CurriculumCurrículoSTEMGrades 9 to 12Grados 9 a 12STEM-HS-03
Embedded SystemsSistemas embebidos
Build a data logger that senses, stores and runs on its own, work out its power budget and duty cycle, then deploy it and recover clean data.Construya un registrador de datos que mida, guarde y funcione solo, calcule su presupuesto de energía y su ciclo de trabajo, y luego instálelo y recupere datos limpios.
- Ways in:Formas de empezar:
- Read, 1 minuteLeer, 1 minuto
- Do, 270 minutesHacer, 270 minutos
- GradesGrados
- Grades 9 to 12, and any learner ready for itGrados 9 a 12, y cualquier persona lista para ello
- TimeTiempo
- 6 sessions of about 45 minutes6 sesiones de unos 45 minutos
- CostCosto
- Needs equipmentNecesita equipo
The MESH'D components this unit uses:Los componentes MESH'D que usa esta unidad:ElectronicsElectrónicaSoftwareSoftwareHolistic DesignDiseño integral
The driving questionLa pregunta central
How do you build a machine that runs alone?¿Cómo se construye una máquina que funcione sola?
You design a data logger, power it, deploy it, walk away from it, and then find out whether you can trust it. The power budget is where the math bites.Usted diseña un registrador de datos, le da energía, lo instala, se aleja de él y luego descubre si puede confiar en él. El presupuesto de energía es donde las matemáticas muerden.
Learners will be able toAl terminar se podrá
- Design a logger that senses, stores and lets you recover its data.Diseñar un registrador que mida, guarde y permita recuperar sus datos.
- Compute a power budget in milliamps times hours and choose a duty cycle.Calcular un presupuesto de energía en miliamperios por horas y elegir un ciclo de trabajo.
- Deploy the logger to run unattended and recover clean data.Instalar el registrador para que funcione sin supervisión y recuperar datos limpios.
Where the math isDónde están las matemáticas
Power budget arithmetic in milliamps times hours, duty cycle percentages, and sampling intervals.Aritmética del presupuesto de energía en miliamperios por horas, porcentajes del ciclo de trabajo e intervalos de muestreo.
Texas standards, strand levelEstándares de Texas, por componente
- Technology Applications: Computational ThinkingAplicaciones tecnológicas: Pensamiento computacional
- Science: Scientific and Engineering PracticesCiencias: Prácticas científicas y de ingeniería
Session by sessionSesión por sesión
What to doQué hacer
- Plan the logger in three parts, sense, store and recover, with a memory card to hold the data.Planee el registrador en tres partes, medir, guardar y recuperar, con una tarjeta de memoria para guardar los datos.
- Build it: connect the sensor, set the timing, and write readings to the memory card.Constrúyalo: conecte el sensor, ajuste el tiempo y escriba las lecturas en la tarjeta de memoria.
- Measure how much current the logger draws, compute its runtime, and set the duty cycle.Mida cuánta corriente consume el registrador, calcule su tiempo de funcionamiento y ajuste el ciclo de trabajo.
- Deploy it in the field, indoors or outdoors, and leave it to run on its own.Instálelo en campo, adentro o afuera, y déjelo funcionar solo.
- Recover the data and analyze it.Recupere los datos y analícelos.
- Write a field report and demo the logger.Escriba un informe de campo y haga una demostración del registrador.
What you needLo que necesita
- A memory card, one per teamUna tarjeta de memoria por equipo
- Two sensorsDos sensores
- A battery holder with alkaline or NiMH rechargeable cellsUn portapilas con pilas alcalinas o pilas recargables NiMH
- Wire and small circuit-board stockAlambre y material pequeño para placas de circuito
EquipmentEquipo
- A microcontroller board or a single-board computerUna placa de microcontrolador o una computadora de placa única
- A multimeterUn multímetro
Needs equipment.Necesita equipo.
Finish the tool and soldering certification from the Workshop Bootcamp unit before any hands-on work here. Batteries: alkaline and NiMH rechargeable cells are the defaults. Lithium pouch and LiPo cells are not for learner builds without written approval from the responsible adult; where approved, they charge in a fireproof charging bag, are never charged unattended, and are stored in a marked bin. If younger children are nearby, count coin cells out and back in and never leave one loose, because a swallowed coin cell can cause severe injury. Weatherproofed builds have no exposed sharp edges. Ladders are for adults only, and an adult knows where every outdoor logger is placed. All learner electrical work is low-voltage direct current, twelve volts or less; wall power is never learner work.Termine la certificación de herramientas y soldadura de la unidad Campamento de taller antes de cualquier trabajo práctico aquí. Baterías: las pilas alcalinas y las recargables NiMH son las predeterminadas. Las celdas de litio tipo bolsa y las LiPo no son para proyectos de estudiantes sin la aprobación por escrito del adulto responsable; donde se aprueben, se cargan dentro de una bolsa de carga a prueba de fuego, nunca se cargan sin supervisión y se guardan en un contenedor marcado. Si hay niños más pequeños cerca, cuente las pilas de botón al sacarlas y al guardarlas y nunca deje una suelta, porque tragarse una pila de botón puede causar lesiones graves. Los proyectos protegidos contra la intemperie no tienen bordes filosos expuestos. Las escaleras son solo para adultos, y un adulto sabe dónde está colocado cada registrador al aire libre. Todo trabajo eléctrico de los estudiantes es de corriente directa de bajo voltaje, doce voltios o menos; la electricidad de la pared nunca es trabajo de estudiantes.
What learners make and showLo que se hace y se muestra
A field report with the logger's recovered data charted, the power math shown, and proof that it ran unattended.Un informe de campo con los datos recuperados del registrador en una gráfica, los cálculos de energía a la vista y la prueba de que funcionó sin supervisión.
Mix-ups to expectConfusiones que esperar
- Works on the bench means works in the field. The field adds weather, distance and long hours alone, things the bench never tested.Si funciona en la mesa, funciona en campo. El campo añade clima, distancia y largas horas sin supervisión, cosas que la mesa nunca puso a prueba.
- Power is free. Every reading draws current from the battery, and the power budget counts it.La energía es gratis. Cada lectura consume corriente de la batería, y el presupuesto de energía la cuenta.
- More samples are always better. The power budget disagrees: each sample costs energy and shortens the runtime.Más muestras siempre es mejor. El presupuesto de energía no está de acuerdo: cada muestra cuesta energía y acorta el tiempo de funcionamiento.
At homeEn casa
Try it at the kitchen tablePruébelo en la mesa de la cocina
Leave a logger running overnight somewhere in your home, then read the chart together to see what your house does at night.Deje un registrador funcionando durante la noche en algún lugar de su casa y luego lean juntos la gráfica para ver qué hace su casa de noche.
Use it, share it, adapt itÚsela, compártala, adáptela
The credit to copyEl crédito para copiar
Free BYRD, CC BY. “Embedded Systems” from the Byrd Academy STEM Curriculum by Byrd EDU, byrdathome.org.Free BYRD, CC BY. “Sistemas embebidos”, del Currículo STEM de Byrd Academy, de Byrd EDU, byrdathome.org.
This is free to use, share and adapt, even commercially, under the Creative Commons Attribution 4.0 International license (CC BY 4.0), with this credit. What Free BYRD means.Esto es libre de usar, compartir y adaptar, incluso con fines comerciales, bajo la licencia Creative Commons Atribución 4.0 Internacional (CC BY 4.0), con este crédito. Qué significa Free BYRD.