ¿Qué error puede tener la medida? ¿Qué pasa si repites diez veces?
• ¿Cómo calibrarías el sensor para obtener un porcentaje de humedad?
• ¿Quién se beneficia si se gasta menos agua en un huerto escolar?
• Dos sensores iguales dan números distintos: ¿cuál tiene razón y cómo lo sabrías?

Retos por niveles (2º a 4º de ESO)

• Reto 1, haz que funcione: monta el sensor en P1 y comprueba que sale un número.
• Reto 2, modifica algo: cambia la pausa a 500 ms y observa qué cambia en la gráfica.
• Reto 3, decide por ti: muestra una cara triste si la tierra está seca y una feliz si no, con tu umbral. Pista abajo.
• Reto 4, guarda los datos: usa el datalogger micro:bit para registrar la humedad de una maceta durante días.
• Reto 5, una alarma: añade un LED o un zumbador, como en el chisme del LED, que avise cuando haya que regar.
• Reto 6, investiga: compara dos macetas, una con riego fijo y otra con riego por sensor, y mide cuánta agua se gasta en una semana.

Pista para el reto 3 (el umbral 250 es solo un ejemplo: calcula el tuyo con tus medidas):

basic.forever(function () {
    let valor = pins.analogReadPin(AnalogPin.P1)
    serial.writeValue("humedad", valor)
    if (valor < 250) {
        basic.showIcon(IconNames.Sad)     // tierra seca: ¡riego!
    } else {
        basic.showIcon(IconNames.Happy)   // tierra con agua: no riego
    }
    basic.pause(1000)
})

Versión monitor: de 1º de Bachillerato a los pequeños

Si eres de 1º de Bachillerato y vas a enseñárselo a un grupo de ESO, sigue este orden: primero la pregunta («¿tiene sed la tierra?»), después el montaje con el simulador, luego el programa y, por último, las dos medidas.

Deja que se equivoquen en el simulador, que avisa del error y explica por qué. Y pídeles que expliquen con sus palabras para qué sirve cada cable: G, V y S.

Qué hemos aprendido

• Un sensor analógico da un número entre 0 y 1023 que hay que calibrar.
• El pin del bloque y la fila del cable deben coincidir, y P0 es el altavoz de la V2.
• Un buen sensor humedad micro:bit sirve para tomar decisiones con datos, y eso conecta con las ODS 2, 6, 12, 13 y 15.

El Lince guardó la regadera. A partir de aquel día regaba solo cuando la tierra se lo pedía, y la Gata aseguró que el huerto no se había visto tan contento desde la última lluvia.

Para seguir investigando

• Chisme 146: LED con micro:bit
• Chisme 147: termómetro con micro:bit y LM35
• Chisme 150: datalogger micro:bit
• Página oficial de la micro:bit
• Objetivos de Desarrollo Sostenible en Wikipedia

Este chisme es un prototipo educativo, no un instrumento agrícola ni científico certificado.