Presentació

Aquest curs es divideix en quatre blocs, on es plantegen què és una smart city i com podeu dissenyar i fabricar la representació d’una ciutat intel·ligent, utilitzant les màquines disponibles en un fab lab o en un espai de fabricació digital i incloent aspectes propis de la robòtica necessaris per programar determinats dispositius electrònics.

Gràcies als exemples pràctics, podreu realitzar les tasques necessàries per dissenyar la vostra smart city que podreu fabricar a un espai de fabricació digital com el BDN Lab, durant les hores destinades a desenvolupar el vostre projecte.

BDN Lab

El curs es basa en la metodologia Aprendre Fent o Learning By Doing per oferir als docents la manera d’aconseguir que el seu alumnat assumeixi determinats continguts per a, juntament amb la seva curiositat i creativitat, aconseguir l’objectiu final de conjugar fabricació digital i programació en l’elaboració d’una maqueta.

  • Objectiu final: Aprendre a dissenyar i construir una smart city gràcies a l’ús de la fabricació digital i la programació de dispositius electrònics.

El projecte

Durant el curs es mostren diferents propostes per ajudar-vos a tirar endavant el vostre projecte: disseny i fabricació d’una smart city. Es recomana que la seva realització es faci de forma progressiva, bloc a bloc i tema a tema. Dins de cada tema trobareu les tasques que heu de realitzar per poder dissenyar i construir la vostra ciutat intel·ligent.

Es tracta de desenvolupar el projecte, seguint les orientacions de fabricació i els exemples de programació donats durant el curs. Després d’això, heu de tenir els recursos necessaris per a en qualsevol altre moment fer que participi el vostre alumnat en la creació d’una versió pròpia de ciutat intel·ligent, que pot basar-se en les necessitats que creieu que té el poble o ciutat on viviu.

Una vegada que el projecte estigui acabat, heu de publicar imatges del resultat al costat d’una ressenya de les activitats que s’han dut a terme per a aconseguir-lo. També s’han de citar tots els recursos que s’han necessitat per fabricar la maqueta de la ciutat intel·ligent, així com la manera en la qual integraríeu el vostre projecte dins del currículum. Finalment, es valorarà l’exposició dels objectius didàctics i del sistema d’avaluació que duríeu a terme en el moment de realitzar el vostre projecte amb l’alumnat.

Tota aquesta informació s’ha de publicar en la plataforma Moodle, facilitant al tutor/a del curs la clau d’accés corresponent.

Si el vostre centre no compta amb la maquinària i la tecnologia necessària per a la realització del projecte, haureu de posar-vos en contacte amb un espai de fabricació digital en el qual pugueu duu a terme o completar el vostre projecte.

Metodologia

Després de veure en el curs les diferents possibilitats que existeixen a l’hora de programar un automatisme i les tecnologies de fabricació digital que es podem emprar per construir una ciutat intel·ligent, entre tots heu de consensuar quines característiques voleu que tingui la vostra smart city.

Per definir col·lectivament aquesta ciutat intel·ligent es suggereix aplicar la metodologia Design Thinking que consisteix en dissenyar un producte pensant en les necessitats dels usuaris. Aquest treball ha de ser cooperatiu, creatiu i seqüencial.

Pas 1: Preguntar-se quins aspectes d’una ciutat es podrien millorar amb l’aplicació dels aprenentatges tecnològics d’aquest curs. Abans de donar-vos una resposta, podeu observar el vostre entorn, enquestar a un nombre determinat de la població – que no té perquè respondre a un mateix sector d’edat – i reflexionar sobre allò que us agradaria que tingués la vostra ciutat per fer-li la vida més còmoda als veïns i/o per protegir el medi ambient gràcies a un ús eficient dels recursos.

A continuació, totes les propostes es poden agrupar en diferents conjunts a partir d’aspectes comuns que poden ser, per exemple, les àrees on es poden emmarcar:

Pas 2: Escollir entre tots només una idea a desenvolupar. Aquesta pot ser una proposta del pas inicial o una nova, resultant de la barreja d’algunes de les recopilades i agrupades anteriorment.

Pas 3: Quan ja teniu la idea, heu de crear un model conceptual que representi el seu prototip. S’ha de pensar quins dispositius electrònics són necessaris i com es programaran per aconseguir materialitzar la idea. A més, s’ha de pensar en quina estructura fabricada digitalment els acoblareu. Aquesta estructura es pot fer amb materials de rebuig i de papereria.

En aquest pas es recomana seguir el mètode de treball anomenat Procés tecnològic que us anima a identificar el problema de funcionament, disseny i construcció del producte per, després, investigar com es pot resoldre, exposar quines són les seves possibles solucions i amb quina us quedareu i anotar tots els recursos materials que caldrà utilitzar i la inversió de temps prevista.

Pas 4: Si ja s’ha fet la programació dels dispositius, s’ha de comprovar; es a dir, heu de veure que el funcionament del dispositius electrònics és correcte i que fan allò que havíeu pensat aconseguir. Si no és així, s’haurà de retocar o reconduir la programació fins que pugueu donar com a bo l’automatisme.

Ara, s’ha d’acoblar aquest automatisme a l’estructura dissenyada i preparada amb materials de rebuig i de papereria. Si tot encaixa, es decideix amb quina o quines màquines es fabricarà i es fa el seu disseny digital respectant les mides i característiques de l’estructura prototipada. Si no encaixa, heu de realitzar les modificacions oportunes per aconseguir-ho.

En aquest pas es poden prendre notes sobre la realització i les incidències que es produeixen.

Pas 5: Si ja teniu fet el disseny digital de l’estructura idònia per al vostre automatisme, és el moment d’arrancar màquines i fabricar-la. Quan estigui acabada, només faltarà acoblar els dispositius electrònics i posar-los a funcionar.

En aquest pas podeu valorar si el resultat és satisfactori i respon a la idea inicial.

Després del Pas 5, podeu tornar al Pas 2 i desenvolupar una altra idea. A la vostra ciutat intel·ligent podeu desenvolupar tantes idees com vulgueu.

Objectius

  • Definir què són les smart cities o ciutats intel·ligents.
  • Fomentar la consciència mediambiental.
  • Plantejar i desenvolupar activitats de robòtica educativa relacionant-les amb la representació d’una ciutat intel·ligent.
  • Despertar l’interès per la tecnologia.
  • Donar a conèixer quina és i com es pot utilitzar de manera apropiada la maquinària disponible en un espai de fabricació digital.
  • Fomentar l’esperit maker, juntament amb la responsabilitat compartida, el repartiment de rols, la presa de decisions i la direcció de projectes en equip.

Coneixements previs

Encara que no es sol·liciten coneixements previs, tenir nocions d’electrònica i/o programació ajudarà a la realització del projecte. De la mateixa manera, haver utilitzat prèviament alguna màquina de fabricació digital facilitarà el seguiment del curs.

Requeriments tècnics

Per poder realitzar aquest projecte es necessita tenir accés a màquines de fabricació digital, un ordinador amb accés a Internet i amb certs programes instal·lats, així com components de robòtica.

Plaques programables

Per realitzar correctament totes les pràctiques dels quatre blocs del curs, es recomana accedir o disposar de:

  • Màquines de fabricació digital: màquina de tall làser, plòter de vinil i impressora 3D.
  • Internet.
  • Programari: el Cura, l’Inkscape, l'RDWorks, el CutStudio, l’mBlock i l’IDE d’Arduino.
  • Plaques programables: l’Orion, la micro:bit i l’Arduino.
  • Components electrònics: cables de connexió RJ25, cables USB, placa de proves (protoboard), cables pont (amb terminals aïllats i amb pinces cocodril), micro servo, sensor d’ultrasons, mòdul LED RGB, adaptador RJ25, display 7 segments (4 dígits), motor amb hèlix, sensor de temperatura submergible, LED (Light Emitting Diode), resistències de 220 Ω, brunzidor, suport per a piles i piles AA.
  • Materials varis: cartons i cartolines, regles, vinil, PLA, cola o pistoles de silicona calenta, tornavís, cargols i femelles.

Índex

Els quatre blocs del curs estan formats per un conjunt de temes comentats pas a pas, als quals s’hi intercalen explicacions teòriques amb exemples. Convé realitzar els temes en l’ordre que es proposa. Al final de cada tema apareixen les tasques que heu de realitzar durant la realització del projecte.

Fonts documentals

Autoria

Elena Rojas García del BDN Lab

Amb el finançament de