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AyudasaPROYECTOSDEINNOVACIÓNY
MEJORADOCENTE
2019‐2020
P oyec odeInno aciónDocen e
In e ne delascosas:
Fo macióndeEs udian esenSenso es
Cen odeejecución
Depa amen oyÁ eadeEjecución
Facul addeCiencias
FísicaAplicada/Elec ónica
Miemb osdelequipo
JesúsEn iqueVelázquezPé ez(IR)
Ma íaSusanaPé ezSan os
AnaMa íaPé ezMuñoz
In o meFinal
Re .ID2019/090
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El“in e ne delascosas”‐una aduccióndi ec adel é minoeninglésIn e ne o Things(IoT)
‐desc ibela eddeobje os ísicos, ambiénconocidoscomo"cosas",quees ánin eg ados
consenso es,so wa eyo as ecnologíasconel indeconec a ein e cambia da oscon
o osdisposi i osysis emasa a ésdeIn e ne .Lacélulabásicadeunelemen oIoTdebe
ene , al menos, un elemen o de ipo senso , ci cui e ía de con ol y capacidad de
comunicaciónin eg adaenelci cui oosis ema.Dehecho,cada ezmáscomúnmen e,el
elemen o IoT pe mi e la in e comunicación median e una in e azde iposo wa e.El
aumen odelme cadoIoThasidoexponencialenlosúl imos10añosdebidoalacon e gencia
de múl iples ecnologías: análisis en iempo eal, ap endizaje au omá ico, compu ación
ubicua,senso esdep oduc osbásicosysis emasin eg ados.Loscampos adicionalesdelos
sis emasin eg ados,las edesdesenso esinalámb icos,lossis emas de con ol, la
au oma ización(incluidalaau oma izacióndelhoga ydelosedi icios),e c.con ibuyena
po encia elIn e ne delascosas.Enp incipio,cualquie ac i idadhumanaessuscep iblede
p opo ciona uncampodeaplicaciónIoT:desdemejo aspa alaexplo aciónag opecua iaal
me cadodeconsumo.Enelme cadodeconsumo,la ecnologíaIoTessinónimodep oduc os
pe enecien es al concep o de "hoga in eligen e", lo que incluye disposi i os y
elec odomés icos(comoacceso iosdeiluminacióny e mos a os,sis emasdomés icosde
segu idad,…)quepuedense con oladosa a ésde elé onosyal a ocesin eligen es.
Sep oyec aqueel amañodelme cadoglobaldeIoTalcance1.46billonesdedóla esen2027,
conuna asadec ecimien oanual o alcompues adel24.9%desdeun olumendeuncua o
de billón de dóla es en 2019 (h ps://www. o unebusinessinsigh s.com/indus y‐
epo s/in e ne ‐o ‐ hings‐io ‐ma ke ‐100307).
Desdeunpun ode is aacadémicoelin e és,másalládelanecesidadde o maciónde
es udian esenaplicacionesquemuchosdeellos anaencon a ycon ibui adesa olla en
suinco po aciónala idap o esional,delIoT esideenlaposibilidaddeusa lasmencionadas
célulasbásicascomoun ecu sodebajocos opa aelap endizajedesenso essinnecesidad
INTRODUCCIÓNyOBJETIVOS
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de ealiza unains umen aciónenlabo a o ioocomocomplemen oaés a.Es eusoesde
g anin e éspo quepe mi ecub i odoslosni elesdelenca go docen e del á ea de
Elec ónicadesdeasigna u ade1ºdeG adohas aMás e modulandoelusodees asnue as
he amien as.
El obje i o gene aldelp esen ePID uelaac ualización y ex ensión de p ác icasde
labo a o iodelasasigna u as elacionadasenla ablain e io inco po andohe amien asIoT
Losobje i osconc e osdelp oyec o ue on:
1. Implemen ación de ci cui os con senso es que puedan se con olados
emo amen emedian eso wa e.
2. Gene acióndecon enidosy ecu sosdocen esqueseu iliza ánenlaimplan ación
enelp ime cua imes ede2020.
3. Medidadepa áme osde a ios iposdesenso es.
4. Documen aciónyno asdeaplicaciónsob eelmon ajedelossenso esyusode
suso wa edecon olquesepond ánenS udiumadisposicióndeloses udian es.
El p oyec o ha pe mi ido gene a , como se había p opues o en la memo ia, ecu sos y
con enidospa asuusoendocencia–especialmen ede ipop ác ico–deung anin e éspa a
se aplicadoenladocenciap ác icadelassiguien esasigna u asimpa idaspo elá eade
Elec ónica:
ASIGNATURASYTITULACIONESQUESEBENEFICIARÁNDELPROYECTODEINNOVACIÓN
Ins umen aciónElec ónica,2ºcu so,G adoenFísica,Fac.Ciencias
Elec ónicadeComunicaciones,4ºcu so,G adoenFísica,Fac.Ciencias
Sis emaElec ónicosDigi ales,4ºcu so,G adoenFísica,Fac.Ciencias
Elec ónicayElec o ecnia,3e cu so,G adoenIngenie íaQuímica,Fac.CienciasQuímicas
FísicadeSenso es,Más e enFísicayMa emá icas,Fac.deCiencias
Ca ac e izacióndema e ialesydisposi i os,Más e enFísicayMa emá icas,Fac.de
Ciencias
Enalgunadeellas,comoseñalamosmásdelan e,los ecu soshansidodi ec amen eaplicados
enelp esen ecu soacadémicoyseimplan a ándemane amoduladayp og esi aenel es o
alola godelosp óximoscu sos.
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Ladocenciaensenso esesde ipo ans e salyaque,comoseñalamosenlasecciónan e io ,
lossenso eses ánp esen esennume ososcampos.Limi ándonosaladocenciaenelá eade
Elec ónica,sehacenp ác icasconsenso esennume osasasigna u as(másquelasexpues as
enla abladelasecciónan e io )aunqueladi icul adenlains umen aciónlimi asuinclusión
enp ác icasaasigna u asenlasqueloses udian esposeenunni elsu icien epa ahace el
mon ajey,aúnenesecaso,laescasadisponibilidadde iempoenlabo a o iolimi alap ác ica
almon ajeyalgunamedidadecomp obaciónde uncionamien odel senso . A modo de
ejemplo,enlaasigna u a“Ins umen aciónElec ónica”desegundocu sodelG adoenFísica,
conunbajocon enidode eo ía,nosepuedededica mucho iempoales udiodesenso es.Se
dedicaunapa edelaúl imasesióndelabo a o ioenlapa edeelec ónicaanalógicaal
mon ajeymedidaconunsenso de empe a u a,aunqueseusaunsenso simila en dos
p ác icas de ins umen ación i ual in eg ado en un cabezal con olado po una DAQ y
LabView.Laimp esión deloses udian esesquelossenso essonunapa adode limi ada
impo anciadadoel iempoqueselesdedicaencompa aciónconeldedicadoalmon ajede
ampli icado eso il osy,adicionalmen e,quelamedidaDCdelossenso es–ob iamen e,
simple, ápidaydeca ác e pun ual–esdeescasacomplejidadein e és.Aquelloses udian es
que pos e io men e cu san la asigna u a de “Física de Senso es” del Más e en Física y
Ma emá icas(MFyM)pe cibendemane amuydi e en elaimpo anciadelossenso esysu
usoenmedidas.
Pa adójicamen e, el análisis de con ex o mues a que exis e un c ecien e núme o de
aplicacionesdesa olladaspa aIoTqueincluyenunain e azdecomunicaciónycon olque
puede usa se sin emplea iempo de ap endizaje (como el necesa io pa a desa olla un
ins umen o i ualenLabView,esdeci ,un. i)y,ala ez,e i alanecesidadde ealiza un
mon ajequeconsume iempoenlabo a o io con un ap endizaje inc emen al nulo (los
es udian esyahanadqui idocompe enciasenelmon ajeymedidadeo osci cui os).
Elp esen ePIDhademos adolas en ajasdena u alezasiné gicaquepuedenex ae secon
elusodecélulas/módulosdeIoTpa alodocenciap ác icadesenso esquesep esen anenlas
ALCANCEyCONTEXTO
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conclusionesdees ein o me.
Los esul ados de los PIDs p e iamen e ejecu ados po el g upo esponsable del p esen e
p oyec oenlosúl imos10añoshanpe mi idoinno a enladocenciadep ác icasdelá eade
Elec ónicaquehane olucionadodesdeelesquema adicionalde pues o ijo en banco
(en enado , osciloscopio y gene ado de unciones) has a un nue o pa adigma que lo
complemen aconelempleodeplacasPCB,Ins umen aciónVi ual,diseñoCADeimp esión
3D.Es enue oesquemahain oducido écnicasdesimulación,so wa eyha dwa eac uales
dandocompe enciasaloses udian es ele an esani eldein es igaciónyaplicaciónindus ial
(LabView,diseñodeplacasPCBconUl iboa d,simulacionesdeci cui osbasadasenSPICEcon
PSPICEyMul isim,…).Enúl imo é minosehaempezadoasaca pa edelaenseñanzap ác ica
dellabo a o ioconso wa equeloses udian espuedenusa ensusPCsopo á ilesp i ados
(LabView,Mul isim,…)pe o ambiénconelemen osha dwa equeselesp es andu an eun
iempolimi ado(MyDAQ).
Es eal og adodeinno aciónsehaalcanzadoenelp esen ep oyec omedian eac i idadesin
si u(medidaseins umen acióndesenso esenlabo a o io)yexsi umedian eelusopo el
es udian edelso wa eycon enidosquehemosgene adoyseponenadisposicióndelos
es udian esenS udium.La i ualizacióndepa edelasp ác icaspe mi eales udian e,po un
lado,conoce ein e ac ua conlain e azdelins umen o(ki dee aluacióndecadasenso )
an es de accede al labo a o io – es deci , se puede educi el iempodeocupacióndel
labo a o iosinimpac a sob eelap o echamien oacadémicodeles udian ey,deacue docon
es o,inc emen a elnúme odesenso esquesepuedenes udia ‐y,po o olado,eles udian e
puedededica más iempoalanálisisde esul adossinp esencia ísicaenellabo a o io.La
p opues aquesehalle adoacaboenelp esen ePIDhape mi idoinc emen a lamo i ación
deles udian eysusposibilidadesdeap endizaje.
El plan eamien o básico que mo i ó la p opues a del p esen e p oyec o ueelsiguien e:
mien aslosconcep osbásicosqueseexplicanen eo íasepuedenaplica aunamplio ipode
DESARROLLODELPROYECTOyRESULTADOS
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senso es la oma manual de medidas usando el senso , es deci , el p ocedimien o que
ípicamen esesigueenlabo a o ioeslen ay ediosalimi andoelnúme odesenso esque
puedenusa seenunasesióndep ác icas,adicionalmen e,es as a easde ipo epe i i o(la
omamanualdemedidas)noapo anmuchosconocimien osales udian enicon ibuyenasu
mo i ación.Aunqueenellabo a o iodep ác icassedisponede a je asDAQconLabView,ni
LabView no se impa e en odas las i ulaciones (po ejemplo, en el G ado en Ingenie ía
Química)nielcabezaldelpues opuede ecibi o ossenso esadicionales al in eg ado.
Adicionalmen edebeconside a sequeelnúme odepues osDAQ+LabViewessolamen ede7
yunaDAQPCIsimila alasins aladas ieneuncos esupe io alosmileu os.Recien emen e
hanapa ecidoenelme cadosenso esinco po adosenunaplacaPCBdebajocos ey educidas
dimensionesqueademásdelsenso incluyelaci cui e íadeacondicionamien odeseñal,una
conexión USB (opcionalmen e ambién comunicación de ipo WiFi, Zigbee o BlueToo h) y
so wa eg a ui odecon ol isualización.Enes ep oyec onosp oponíamos ealiza p uebas
de ac ibilidadpa asuusoendocenciadees e ipodePCBsqueen ealidadsonmódulosIoTy
quesecome cializancomoplacasdee aluación(E alua ionBoa d,EB)po a ios ab ican es.
Pa aalcanza es eobje i ogene alylosconc e osdelp oyec olosmiemb osdelg upo
lle a onacabolassiguien esacciones:
1. Elección y adquisición de los senso es/EBs de desa ollo disponibles
come cialmen e al meno cos e y que incluyan conexión USB, al menos un senso (luz,
empe a u a,humedad,…)ein e azg á ica.
2. Ve i icacióndelamedidao ecidapo lain e azg á ica:Tes eoenellabo a o io,
compa acióncono ossenso es,medidasdi ec asconosciloscopio/mul íme o,…
3. Gene ación de con enidos y ecu sos docen es de au oap endizaje que se han
alidadoenunaasigna u aenelp ime cua imes ede2021.
4. Ca ac e izacióndesenso es:Medidadepa áme osp opiosde odoslossenso es
adqui idos.
5. Documen aciónyno asdeaplicaciónsob eelmon ajedelossenso esyusodel
so wa edecon olqueseponenadisposicióndeloses udian esenS udiumen unciónde
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loscon enidosdelp og amadecadaasigna u a.
Los ecu sosdisponiblesqueseemplea ánse án:
• Moodle(S udium)pa aladocumen ación,accesoacon enidosy ecu sosgene adospa a
loses udian es.
• Ins umen os de medida de banco (osciloscopio digi al de dos canales, mul íme o,
en enado ,…)queseusa ánpa acomp obaciónde esul ados.
• DAQsde14bi spa amedidasdeal ap ecisión.
Sehanadqui idoEBsyma e ial ungible(ba e ías,conec o es,…).LasEBsdisponendealmenos
unsenso ,conconexiónyalimen aciónpo USBconin e acescompa iblesconWindows7y
10 que pe mi en al es udian e con ola lamedidasindesa ollo adicional cumpliendo los
equisi osdelamemo iadelp oyec o:esdeci ,puedenusa sedesdelosp ime oscu sosde
G adohas aelni eldeMás e en uncióndesielén asisseponeenla isualizaciónoés ese
desplazahacialamedidayanálisisde esul ados.Dees amane a se ga an iza la
ans e salidadalpode se usadoenasigna u asdedi e en es i ulaciones.
Figu a 1. Senso de p oximidad/UV/luz ambien e
Si1147deSiliconLabs.
Figu a2.PlacaPCBdeSiliconLabsconec adaaunPC.
Amododeejemplop esen amosla uncionalidaddedosdelasEBsadqui idas.Hemosu ilizado
elsenso óp icodeSiliconLabsSi1147‐M01‐EB(Figu a1)cuyahoja écnica puede consul a se
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en (h ps://www.silabs.com/documen s/public/da a‐shee s/Si1145‐46‐47‐M01Re 1.0.pd )
mon adoenunaplacaPCBconconexiónUSB2.0(Figu a2).Laplacadisponedeso wa ede
con olconunpaneldecon olquesemues aenlaFigu a3.
Figu a3.Paneldecon oldelaEB.
Lasmedidasconelsenso Si1147sonlap ime asin oducidasenellabo a o iodep ác icasde
elec ónicaenlos angosóp icos.Sinemba go,comohemosseñaladomása iba,sedispone
de una amplia expe iencia en la medida usando senso es é micos que, po o a pa e,
cons i uyenunag anpa edeloscon enidosenlaasigna u aFísicadeSenso esdelMFyMyse
hanimplemen ado an oenelG adoenFísicacomoenelG adodeIngenie íaQuímica.
Hemosop adopo adop a elmóduloUSBSi7013deSiliconLabsqueescapazdemedi an o
empe a u a como humedad usando el senso in eg ado Si7013—A20 cuyas hojas écnica
pueden consul a se en h ps://www.silabs.com/documen s/public/da a‐shee s/Si7013‐
A20.pd .
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Figu a4.Módulosenso USBSi7013.Paneldecon ol
delaEB.
Figu a5.Senso adicionalex e noSi7034.
Figu a6.Paneldecon oldelaEB.
EnlaFigu a4mos amosuna o og a íadelaEBSi7013.Elsenso apa ececonunacobe u a
po osadecolo blancoquepuedeiden i ica se ácilmen eenla o og a ía.Ce cadelsenso se
