Centro de Mando: Academias de Especialización
Accede a tu terminal individual de especialización. Resuelve el minireto de tu subsistema, consolida el andamiaje técnico y certifica tu competencia experta para el ensamblaje final del Biodomo.
"Atención a todas las tripulaciones: nos aproximamos a la fase crítica del despliegue en la superficie marciana. Para garantizar la viabilidad y autosustentabilidad del Biodomo Inteligente, suspendemos temporalmente las operaciones conjuntas en equipo base. Cada tripulante debe integrarse de inmediato en su Unidad de Élite técnica. Vuestra responsabilidad individual en esta fase es absoluta: debéis dominar vuestro subsistema y regresar preparados para liderar vuestra área en el taller. Recordad la corresponsabilidad de la misión: un error de precisión en vuestro rol compromete los recursos de toda la tripulación. Iniciando transferencia de protocolos..."
*** FIN DE TRANSMISIÓN — SELECCIONA TU ROL ASIGNADO ***
Academia de Diseño
CAD, Modelado 3D y Optimización EspacialModela el chasis hermético y la cúpula del biodomo mediante Tinkercad CAD. Analiza las tolerancias geométricas del hardware y define la planimetría técnica acotada (planta, alzado y perfil) para la distribución óptima de los sensores hídricos y ambientales.
Academia de Programación
Algorítmica, Telemetría y CalibraciónAplica la cultura del error para depurar los bugs lógicos del software base en ArduinoBlocks. Calibrarás los rangos analógicos del sensor de humedad capacitivo, estructurando el bucle de control condicional no bloqueante para la bomba.
Academia de Construcción
Mecanizado, Ensamblaje Físico y PRLTraslada la planimetría técnica de los diseñadores al material real en el Aula-Taller Maker. Mecaniza el chasis estanco utilizando herramientas manuales de corte y perforación, aplicando estrictamente los protocolos de prevención de riesgos laborales (PRL).
Minireto de Diseño
El espacio en la base marciana es crítico. Debes diseñar una cúpula estanca que albergue el cultivo hidropónico optimizando el volumen. El chasis físico final se construirá con una caja de policarbonato reciclado de 20 × 15 × 15 cm.
Ubica los componentes manteniendo el margen de seguridad de 5mm contra humedades en la caja de 20x15cm.
Checklist de Pasos Técnicos
Las herramientas de control
Guía de Simulación: Tinkercad
Aprende a conectar y probar tus circuitos de forma virtual antes del montaje real.
Arrastrar y Soltar: Accede a más de 100 componentes usando la barra de búsqueda del navegador lateral.
Control del Espacio: Ajusta el tamaño de la rejilla y las opciones de ajuste (snapping) con selectores sencillos.
Microcontrolador Base: Simulación completa de la placa Arduino Uno R3, sus pines y puertos de comunicación.
Ajuste de Parámetros: Modifica valores de resistencia con deslizadores o cambia el color de los LEDs con desplegables.
Clic a Clic: Pasa el cursor sobre el pin de un componente, haz clic y arrastra un cable curvo para conectarlo a la protoboard.
Organización por Colores: Usa Rojo para VCC (alimentación), Negro para GND (tierra) y colores distintos para las señales.
Conexiones Internas: Entiende cómo distribuyen las señales los canales de alimentación horizontales y las líneas de componentes verticales.
Ruta de Voltaje: Lleva cables desde los pines 5V y GND de Arduino directamente a los canales de alimentación de la protoboard.
Programación Visual: Usa la interfaz de bloques de colores o cambia al modo texto para ver la sintaxis equivalente en C++.
Flujo de Control: Organiza las acciones en la sección Setup (se ejecuta una vez al inicio) y Loop (se repite infinitamente).
Prueba en Tiempo Real: Haz clic en "Iniciar simulación" para ejecutar el programa y probar las interacciones virtualmente.
Monitor Serie: Imprime valores en la consola de salida o captura formas de onda usando el Analizador Lógico.
Guía de Programación: ArduinoBlocks
Diseña el software del biodomo usando bloques lógicos de forma visual.
Puente de comunicación: Software de enlace en segundo plano para comunicarse por USB. Verifica el icono verde en la barra de tareas.
Estructura básica: Setup se ejecuta una sola vez al arrancar (configura pines, pantallas) y Loop se repite indefinidamente.
Categorías de herramientas: Los bloques se organizan por colores: Entrada/Salida, Lógica, Matemáticas y específicos para Sensores/Actuadores.
Cargar programa: El servidor web traduce los bloques a C++, compila y carga el binario en la placa, parpadeando el LED D13.
Memoria de datos: Define y crea variables como 'Humedad_Suelo' para almacenar las lecturas dinámicas de los sensores en la placa.
Muestreo de entradas: Señales binarias (0/1) para botones frente al rango continuo (0-1023) del sensor de humedad capacitivo.
SI... ENTONCES... SINO: Toma de decisiones lógicas. Evalúa si Humedad_Suelo < 400 para activar o desactivar el riego.
Consola de telemetría: Imprime variables en tiempo real en el puerto serie, herramienta clave para depuración bajo tierra.
Control de actuadores: Una señal digital de 5V activa la bobina del relé, que funciona como interruptor para la bomba de agua de 12V.
Bloqueo de ejecución: El bloque 'Esperar (1000ms)' congela el flujo completo, impidiendo leer alarmas críticas en ese segundo.
Multitarea: Ejecuta acciones en paralelo (medir temp. cada 2s, parpadear alarma cada 500ms) sin detener el bucle principal.
Código Limpio: Agrupa bloques bajo una subrutina propia (ej. 'Funcion_Ventilar') para invocar acciones limpias y reutilizables.
Miniprueba de Validación: Control de Software
Responde correctamente a las 4 preguntas para desbloquear el Bloque 2 (Hardware).
1. ¿Qué debemos comprobar en Tinkercad antes de montar el circuito en el mundo real?
2. ¿En qué bloque de ArduinoBlocks debemos encajar nuestro algoritmo para que se ejecute continuamente?
3. ¿Cuál es el código de colores recomendado en Tinkercad para diferenciar la línea de alimentación de 5V y la de tierra (GND)?
4. Si deseas guardar y procesar la lectura de un sensor analógico en ArduinoBlocks para tomar decisiones más tarde, ¿qué debes emplear?
Módulo Bloqueado. Supera la Miniprueba del Bloque 1 (Software) para desbloquear las fichas de conexiones.
Manual de Supervivencia: Sensores y Actuadores
Explora la guía visual de conexionado de cada componente de la misión seleccionando una pestaña a continuación:
🌡️ Ficha: Sensor de Temperatura y Humedad (DHT22)
INTERNAL SENSING
Diseño interior de detección dual de alta precisión:
PINOUT & VOLTAGE
TECHNICAL SPECS
ARDUINO CONNECTION
Conexión al microcontrolador de la base:
💧 Ficha: Sensor de Humedad del Suelo Capacitivo (v1.2)
MEASUREMENT PRINCIPLE
El sensor capacitivo mide la humedad utilizando cambios en la capacitancia:
OUTPUT & CALIBRATION
Valores leídos por el microcontrolador (a menor valor, mayor humedad):
TECHNICAL SPECS
PINOUT & ARDUINO CONNECTION
☀️ Ficha: Sensor de Luz (LDR)
PRINCIPIO DE DETECCIÓN
La resistencia eléctrica del fotorresistor LDR disminuye drásticamente a medida que recibe más fotones (luz):
DOBLE SALIDA & UMBRAL
El comparador LM393 y el potenciómetro azul permiten ajustar el umbral de disparo:
ESPECIFICACIONES TÉCNICAS
PINOUT & CONEXIÓN
Conexión del módulo LDR al microcontrolador:
⚙️ Ficha: Minibomba de Agua & Relé Mecánico
MECANISMO DE RIEGO
Desplazamiento Positivo: Los rodillos comprimen el tubo peristáltico de forma secuencial, empujando el agua hacia el biodomo y previniendo el reflujo de fluidos.
CONMUTACIÓN POR RELÉ
Seguridad Eléctrica: La señal digital de 5V del Arduino activa la bobina electromagnética, que conmuta los contactos y cierra el circuito de fuerza de 12V externo de la bomba sin contacto físico.
ESPECIFICACIONES TÉCNICAS
PINOUT & CONEXIÓN
💡 Ficha: Tira LED de Cultivo & Módulo MOSFET
🚀 RETO EXTRA (DEVELOPERS)ESPECTRO DE FOTOSÍNTESIS
Absorción de Clorofila: Máxima eficiencia en Azul (450nm) para crecimiento de hojas/ramas y Rojo (660nm) para estimulación de floración/frutos, creando su característico brillo rosa-magenta.
LÓGICA DE ATENUACIÓN (PWM)
Modulación de Ancho de Pulso: El MOSFET enciende y apaga la tira de 12V miles de veces por segundo. Variando el ciclo de trabajo (0% a 100%) podemos simular amaneceres y atardeceres dinámicos.
ESPECIFICACIONES TÉCNICAS
PINOUT & CONEXIÓN
Miniprueba de Validación: Conexión de Hardware
Responde a estas preguntas técnicas para certificar que comprendes los circuitos y desbloquear el panel de Retos de la Misión.
1. Si conectamos el sensor de humedad de suelo, ¿en qué puerto de la placa Arduino debemos leer los valores variables?
2. ¿Por qué conectamos la minibomba de agua mediante un relé y no directo a los pines del Arduino?
Módulo Bloqueado. Supera la Miniprueba del Bloque 2 (Hardware) para desbloquear los Retos de la Misión.
Tus objetivos para salvar la colonia
Diccionario Técnico de Emergencia
Actuación de Potencia
Dispositivo o circuito que permite a un microcontrolador de baja potencia (como Arduino, que opera a 5V) controlar cargas eléctricas de alta tensión o corriente (como motores o tiras LED de 12V) de forma segura, aislando ambas etapas eléctricas.
Algoritmo
Secuencia ordenada, finita y lógica de instrucciones o pasos matemáticos que el microcontrolador del biodomo ejecuta de forma cíclica para resolver un problema (por ejemplo, decidir cuándo activar el riego basándose en los datos de los sensores).
ArduinoBlocks
Entorno de programación visual optimizado para educación que traduce una estructura de bloques gráficos modulares (tipo puzle) a código fuente puro en C++, facilitando el aprendizaje de la lógica algorítmica sin la barrera de la sintaxis del código escrito.
Depuración (Debugging)
Proceso sistemático de identificar, aislar y corregir errores lógicos o de sintaxis (bugs) en el software o fallos de conexión en el hardware. En esta SA, se aborda bajo la "cultura del error" como una herramienta activa de aprendizaje y resiliencia.
Modulación por Ancho de Pulsos (PWM)
Técnica digital que consiste en modificar los ciclos de encendido y apagado de una señal cuadrada a una frecuencia muy alta. Permite simular una señal analógica variable desde un pin digital de Arduino, ideal para regular la intensidad lumínica del amanecer/atardecer marciano mediante el MOSFET.
MOSFET (IRF520)
Transistor de efecto de campo que actúa como un interruptor electrónico de alta velocidad. A diferencia de un relé mecánico, soporta conmutaciones rápidas (PWM), lo que permite regular de forma progresiva la potencia entregada a la tira LED de cultivo.
Monitor Serie
Canal de comunicación asíncrona que conecta la placa Arduino con el ordenador a través del puerto USB. Permite al programador visualizar en tiempo real en la pantalla las lecturas de los sensores o el estado interno de las variables del algoritmo para tareas de depuración.
Relé (Módulo de 1 Canal)
Interruptor electromecánico que se activa mediante una pequeña señal digital de 5V procedente de Arduino. Al activarse, cierra físicamente un circuito independiente de 12V, permitiendo el paso de corriente hacia la bomba peristáltica.
Sensor Analógico
Dispositivo de entrada que transforma una magnitud física del entorno (como la humedad del suelo o la intensidad de la luz) en una señal eléctrica continua que toma valores en un rango determinado. Arduino traduce esta señal en un espectro digital de 0 a 1023.
Sensor Capacitivo
Dispositivo que mide la humedad del entorno midiendo los cambios en la capacitancia eléctrica (capacidad de almacenar carga) en lugar de la resistencia. Al no exponer contactos metálicos directos al agua, es inmune a la corrosión, garantizando la estabilidad a largo plazo en sistemas de hidroponía.
Pin Analógico
Conexión de la placa que puede leer un rango de valores (ej. de 0 a 1023), ideal para medir la cantidad exacta de luz o agua.
Actuador
Componente que realiza una acción física en el mundo real, como moverse (motor) o iluminar (LED).
Condicional (SI/SINO)
Instrucción lógica. "SI ocurre esto (tierra seca), haz esto (encender bomba). SINO, no hagas nada".
Bucle (Loop)
Parte del código que el Arduino repite infinitamente sin detenerse nunca.
Minireto de Construcción
Responsable de la integridad física de la tripulación. Recibe los planos, mecaniza el chasis físico perforando pasos de tubería de 6mm y asegura la estanqueidad aplicando estrictamente el protocolo de prevención de riesgos.
Equipa al constructor con el kit de protección adecuado antes de operar la herramienta de calor y perforación.
Checklist de Pasos Técnicos
Término
Definición del término...