Desarrollado por: Andrés Araque y Edna Barrera
LABORATORIO
STEM
Sistema de riego automatizado
Diseña soluciones reales para un mundo sostenible
Instrucciones
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Panel del Laboratorio
NIVEL 2Diseño
NIVEL 1 Preparación
NIVEL 3 Automatización
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1. Preparación
Explorar contexto
Conoce la situación actual de la huerta
ELIGE UNA GUÍA PARA EMPEZAR
PROYECTO 1 ¿Qué nos dice la tierra al tocarla?
PROYECTO 2 ¿Cuánta agua retiene la tierra?
PROYECTO 3 De la humedad al lenguaje de los números
Objetivo
Comparar tres métodos y propone cuál
usar en la huerta escolar
Principios STEM relacionados con el problema
Tecnología
Matemáticas
Ingeniería
Ciencia
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¿Qué nos dice la tierra al tocarla?
Explora cómo la percepción humana puede ayudar a identificar el estado de humedad del suelo.
Pregunta orientadora¿cómo podemos medir de forma confiable la
humedad del suelo?
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¿Qué nos dice la tierra al tocarla?
CONTEXTO
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¿Qué nos dice la tierra al tocarla?
MATERIALES
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¿Qué nos dice la tierra al tocarla?
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¿Qué nos dice la tierra al tocarla?
Registra tus observaciones
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¿Qué nos dice la tierra al tocarla?
REFLEXIONA EN EQUIPO
• ¿Qué tan fácil fue aplicar este método? • ¿Todos tuvieron la misma percepción? ¿Por qué sí o por qué no? • ¿Qué ventajas tiene este método en la huerta escolar? • ¿Qué desventajas encontraste? • ¿Crees que este método es suficiente para saber cuándo regar? ¿Por qué? • ¿Cómo se compara con los otros métodos?
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¿Qué nos dice la tierra al tocarla?
RECURSOS
Clasificación de humedad en el suelo
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¿Cuánta agua retiene la tierra?
Medición gravimétrica del suelo
¿Qué haremos? Medir el peso de la maceta antes y despúes de regar para estimar el agua retenida despúes de regarPregunta orientadora¿Cómo podemos comprobar cuánta agua retiene la tierra después de regar?
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¿Cuánta agua retiene la tierra?
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¿Cuánta agua retiene la tierra?
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¿Cuánta agua retiene la tierra?
PROCEDIMIENTO
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¿Cuánta agua retiene la tierra?
Registra tus datos
Ejemplo práctico
💡 Tip
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¿Cuánta agua retiene la tierra?
REFLEXIONA EN EQUIPO
- ¿Cuál fue la diferencia de peso más grande entre equipos? ¿A qué puede deberse?
- ¿Detectaron escurrimiento (agua que se fue por el fondo)? ¿Cómo afectó a la medición?
- ¿Crees que este método sería práctico para toda la huerta? Explica por qué sí o por qué no.
- ¿Qué ventajas y limitaciones anotarías en la hoja de recomendaciones para la huerta escolar?
- Propuesta: Si tuvieras que usar este método semanalmente, ¿qué cambiarías para hacerlo más rápido o más exacto?
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Laboratorio 02: Método del Peso
RECURSOS
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De la humedad al lenguaje de los números
La humedad del suelo al lenguaje de los números - Sigue cada paso para medir la humedad del suelo usando el sensor YL-69 con arduino
¿Qué haremos? Usar el sensor de humedad YL-69 con arduino para obtener lecturas numéricas de la humedad del suelo. Pregunta orientadora¿¿Cómo podemos lograr que la tierra “hable” en números y que una máquina pueda interpretar?
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De la humedad al lenguaje de los números
CONTEXTO
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De la humedad al lenguaje de los números
MATERIALES
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De la humedad al lenguaje de los números
PROCEDIMIENTO
Dale clic a cada paso para obserbar el procedimiento
4. Medición en la maceta de prueba
3. Calibración del sensor
2. Cargar código en Arduino
1. Conexión del sensor
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De la humedad al lenguaje de los números
Registra tus datos
Registra siempre en las mismas condiciones para obtener datos confiables.
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De la humedad al lenguaje de los números
REFLEXIONA EN EQUIPO
- ¿Qué cambios observaste en los valores del sensor después de regar?
- ¿Cómo se comparan estos resultados con lo que viste en el método del dedo y el método del peso?
- ¿Qué tan confiables fueron las lecturas? ¿Qué dificultades técnicas tuvieron?
- ¿Cómo aplicarías este sensor en la huerta escolar (riego automático, alertas, etc.)?
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De la humedad al lenguaje de los números
RECURSOS
Simulación: Tinkercad
Arduino IDE
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NIVEL 2. DISEÑO
“Pensar antes de construir”
Diseñar soluciones relacionadas con el riego automatizado mediante la planificación de estructuras físicas, diagramas y seciencias lógiaac.
Objetivo
Principios STEM relacionados
Ciencia
Tecnología
Matemáticas
Ingeniería
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Escuchando a la tierra
Los sensores permiten interpretar condiciones físicas mediante datos digitales.
Pregunta orientadora¿Cómo podemos saber cuándo una planta realmente necesita agua?
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Escuchando a la tierra
CONTEXTO
🔬 PRINCIPIOS STEM RELACIONADOS CON EL PROBLEMA
Tecnología
💻
Usar recursos para representar y analizar información relacionada con los niveles de humedad del suelo.
Ingeniería
⚙️
Pensar posibles soluciones para optimizar el riego, analizando cómo un sistema podría tomar decisiones para cuidar mejor las plantas y ahorrar agua.
Matemáticas
📊
interpretación de porcentajes y reconocer patrones numéricos que permiten establecer datos de humedad.
Ciencia
🔬
Comprender cómo la humedad afecta al crecimiento de las plantas
En muchas huertas escolares y cultivos agrícolas, el riego se realiza sin conocer con precisión cuánta humedad tiene realmente el suelo. Esto puede provocar que algunas plantas reciban demasiada agua mientras otras no reciben la suficiente, afectando su crecimiento y desperdiciando recursos hídricos. Para evitar esta situación, es importante analizar datos relacionados con la humedad del suelo y reconocer patrones que permitan tomar decisiones más adecuadas sobre el riego. En este reto, los estudiantes interpretarán diferentes niveles de humedad y comenzarán a comprender cómo un sistema automatizado podría decidir cuándo una planta necesita agua.
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Escuchando a la tierra
MATERIALES
Reune los siguientes materiales y recursos para iniciar:
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Escuchando a la tierra
PROCEDIMIENTO
Dale clic a los pasos y siguelos para completar el nivel.
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Escuchando a la tierra
REGISTRA TUS DATOS
Escribe en tu cuaderno:
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Escuchando a la tierra
REFLEXIÓN
Responde:
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Escuchando a la tierra
RECURSOS DIGITALES
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Tomando decisiones inteligentes
Programando desiones automáticas
Pregunta orientadora¿Cómo podríamos explicarle a una máquina cuándo debe regar una planta?
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Tomando decisiones inteligentes
CONTEXTO
🔬 PRINCIPIOS STEM RELACIONADOS
Los sistemas automatizados requieren instrucciones claras para actuar. En una huerta inteligente, el riego debe reconocer la humedad del suelo para decidir cuándo activarse o detenerse. Como las máquinas no interpretan situaciones como las personas, es necesario traducir el problema real en reglas simples y comprensibles. En este reto, los estudiantes crearán reglas de decisión sobre la humedad del suelo para desarrollar la lógica de un sistema automatizado.
Ciencia
🔬
Tecnología
💻
Comprende las necesidades hídricas de las plantas y cómo la humedad influye en su crecimiento y conservación.
Usa herramientas digitales e interactivas para representar situaciones, analizar condiciones y construir reglas automáticas de funcionamiento.
Ingeniería
⚙️
Los estudiantes diseñan soluciones organizadas para automatizar el riego de manera eficiente, estableciendo condiciones y decisiones.
Matemáticas
📊
Interpreta rangos de humedad, compara valores y establece límites numéricos para la toma de decisiones automáticas.
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Tomando decisiones inteligentes
MATERIALES
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Tomando decisiones inteligentes
PROCEDIMIENTO
Dale clic a los pasos y siguelos para completar el nivel.
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Tomando decisiones inteligentes
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Tomando decisiones inteligentes
REFLEXIÓN
¿Por qué las máquinas necesitan instrucciones claras y organizadas para tomar decisiones?
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Tomando decisiones inteligentes
RECURSOS DIGITALES
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Pensar como programadores
Los sensores permiten interpretar condiciones físicas mediante datos digitales.
Pregunta orientadora¿Cómo podemos organizar instrucciones para que una máquina las entienda?
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Pensar como programadores
CONTEXTO
🔬 PRINCIPIOS STEM RELACIONADOS
Antes de programar un sistema automatizado, es necesario organizar las instrucciones de forma lógica y secuencial. Los programadores usan pseudocódigo y diagramas de flujo para representar paso a paso cómo actuar ante diferentes situaciones. En una huerta automatizada, estas herramientas permiten definir la respuesta del sistema ante cambios en la humedad del suelo. En esta guía, los estudiantes transformarán reglas y decisiones en secuencias organizadas, fortaleciendo el pensamiento algorítmico y la capacidad de estructurar soluciones antes de construirlas.
Ingeniería
⚙️
Los estudiantes diseñan el funcionamiento interno de un sistema de riego inteligente, organizando procesos y decisiones de manera estructurada.
Ciencia
🔬
Interpreta cómo las condiciones del suelo influyen en la necesidad de riego y cómo convertir esa información en datos útiles para la toma de decisiones.
Matemáticas
📊
Está presente en las relaciones lógicas, secuencias y condiciones necesarias para construir algoritmos que resuelvan problemas paso a paso.
Tecnología
💻
Interviene mediante herramientas digitales para representar algoritmos, secuencias y estructuras lógicas relacionadas con sistemas automatizados.
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Pensar como programadores
MATERIALES
Reune los siguientes materiales y recursos para iniciar:
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Pensar como programadores
PROCEDIMIENTO
Dale clic a los pasos y siguelos para completar el nivel.
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Pensar como programadores
REGISTRA TUS DATOS
Registra y explica tu solución final.
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Pensar como programadores
REFLEXIÓN
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Pensar como programadores
RECURSOS DIGITALES
Canva WhiteboardOrganizador de secuencias
Constructor digital de diagramas
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Construyendo el sistema físico de riego por goteo
Los sensores permiten interpretar condiciones físicas mediante datos digitales.
Pregunta orientadora¿Cómo podemos construir un sistema físico de riego por goteo que distribuya el agua de manera eficiente utilizando la gravedad?
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Construyendo el sistema físico de riego por goteo
CONTEXTO
En muchos cultivos y huertas, el riego por goteo se utiliza para aprovechar mejor el agua y distribuirla directamente cerca de las raíces de las plantas. Este tipo de sistema permite reducir el desperdicio de agua y mantener una humedad más constante en el suelo.
Los estudiantes construirán el diseño físico de un sistema de riego por goteo para una huerta de aproximadamente 4 metros cuadrados, utilizando materiales como tubería PVC de 1/2”, electroválvula y aspersores para riego.
A diferencia de otros sistemas automatizados, en esta propuesta el agua circulará por caída de gravedad, aprovechando la diferencia de altura entre el depósito de agua y la huerta, evitando el uso de motobombas.
El objetivo principal será organizar físicamente el recorrido del agua y comprender cómo se integran los componentes mecánicos dentro de un sistema automatizado de riego
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Construyendo el sistema físico de riego por goteo
CONTEXTO
Ciencia
🔬
Comprender cómo circula el agua dentro de un sistema de riego y cómo la humedad influye en el crecimiento de las plantas y el cuidado del suelo.
Matemáticas
📊
Medición del terreno, cálculo de distancias, distribución de tuberías y organización espacial del sistema dentro de la huerta.
Tecnología
Ingeniería
💻
⚙️
Intervención mediante el uso de componentes reales utilizados en sistemas de automatización agrícola, como electroválvulas y accesorios de riego.
Diseño y construcción de un sistema funcional organizando tuberías, conexiones y distribución del agua para resolver un problema real relacionado con el riego eficiente.
🔬 PRINCIPIOS STEM RELACIONADOS
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Construyendo el sistema físico de riego por goteo
MATERIALES HIDRÁULICOS
Reune los siguientes materiales y recursos para iniciar:
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Construyendo el sistema físico de riego por goteo
MATERIALES ESTRUCTURALES
Reune los siguientes materiales y recursos para iniciar:
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Construyendo el sistema físico de riego por goteo
PROCEDIMIENTO
Distribución propuesta para la huerta (4 m²)
La huerta tendrá aproximadamente: • 2 metros de largo. • 2 metros de ancho. El tanque de agua deberá ubicarse en una zona elevada para permitir el flujo por gravedad.
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Construyendo el sistema físico de riego por goteo
PARTE A. Planeación del sistema
PASO. 1 : Medir el área de trabajo
Con ayuda de una cinta métrica:
• medir el espacio de la huerta,
• identificar dónde estarán las plantas,
• definir por dónde circulará la tubería.
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Construyendo el sistema físico de riego por goteo
PARTE A. Planeación del sistema
PASO. 2: Definir la ubicación del tanque
El tanque o recipiente de agua debe colocarse: • en una parte elevada, • sobre una mesa, bloque o soporte, • mínimo a 50 cm del suelo.
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Construyendo el sistema físico de riego por goteo
PARTE A. Planeación del sistema
Diagrama básico del sistema (Sugerido)
Paso 3. Diseñar el recorrido del agua
En una hoja, dibujen:
• el tanque,
• la tubería,
• la electroválvula,
• los aspersores o goteros,
• las plantas.
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Construyendo el sistema físico de riego por goteo
PARTE B. Construcción física del sistema
Paso 5. Unir las conexiones
Paso 4. Cortar la tubería PVC
Conectar:
• codos,
• uniones tipo T,
• derivaciones,
• llave de paso.
Utilizar:
• cinta para riego por goteo
• cinta teflón en las uniones roscadas.
Medir y cortar la tubería según el diseño realizado (PASO 3)
Se recomienda:
• una línea principal de distribución,
• pequeñas derivaciones hacia las plantas.
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Construyendo el sistema físico de riego por goteo
PARTE B. Construcción física del sistema
Paso 7. Instalar los goteros
Paso 6. Instalar la electroválvula
Ubicar los goteros cerca de las plantas para dirigir el agua directamente hacia el suelo.
Verificar:
• que no queden demasiado separados (40 cm aprox.)
• que cubran toda la huerta.
La electroválvula debe ubicarse:
• después del tanque,
• antes de la distribución principal.
Esto permitirá controlar el paso del agua posteriormente mediante automatización.
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Construyendo el sistema físico de riego por goteo
PARTE B. Construcción física del sistema
Paso 8. Verificar estabilidad del sistema
Diagrama básico del sistema
Revisar:
• fugas,
• conexiones flojas,
• inclinación adecuada de la tubería.
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Construyendo el sistema físico de riego por goteo
PARTE C. Prueba manual del sistema
Paso 10. Abrir la llave de paso
Paso 9. Llenar el tanque
Observar:
• cómo circula el agua,
• velocidad del flujo,
• funcionamiento de los goteros.
Agregar agua al recipiente elevado.
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Construyendo el sistema físico de riego por goteo
PARTE B. Construcción física del sistema
Paso 11. Analizar el riego
Verificar:
• si todas las plantas reciben agua,
• si el flujo es constante,
• si existe desperdicio.
Diagrama general del sistema
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Construyendo el sistema físico de riego por goteo
Diagrama de flujo del montaje físico
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Construyendo el sistema físico de riego por goteo
REGISTRA TUS DATOS
Cada equipo deberá registrar:
• dibujo final del sistema, • medidas utilizadas, • ubicación de componentes, • posibles fugas o problemas, • mejoras propuestas.
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Construyendo el sistema físico de riego por goteo
REFLEXIÓN
Responde:
¿Qué ventajas tiene aprovechar la gravedad en un sistema de riego automatizado? ¿Cómo podría este sistema ayudar a ahorrar agua en una huerta escolar?
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Construyendo el sistema físico de riego por goteo
RECURSOS DIGITALES
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NIVEL 3. AUTOMATIZACIÓN
“Pensar antes de construir”
Integrar sensores, programación y componetes electrónicos para automatizar el sistema de riego de la huerta escolar.
Objetivo
Principios STEM relacionados
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La huerta comienza a pensar
Explorar
Activando el riego automatizado
Ciencia
Tecnología
Matemáticas
Ingeniería
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La huerta comienza a pensar
Pregunta orientadora¿Cómo puede un sistema interpretar diferentes niveles de humedad para tomar decisiones automáticamente?
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La huerta comienza a pensar
CONTEXTO
🔬 PRINCIPIOS STEM RELACIONADOS
En la huerta escolar, la humedad del suelo varía entre diferentes zonas debido a factores como la exposición al sol o la absorción de las plantas, por lo que usar un único sensor puede dar lecturas poco precisas. Para ello, los estudiantes utilizarán dos sensores YL-69 ubicados en distintos puntos de una huerta de 4 m² para analizar y comparar los niveles de humedad. Con estas lecturas, el sistema interpretará datos reales y generará respuestas automáticas mediante programación en Arduino. Este proceso permitirá comprender cómo los sistemas automatizados recopilan información del entorno, comparan datos y toman decisiones para lograr un uso eficiente del agua.
Ciencia
🔬
Permite comprender cómo varía la humedad en diferentes zonas del suelo y cómo estas condiciones afectan las necesidades hídricas de las plantas.
Ingeniería
Matemáticas
⚙️
📊
Organizar el sistema de monitoreo distribuyendo sensores estratégicamente para mejorar la precisión de las lecturas y optimizar futuras decisiones de riego.
Está presente en la comparación de valores numéricos, análisis de rangos de humedad e interpretación de diferencias entre los datos obtenidos por ambos sensores.
Tecnología
💻
Interviene mediante el uso de sensores YL-69, Arduino IDE y programación básica para capturar y visualizar datos de la huerta en tiempo real.
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La huerta comienza a pensar
Materiales
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La huerta comienza a pensar
PROCEDIMIENTO
PARTE A. Instalación de los sensores
Paso 3. Conectar el Sensor 2
Paso 1. Identificar los componentes
Paso 2. Conectar el Sensor 1
Realicen las siguientes conexiones:
Realicen las siguientes conexiones:
Reconozcan: • Arduino UNO, • sensores YL-69, • entradas analógicas, • cables de conexión.
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La huerta comienza a pensar
PROCEDIMIENTO
PARTE A. Instalación de los sensores
Paso 4. Ubicar los sensores
Introduzcan:
• el Sensor 1 al inicio de la huerta,
• el Sensor 2 al final de la huerta.
Los sensores deben quedar:
• parcialmente enterrados,
• firmes,
• separados entre sí.
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Distribución sugerida de sensores
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La huerta comienza a pensar
PROCEDIMIENTO
PARTE B. Programación del sistema
int sensor1 = A0;
int sensor2 = A1;
int humedad1 = 0;
int humedad2 = 0;
void setup() {
Serial.begin(9600);
}
void loop() {
humedad1 = analogRead(sensor1);
humedad2 = analogRead(sensor2);
Serial.print("Humedad zona 1: ");
Serial.println(humedad1);
Serial.print("Humedad zona 2: ");
Serial.println(humedad2);
Serial.println("----------------");
delay(2000);
}
Paso 5. Abrir Arduino IDE
Paso 6. Escribir el código
Conecten el Arduino al computador mediante el cable USB y abran el programa Arduino IDE.
Copien el siguiente programa:
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La huerta comienza a pensar
PROCEDIMIENTO
PARTE B. Programación del sistema
Paso 8. Cargar el programa
Paso 7. Verificar el código
Revisen:
• que no existan errores,
• que las variables estén correctamente escritas,
• que las conexiones coincidan con el código.
Presionen el botón:
✅ “Subir”.
Esperen a que Arduino cargue el programa.
Siguiente
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La huerta comienza a pensar
PROCEDIMIENTO
PARTE B. Programación del sistema
Paso 8. Cargar el programa
Paso 7. Verificar el código
Revisen:
• que no existan errores,
• que las variables estén correctamente escritas,
• que las conexiones coincidan con el código.
Presionen el botón:
✅ “Subir”.
Esperen a que Arduino cargue el programa.
Siguiente
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La huerta comienza a pensar
PROCEDIMIENTO
PARTE C. Lectura e interpretación de datos
Paso 10. Observar las lecturas
Paso 9. Abrir el monitor serial
Seleccionen:
• Herramientas,
• Monitor serial.
Configuren:
• velocidad: 9600 baudios.
Analicen cómo cambian los valores:
• cuando el suelo está seco,
• cuando agregan agua,
• cuando una zona tiene más humedad que otra.
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La huerta comienza a pensar
PROCEDIMIENTO
PARTE C. Lectura e interpretación de datos
Paso 12. Realizar pruebas
Paso 11. Comparar los sensores
Respondan:
• ¿Cuál sensor registró mayor humedad?
• ¿Qué diferencias encontraron?
• ¿Por qué creen que ocurre esto?
Prueben:
• agregar agua solo a una zona,
• dejar una zona seca,
• comparar resultados.
Diagrama de flujo del sistema lógico
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Ayuda
La huerta comienza a pensar
REGISTRO DE DATOS
Cada equipo deberá registrar:
Además deberán escribir:
*Diferencias encontradas *Comportamiento del sistema *Posibles causas de variación.
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Ayuda
La huerta comienza a pensar
REFLEXIÓN
Responde:
¿Por qué es importante analizar diferentes zonas de la huerta antes de activar el riego? ¿Qué problemas podrían ocurrir si el sistema utilizara un solo sensor?
Siguiente
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La huerta comienza a pensar
RECURSOS DIGITALES
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Activando el riego inteligente
Pregunta orientadora¿Cómo puede un sistema automatizado decidir cuándo permitir el paso del agua hacia la huerta?
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Activando el riego automatizado
CONTEXTO
🔬 PRINCIPIOS STEM RELACIONADOS
Ingeniería
⚙️
Integra componentes electrónicos e hidráulicos para construir un sistema automático.
Ciencia
🔬
Explica cómo la humedad del suelo afecta las necesidades de riego de las plantas.
Matemáticas
📊
Interpreta valores de humedad y establece límites numéricos para activar o detener el riego.
Tecnología
💻
Usa sensores, Arduino, relé y electroválvulas para automatizar el control del riego.
Después de interpretar los datos de humedad, el siguiente paso es permitir que el sistema actúe automáticamente, integrando un componente capaz de controlar físicamente el paso del agua. Para ello, los estudiantes automatizarán la apertura y cierre del agua utilizando una electroválvula de 1/2” a 12V controlada mediante Arduino y un módulo relé. El sistema analizará las lecturas de los sensores YL-69 y tomará decisiones automáticas sobre el riego según las condiciones del suelo. Así, los estudiantes comprenderán cómo interactúan la programación, la electrónica y los sistemas hidráulicos en una solución tecnológica real para el uso eficiente del agua.
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Activando el riego automatizado
MATERIALES
Componentes electrónicos
Componentes hidráulicos
Sistema físico de riego construido anteriormente.
Siguiente
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Activando el riego automatizado
PROCEDIMIENTO
PARTE A. Comprensión del sistema de control
Paso 1. Analizar el funcionamiento del sistema
Comprendan la función de cada componente:
Siguiente
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Activando el riego automatizado
PROCEDIMIENTO
PARTE A. Comprensión del sistema de control
Paso 2. Comprender el funcionamiento del relé
El módulo relé funciona como un interruptor electrónico: • Arduino envía la orden,
• el relé activa la corriente de 12V,
• la electroválvula se abre,
• el agua comienza a circular.
Siguiente
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Ayuda
Activando el riego automatizado
PROCEDIMIENTO
PARTE B. Conexión del sistema electrónico
Paso 4. Conectar la electroválvula al relé
Paso 3. Conectar el módulo relé al Arduino
Conexión de potencia
Realicen las siguientes conexiones:
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Ayuda
Activando el riego automatizado
PROCEDIMIENTO
PARTE B. Conexión del sistema electrónico
Paso 5. Verificar seguridad de conexiones
Revisen:
• polaridad correcta,
• conexiones firmes,
• cables organizados,
• ausencia de cortos.
Diagrama básico de funcionamiento
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Ayuda
Activando el riego automatizado
PROCEDIMIENTO
PARTE C. Programación del sistema automatiza
int sensor1 = A0;
int sensor2 = A1;
int humedad1 = 0;
int humedad2 = 0;
int rele = 7;
void setup() {
Serial.begin(9600);
pinMode(rele, OUTPUT);
digitalWrite(rele, HIGH);
}
void loop() {
humedad1 = analogRead(sensor1);
humedad2 = analogRead(sensor2);
Serial.print("Sensor 1: ");
Serial.println(humedad1);
Serial.print("Sensor 2: ");
Serial.println(humedad2);
Paso 6. Abrir Arduino IDE
if(humedad1 > 700 || humedad2 > 700){
Serial.println("Tierra seca - Riego activado"); digitalWrite(rele, LOW); } else{ Serial.println("Humedad adecuada - Riego apagado"); digitalWrite(rele, HIGH); } Serial.println("----------------"); delay(2000); }
Conecten el Arduino al computador.
Siguiente
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Ayuda
Activando el riego automatizado
PROCEDIMIENTO
PARTE C. Programación del sistema automatiza
Paso 9. Cargar el programa
Paso 8. Explicar la lógica del programa
El sistema:
• lee ambos sensores,
• compara niveles de humedad,
• activa el relé si alguna zona está seca,
• abre la electroválvula,
• permite el paso del agua.
Presionen:
✅ “Subir”.
Esperen la carga completa del código
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Ayuda
Activando el riego automatizado
PROCEDIMIENTO
PARTE D. Prueba del sistema automatizado
Paso 11. Observar el comportamiento del sistema
Paso 10. Realizar pruebas de humedad
Prueben:
• suelo seco,
• suelo húmedo,
• una sola zona seca.
Verifiquen:• cuándo se activa la electroválvula, • cuándo se detiene el riego, • si el agua circula correctamente.
Siguiente
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Ayuda
Activando el riego automatizado
PROCEDIMIENTO
PARTE D. Prueba del sistema automatizado
Paso 12. Analizar resultados
Respondan:
• ¿El sistema reaccionó correctamente?
• ¿Qué ocurrió cuando una zona estaba seca?
• ¿Cómo podría mejorarse el sistema?
Siguiente
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Activando el riego automatizado
REFLEXIÓN
Responde:
¿Cómo ayuda la automatización a mejorar el uso del agua en una huerta escolar ¿Qué ventajas tiene utilizar sensores y electroválvulas en sistemas agrícolas?
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Activando el riego automatizado
REGISTRO
Cada equipo deberá registrar:
Además deberán escribir:
• comportamiento del relé, • Funcionamiento de la electroválvula, • dificultades encontradas,
• mejoras propuestas.
Siguiente
Analiza cómo cambia la acción según el nivel de humedad:
Diseña el diagrama de flujo del sistema.
A partir de los símbolos de diagrama de flujo, diseña el diagrama para el funcionamiento del sistema.
Calibración del sensor
1. Mete el sensor en tierra seca → mira el número en el Monitor Serial → anótalo como valor_seco.2. Mete el sensor en tierra muy húmeda → anota ese número como valor_humedo. 3. Cambia esos dos valores en el código y vuelve a subirlo al Arduino.
👉 Ahora verás lecturas en % de humedad además del número crudo.
Observa el siguiente pseudocódigo:
INICIO Leer humedad SI humedad es menor a 40% Mostrar “La planta necesita agua” SINO Mostrar “La planta tiene suficiente agua” FIN
¿Qué crees que hace este algoritmo?
A. Conexión del sensor
1. Conecta el sensor YL-69 al módulo YL-38 (sonda ↔ módulo). 2. Conexiones del módulo YL-38 al Arduino: • VCC → 5V • GND → GND • AO (salida analógica) → A0
Diagrama. 1 Tomada de Acortes Software (2021)
Ejemplo práctico
• P₀ = 1.200 g (antes de regar)
• Se agregan 100 ml → regamos.
• P₁ (inmediato) = 1.300 g → Diferencia = 100 g → la maceta retuvo ≈100 ml.
A los 15 min P₁₅ = 1.280 g → Diferencia = 80 g → se perdieron 20 ml (evaporación / filtración). (barro).
Observación grupal: la percepción varía entre personas, pero todos notaron el cambio tras regar
🌱 Bienvenida Bienvenidos a la experiencia interactiva:
🌿 “Huerta Inteligente Automatizada”
Este recurso digital fue diseñado para guiar a los estudiantes de grado undécimo en el desarrollo de un sistema de riego automatizado aplicado a una huerta escolar, integrando: Aprendizaje Basado en Proyectos (ABP),
enfoque STEM,
pensamiento computacional,
programación,
electrónica,
automatización,
análisis de datos,
y solución de problemas reales.
🖥️ ¿Cómo navegar el Genially?
La experiencia está organizada por: niveles, (Con proyectos como subniveles),
actividades prácticas,
simulaciones,
videos,
y registros interactivos.
Medición en la maceta de prueba
1. Inserta el sensor en la maceta de prueba (2–3 cm de profundidad).
2. Toma la primera lectura (0 min) → escribe el número en la tabla.
3. Agrega 100 ml de agua a la maceta.
4. Toma nuevas lecturas a los 15, 30 y 45 minutos.
5. Registra los datos en la tabla de registro.
const int pinSensor = A0; // Pin analógico donde está conectado el sensor
int valor_seco = 800; // Valor cuando la tierra está seca (cambiar tras calibrar)
int valor_humedo = 300; // Valor cuando la tierra está húmeda (cambiar tras calibrar)
void setup() {
Serial.begin(9600);
Serial.println("Iniciando lectura del sensor de humedad...");
}
void loop() {
int lectura = analogRead(pinSensor); // Lee el valor del sensor
int humedad; // Variable para el % de humedad
// Conversión a porcentaje de humedad (usando la calibración)
if (valor_humedo < valor_seco) {
humedad = map(lectura, valor_seco, valor_humedo, 0, 100);
} else {
humedad = map(lectura, valor_humedo, valor_seco, 0, 100);
}
// Asegurarse que el % siempre esté entre 0 y 100
humedad = constrain(humedad, 0, 100);
// Mostrar resultados en pantalla
Serial.print("Lectura cruda: ");
Serial.print(lectura);
Serial.print(" Humedad %: ");
Serial.println(humedad);
delay(1000); // Espera 1 segundo antes de la próxima lectura
}
Cargue el siguiente código en arduino IDE
⚠️Importante
En la huerta escolar necesitamos saber cuándo las
plantas requieren agua.
Pregunta guía: ¿Cómo podemos medir la humedad del suelo de
manera confiable para saber cuándo regar?
Si regamos de más, desperdiciamos agua; si regamos
de menos, las plantas se marchitan.
Observa las siguientes situaciones:
Puedes usar:
• SI • SI NO SI • SI NO • Comparadores ( > , < , > = , < = )
Completa las siguientes reglas:
ESTRATEGIA RIEGO AUTOMATIZADO.
Edna Barrera
Created on May 6, 2026
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Transcript
Desarrollado por: Andrés Araque y Edna Barrera
LABORATORIO
STEM
Sistema de riego automatizado
Diseña soluciones reales para un mundo sostenible
Instrucciones
▶️Iniciar
Panel del Laboratorio
NIVEL 2Diseño
NIVEL 1 Preparación
NIVEL 3 Automatización
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Ayuda
1. Preparación
Explorar contexto
Conoce la situación actual de la huerta
ELIGE UNA GUÍA PARA EMPEZAR
PROYECTO 1 ¿Qué nos dice la tierra al tocarla?
PROYECTO 2 ¿Cuánta agua retiene la tierra?
PROYECTO 3 De la humedad al lenguaje de los números
Objetivo
Comparar tres métodos y propone cuál usar en la huerta escolar
Principios STEM relacionados con el problema
Tecnología
Matemáticas
Ingeniería
Ciencia
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Ayuda
¿Qué nos dice la tierra al tocarla?
Explora cómo la percepción humana puede ayudar a identificar el estado de humedad del suelo.
Pregunta orientadora¿cómo podemos medir de forma confiable la humedad del suelo?
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Ayuda
¿Qué nos dice la tierra al tocarla?
CONTEXTO
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¿Qué nos dice la tierra al tocarla?
MATERIALES
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¿Qué nos dice la tierra al tocarla?
PROCEDIMIENTO
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Ayuda
¿Qué nos dice la tierra al tocarla?
Registra tus observaciones
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Ayuda
¿Qué nos dice la tierra al tocarla?
REFLEXIONA EN EQUIPO
• ¿Qué tan fácil fue aplicar este método? • ¿Todos tuvieron la misma percepción? ¿Por qué sí o por qué no? • ¿Qué ventajas tiene este método en la huerta escolar? • ¿Qué desventajas encontraste? • ¿Crees que este método es suficiente para saber cuándo regar? ¿Por qué? • ¿Cómo se compara con los otros métodos?
Siguiente
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¿Qué nos dice la tierra al tocarla?
RECURSOS
Clasificación de humedad en el suelo
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Ayuda
¿Cuánta agua retiene la tierra?
Medición gravimétrica del suelo
¿Qué haremos? Medir el peso de la maceta antes y despúes de regar para estimar el agua retenida despúes de regarPregunta orientadora¿Cómo podemos comprobar cuánta agua retiene la tierra después de regar?
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¿Cuánta agua retiene la tierra?
CONTEXTO
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Ayuda
¿Cuánta agua retiene la tierra?
MATERIALES
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Ayuda
¿Cuánta agua retiene la tierra?
PROCEDIMIENTO
Siguiente
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Ayuda
¿Cuánta agua retiene la tierra?
Registra tus datos
Ejemplo práctico
💡 Tip
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Ayuda
¿Cuánta agua retiene la tierra?
REFLEXIONA EN EQUIPO
Siguiente
Inicio
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Ayuda
Laboratorio 02: Método del Peso
RECURSOS
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Ayuda
De la humedad al lenguaje de los números
La humedad del suelo al lenguaje de los números - Sigue cada paso para medir la humedad del suelo usando el sensor YL-69 con arduino
¿Qué haremos? Usar el sensor de humedad YL-69 con arduino para obtener lecturas numéricas de la humedad del suelo. Pregunta orientadora¿¿Cómo podemos lograr que la tierra “hable” en números y que una máquina pueda interpretar?
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De la humedad al lenguaje de los números
CONTEXTO
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De la humedad al lenguaje de los números
MATERIALES
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Ayuda
De la humedad al lenguaje de los números
PROCEDIMIENTO
Dale clic a cada paso para obserbar el procedimiento
4. Medición en la maceta de prueba
3. Calibración del sensor
2. Cargar código en Arduino
1. Conexión del sensor
Siguiente
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De la humedad al lenguaje de los números
Registra tus datos
Registra siempre en las mismas condiciones para obtener datos confiables.
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De la humedad al lenguaje de los números
REFLEXIONA EN EQUIPO
Siguiente
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De la humedad al lenguaje de los números
RECURSOS
Simulación: Tinkercad
Arduino IDE
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NIVEL 2. DISEÑO
“Pensar antes de construir”
Diseñar soluciones relacionadas con el riego automatizado mediante la planificación de estructuras físicas, diagramas y seciencias lógiaac.
Objetivo
Principios STEM relacionados
Ciencia
Tecnología
Matemáticas
Ingeniería
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Explorar
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Escuchando a la tierra
Los sensores permiten interpretar condiciones físicas mediante datos digitales.
Pregunta orientadora¿Cómo podemos saber cuándo una planta realmente necesita agua?
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Escuchando a la tierra
CONTEXTO
🔬 PRINCIPIOS STEM RELACIONADOS CON EL PROBLEMA
Tecnología
💻
Usar recursos para representar y analizar información relacionada con los niveles de humedad del suelo.
Ingeniería
⚙️
Pensar posibles soluciones para optimizar el riego, analizando cómo un sistema podría tomar decisiones para cuidar mejor las plantas y ahorrar agua.
Matemáticas
📊
interpretación de porcentajes y reconocer patrones numéricos que permiten establecer datos de humedad.
Ciencia
🔬
Comprender cómo la humedad afecta al crecimiento de las plantas
En muchas huertas escolares y cultivos agrícolas, el riego se realiza sin conocer con precisión cuánta humedad tiene realmente el suelo. Esto puede provocar que algunas plantas reciban demasiada agua mientras otras no reciben la suficiente, afectando su crecimiento y desperdiciando recursos hídricos. Para evitar esta situación, es importante analizar datos relacionados con la humedad del suelo y reconocer patrones que permitan tomar decisiones más adecuadas sobre el riego. En este reto, los estudiantes interpretarán diferentes niveles de humedad y comenzarán a comprender cómo un sistema automatizado podría decidir cuándo una planta necesita agua.
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Escuchando a la tierra
MATERIALES
Reune los siguientes materiales y recursos para iniciar:
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Escuchando a la tierra
PROCEDIMIENTO
Dale clic a los pasos y siguelos para completar el nivel.
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Escuchando a la tierra
REGISTRA TUS DATOS
Escribe en tu cuaderno:
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Escuchando a la tierra
REFLEXIÓN
Responde:
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Escuchando a la tierra
RECURSOS DIGITALES
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Tomando decisiones inteligentes
Programando desiones automáticas
Pregunta orientadora¿Cómo podríamos explicarle a una máquina cuándo debe regar una planta?
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Tomando decisiones inteligentes
CONTEXTO
🔬 PRINCIPIOS STEM RELACIONADOS
Los sistemas automatizados requieren instrucciones claras para actuar. En una huerta inteligente, el riego debe reconocer la humedad del suelo para decidir cuándo activarse o detenerse. Como las máquinas no interpretan situaciones como las personas, es necesario traducir el problema real en reglas simples y comprensibles. En este reto, los estudiantes crearán reglas de decisión sobre la humedad del suelo para desarrollar la lógica de un sistema automatizado.
Ciencia
🔬
Tecnología
💻
Comprende las necesidades hídricas de las plantas y cómo la humedad influye en su crecimiento y conservación.
Usa herramientas digitales e interactivas para representar situaciones, analizar condiciones y construir reglas automáticas de funcionamiento.
Ingeniería
⚙️
Los estudiantes diseñan soluciones organizadas para automatizar el riego de manera eficiente, estableciendo condiciones y decisiones.
Matemáticas
📊
Interpreta rangos de humedad, compara valores y establece límites numéricos para la toma de decisiones automáticas.
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Tomando decisiones inteligentes
MATERIALES
Reune los siguientes materiales y recursos para iniciar:
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Tomando decisiones inteligentes
PROCEDIMIENTO
Dale clic a los pasos y siguelos para completar el nivel.
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Tomando decisiones inteligentes
REGISTRA TUS DATOS
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Tomando decisiones inteligentes
REFLEXIÓN
¿Por qué las máquinas necesitan instrucciones claras y organizadas para tomar decisiones?
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Tomando decisiones inteligentes
RECURSOS DIGITALES
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Pensar como programadores
Los sensores permiten interpretar condiciones físicas mediante datos digitales.
Pregunta orientadora¿Cómo podemos organizar instrucciones para que una máquina las entienda?
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Pensar como programadores
CONTEXTO
🔬 PRINCIPIOS STEM RELACIONADOS
Antes de programar un sistema automatizado, es necesario organizar las instrucciones de forma lógica y secuencial. Los programadores usan pseudocódigo y diagramas de flujo para representar paso a paso cómo actuar ante diferentes situaciones. En una huerta automatizada, estas herramientas permiten definir la respuesta del sistema ante cambios en la humedad del suelo. En esta guía, los estudiantes transformarán reglas y decisiones en secuencias organizadas, fortaleciendo el pensamiento algorítmico y la capacidad de estructurar soluciones antes de construirlas.
Ingeniería
⚙️
Los estudiantes diseñan el funcionamiento interno de un sistema de riego inteligente, organizando procesos y decisiones de manera estructurada.
Ciencia
🔬
Interpreta cómo las condiciones del suelo influyen en la necesidad de riego y cómo convertir esa información en datos útiles para la toma de decisiones.
Matemáticas
📊
Está presente en las relaciones lógicas, secuencias y condiciones necesarias para construir algoritmos que resuelvan problemas paso a paso.
Tecnología
💻
Interviene mediante herramientas digitales para representar algoritmos, secuencias y estructuras lógicas relacionadas con sistemas automatizados.
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Pensar como programadores
MATERIALES
Reune los siguientes materiales y recursos para iniciar:
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Pensar como programadores
PROCEDIMIENTO
Dale clic a los pasos y siguelos para completar el nivel.
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Pensar como programadores
REGISTRA TUS DATOS
Registra y explica tu solución final.
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Pensar como programadores
REFLEXIÓN
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Pensar como programadores
RECURSOS DIGITALES
Canva WhiteboardOrganizador de secuencias
Constructor digital de diagramas
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Construyendo el sistema físico de riego por goteo
Los sensores permiten interpretar condiciones físicas mediante datos digitales.
Pregunta orientadora¿Cómo podemos construir un sistema físico de riego por goteo que distribuya el agua de manera eficiente utilizando la gravedad?
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Construyendo el sistema físico de riego por goteo
CONTEXTO
En muchos cultivos y huertas, el riego por goteo se utiliza para aprovechar mejor el agua y distribuirla directamente cerca de las raíces de las plantas. Este tipo de sistema permite reducir el desperdicio de agua y mantener una humedad más constante en el suelo. Los estudiantes construirán el diseño físico de un sistema de riego por goteo para una huerta de aproximadamente 4 metros cuadrados, utilizando materiales como tubería PVC de 1/2”, electroválvula y aspersores para riego. A diferencia de otros sistemas automatizados, en esta propuesta el agua circulará por caída de gravedad, aprovechando la diferencia de altura entre el depósito de agua y la huerta, evitando el uso de motobombas. El objetivo principal será organizar físicamente el recorrido del agua y comprender cómo se integran los componentes mecánicos dentro de un sistema automatizado de riego
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Construyendo el sistema físico de riego por goteo
CONTEXTO
Ciencia
🔬
Comprender cómo circula el agua dentro de un sistema de riego y cómo la humedad influye en el crecimiento de las plantas y el cuidado del suelo.
Matemáticas
📊
Medición del terreno, cálculo de distancias, distribución de tuberías y organización espacial del sistema dentro de la huerta.
Tecnología
Ingeniería
💻
⚙️
Intervención mediante el uso de componentes reales utilizados en sistemas de automatización agrícola, como electroválvulas y accesorios de riego.
Diseño y construcción de un sistema funcional organizando tuberías, conexiones y distribución del agua para resolver un problema real relacionado con el riego eficiente.
🔬 PRINCIPIOS STEM RELACIONADOS
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Construyendo el sistema físico de riego por goteo
MATERIALES HIDRÁULICOS
Reune los siguientes materiales y recursos para iniciar:
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Construyendo el sistema físico de riego por goteo
MATERIALES ESTRUCTURALES
Reune los siguientes materiales y recursos para iniciar:
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Construyendo el sistema físico de riego por goteo
PROCEDIMIENTO
Distribución propuesta para la huerta (4 m²)
La huerta tendrá aproximadamente: • 2 metros de largo. • 2 metros de ancho. El tanque de agua deberá ubicarse en una zona elevada para permitir el flujo por gravedad.
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Construyendo el sistema físico de riego por goteo
PARTE A. Planeación del sistema
PASO. 1 : Medir el área de trabajo
Con ayuda de una cinta métrica: • medir el espacio de la huerta, • identificar dónde estarán las plantas, • definir por dónde circulará la tubería.
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Construyendo el sistema físico de riego por goteo
PARTE A. Planeación del sistema
PASO. 2: Definir la ubicación del tanque
El tanque o recipiente de agua debe colocarse: • en una parte elevada, • sobre una mesa, bloque o soporte, • mínimo a 50 cm del suelo.
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Construyendo el sistema físico de riego por goteo
PARTE A. Planeación del sistema
Diagrama básico del sistema (Sugerido)
Paso 3. Diseñar el recorrido del agua
En una hoja, dibujen: • el tanque, • la tubería, • la electroválvula, • los aspersores o goteros, • las plantas.
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Ayuda
Construyendo el sistema físico de riego por goteo
PARTE B. Construcción física del sistema
Paso 5. Unir las conexiones
Paso 4. Cortar la tubería PVC
Conectar: • codos, • uniones tipo T, • derivaciones, • llave de paso. Utilizar: • cinta para riego por goteo • cinta teflón en las uniones roscadas.
Medir y cortar la tubería según el diseño realizado (PASO 3) Se recomienda: • una línea principal de distribución, • pequeñas derivaciones hacia las plantas.
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Ayuda
Construyendo el sistema físico de riego por goteo
PARTE B. Construcción física del sistema
Paso 7. Instalar los goteros
Paso 6. Instalar la electroválvula
Ubicar los goteros cerca de las plantas para dirigir el agua directamente hacia el suelo. Verificar: • que no queden demasiado separados (40 cm aprox.) • que cubran toda la huerta.
La electroválvula debe ubicarse: • después del tanque, • antes de la distribución principal. Esto permitirá controlar el paso del agua posteriormente mediante automatización.
Siguiente
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Construyendo el sistema físico de riego por goteo
PARTE B. Construcción física del sistema
Paso 8. Verificar estabilidad del sistema
Diagrama básico del sistema
Revisar: • fugas, • conexiones flojas, • inclinación adecuada de la tubería.
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Construyendo el sistema físico de riego por goteo
PARTE C. Prueba manual del sistema
Paso 10. Abrir la llave de paso
Paso 9. Llenar el tanque
Observar: • cómo circula el agua, • velocidad del flujo, • funcionamiento de los goteros.
Agregar agua al recipiente elevado.
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Ayuda
Construyendo el sistema físico de riego por goteo
PARTE B. Construcción física del sistema
Paso 11. Analizar el riego
Verificar: • si todas las plantas reciben agua, • si el flujo es constante, • si existe desperdicio.
Diagrama general del sistema
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Ayuda
Construyendo el sistema físico de riego por goteo
Diagrama de flujo del montaje físico
Siguiente
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Ayuda
Construyendo el sistema físico de riego por goteo
REGISTRA TUS DATOS
Cada equipo deberá registrar:
• dibujo final del sistema, • medidas utilizadas, • ubicación de componentes, • posibles fugas o problemas, • mejoras propuestas.
Siguiente
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Ayuda
Construyendo el sistema físico de riego por goteo
REFLEXIÓN
Responde:
¿Qué ventajas tiene aprovechar la gravedad en un sistema de riego automatizado? ¿Cómo podría este sistema ayudar a ahorrar agua en una huerta escolar?
Siguiente
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Ayuda
Construyendo el sistema físico de riego por goteo
RECURSOS DIGITALES
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NIVEL 3. AUTOMATIZACIÓN
“Pensar antes de construir”
Integrar sensores, programación y componetes electrónicos para automatizar el sistema de riego de la huerta escolar.
Objetivo
Principios STEM relacionados
Explorar
La huerta comienza a pensar
Explorar
Activando el riego automatizado
Ciencia
Tecnología
Matemáticas
Ingeniería
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La huerta comienza a pensar
Pregunta orientadora¿Cómo puede un sistema interpretar diferentes niveles de humedad para tomar decisiones automáticamente?
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La huerta comienza a pensar
CONTEXTO
🔬 PRINCIPIOS STEM RELACIONADOS
En la huerta escolar, la humedad del suelo varía entre diferentes zonas debido a factores como la exposición al sol o la absorción de las plantas, por lo que usar un único sensor puede dar lecturas poco precisas. Para ello, los estudiantes utilizarán dos sensores YL-69 ubicados en distintos puntos de una huerta de 4 m² para analizar y comparar los niveles de humedad. Con estas lecturas, el sistema interpretará datos reales y generará respuestas automáticas mediante programación en Arduino. Este proceso permitirá comprender cómo los sistemas automatizados recopilan información del entorno, comparan datos y toman decisiones para lograr un uso eficiente del agua.
Ciencia
🔬
Permite comprender cómo varía la humedad en diferentes zonas del suelo y cómo estas condiciones afectan las necesidades hídricas de las plantas.
Ingeniería
Matemáticas
⚙️
📊
Organizar el sistema de monitoreo distribuyendo sensores estratégicamente para mejorar la precisión de las lecturas y optimizar futuras decisiones de riego.
Está presente en la comparación de valores numéricos, análisis de rangos de humedad e interpretación de diferencias entre los datos obtenidos por ambos sensores.
Tecnología
💻
Interviene mediante el uso de sensores YL-69, Arduino IDE y programación básica para capturar y visualizar datos de la huerta en tiempo real.
Siguiente
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Ayuda
La huerta comienza a pensar
Materiales
Siguiente
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La huerta comienza a pensar
PROCEDIMIENTO
PARTE A. Instalación de los sensores
Paso 3. Conectar el Sensor 2
Paso 1. Identificar los componentes
Paso 2. Conectar el Sensor 1
Realicen las siguientes conexiones:
Realicen las siguientes conexiones:
Reconozcan: • Arduino UNO, • sensores YL-69, • entradas analógicas, • cables de conexión.
Siguiente
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La huerta comienza a pensar
PROCEDIMIENTO
PARTE A. Instalación de los sensores
Paso 4. Ubicar los sensores
Introduzcan: • el Sensor 1 al inicio de la huerta, • el Sensor 2 al final de la huerta. Los sensores deben quedar: • parcialmente enterrados, • firmes, • separados entre sí.
Siguiente
Distribución sugerida de sensores
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La huerta comienza a pensar
PROCEDIMIENTO
PARTE B. Programación del sistema
int sensor1 = A0; int sensor2 = A1; int humedad1 = 0; int humedad2 = 0; void setup() { Serial.begin(9600); } void loop() { humedad1 = analogRead(sensor1); humedad2 = analogRead(sensor2); Serial.print("Humedad zona 1: "); Serial.println(humedad1); Serial.print("Humedad zona 2: "); Serial.println(humedad2); Serial.println("----------------"); delay(2000); }
Paso 5. Abrir Arduino IDE
Paso 6. Escribir el código
Conecten el Arduino al computador mediante el cable USB y abran el programa Arduino IDE.
Copien el siguiente programa:
Siguiente
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Ayuda
La huerta comienza a pensar
PROCEDIMIENTO
PARTE B. Programación del sistema
Paso 8. Cargar el programa
Paso 7. Verificar el código
Revisen: • que no existan errores, • que las variables estén correctamente escritas, • que las conexiones coincidan con el código.
Presionen el botón: ✅ “Subir”. Esperen a que Arduino cargue el programa.
Siguiente
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Ayuda
La huerta comienza a pensar
PROCEDIMIENTO
PARTE B. Programación del sistema
Paso 8. Cargar el programa
Paso 7. Verificar el código
Revisen: • que no existan errores, • que las variables estén correctamente escritas, • que las conexiones coincidan con el código.
Presionen el botón: ✅ “Subir”. Esperen a que Arduino cargue el programa.
Siguiente
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Ayuda
La huerta comienza a pensar
PROCEDIMIENTO
PARTE C. Lectura e interpretación de datos
Paso 10. Observar las lecturas
Paso 9. Abrir el monitor serial
Seleccionen: • Herramientas, • Monitor serial. Configuren: • velocidad: 9600 baudios.
Analicen cómo cambian los valores: • cuando el suelo está seco, • cuando agregan agua, • cuando una zona tiene más humedad que otra.
Siguiente
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Ayuda
La huerta comienza a pensar
PROCEDIMIENTO
PARTE C. Lectura e interpretación de datos
Paso 12. Realizar pruebas
Paso 11. Comparar los sensores
Respondan: • ¿Cuál sensor registró mayor humedad? • ¿Qué diferencias encontraron? • ¿Por qué creen que ocurre esto?
Prueben: • agregar agua solo a una zona, • dejar una zona seca, • comparar resultados.
Diagrama de flujo del sistema lógico
Siguiente
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Ayuda
La huerta comienza a pensar
REGISTRO DE DATOS
Cada equipo deberá registrar:
Además deberán escribir:
*Diferencias encontradas *Comportamiento del sistema *Posibles causas de variación.
Siguiente
Inicio
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Ayuda
La huerta comienza a pensar
REFLEXIÓN
Responde:
¿Por qué es importante analizar diferentes zonas de la huerta antes de activar el riego? ¿Qué problemas podrían ocurrir si el sistema utilizara un solo sensor?
Siguiente
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Ayuda
La huerta comienza a pensar
RECURSOS DIGITALES
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Ayuda
Activando el riego inteligente
Pregunta orientadora¿Cómo puede un sistema automatizado decidir cuándo permitir el paso del agua hacia la huerta?
Empezar
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Activando el riego automatizado
CONTEXTO
🔬 PRINCIPIOS STEM RELACIONADOS
Ingeniería
⚙️
Integra componentes electrónicos e hidráulicos para construir un sistema automático.
Ciencia
🔬
Explica cómo la humedad del suelo afecta las necesidades de riego de las plantas.
Matemáticas
📊
Interpreta valores de humedad y establece límites numéricos para activar o detener el riego.
Tecnología
💻
Usa sensores, Arduino, relé y electroválvulas para automatizar el control del riego.
Después de interpretar los datos de humedad, el siguiente paso es permitir que el sistema actúe automáticamente, integrando un componente capaz de controlar físicamente el paso del agua. Para ello, los estudiantes automatizarán la apertura y cierre del agua utilizando una electroválvula de 1/2” a 12V controlada mediante Arduino y un módulo relé. El sistema analizará las lecturas de los sensores YL-69 y tomará decisiones automáticas sobre el riego según las condiciones del suelo. Así, los estudiantes comprenderán cómo interactúan la programación, la electrónica y los sistemas hidráulicos en una solución tecnológica real para el uso eficiente del agua.
Siguiente
Inicio
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Ayuda
Activando el riego automatizado
MATERIALES
Componentes electrónicos
Componentes hidráulicos
Sistema físico de riego construido anteriormente.
Siguiente
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Ayuda
Activando el riego automatizado
PROCEDIMIENTO
PARTE A. Comprensión del sistema de control
Paso 1. Analizar el funcionamiento del sistema
Comprendan la función de cada componente:
Siguiente
Inicio
Volver
Ayuda
Activando el riego automatizado
PROCEDIMIENTO
PARTE A. Comprensión del sistema de control
Paso 2. Comprender el funcionamiento del relé
El módulo relé funciona como un interruptor electrónico: • Arduino envía la orden, • el relé activa la corriente de 12V, • la electroválvula se abre, • el agua comienza a circular.
Siguiente
Inicio
Volver
Ayuda
Activando el riego automatizado
PROCEDIMIENTO
PARTE B. Conexión del sistema electrónico
Paso 4. Conectar la electroválvula al relé
Paso 3. Conectar el módulo relé al Arduino
Conexión de potencia
Realicen las siguientes conexiones:
Siguiente
Inicio
Volver
Ayuda
Activando el riego automatizado
PROCEDIMIENTO
PARTE B. Conexión del sistema electrónico
Paso 5. Verificar seguridad de conexiones
Revisen: • polaridad correcta, • conexiones firmes, • cables organizados, • ausencia de cortos.
Diagrama básico de funcionamiento
Siguiente
Inicio
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Ayuda
Activando el riego automatizado
PROCEDIMIENTO
PARTE C. Programación del sistema automatiza
int sensor1 = A0; int sensor2 = A1; int humedad1 = 0; int humedad2 = 0; int rele = 7; void setup() { Serial.begin(9600); pinMode(rele, OUTPUT); digitalWrite(rele, HIGH); } void loop() { humedad1 = analogRead(sensor1); humedad2 = analogRead(sensor2); Serial.print("Sensor 1: "); Serial.println(humedad1); Serial.print("Sensor 2: "); Serial.println(humedad2);
Paso 6. Abrir Arduino IDE
if(humedad1 > 700 || humedad2 > 700){ Serial.println("Tierra seca - Riego activado"); digitalWrite(rele, LOW); } else{ Serial.println("Humedad adecuada - Riego apagado"); digitalWrite(rele, HIGH); } Serial.println("----------------"); delay(2000); }
Conecten el Arduino al computador.
Siguiente
Inicio
Volver
Ayuda
Activando el riego automatizado
PROCEDIMIENTO
PARTE C. Programación del sistema automatiza
Paso 9. Cargar el programa
Paso 8. Explicar la lógica del programa
El sistema: • lee ambos sensores, • compara niveles de humedad, • activa el relé si alguna zona está seca, • abre la electroválvula, • permite el paso del agua.
Presionen: ✅ “Subir”. Esperen la carga completa del código
Siguiente
Inicio
Volver
Ayuda
Activando el riego automatizado
PROCEDIMIENTO
PARTE D. Prueba del sistema automatizado
Paso 11. Observar el comportamiento del sistema
Paso 10. Realizar pruebas de humedad
Prueben: • suelo seco, • suelo húmedo, • una sola zona seca.
Verifiquen:• cuándo se activa la electroválvula, • cuándo se detiene el riego, • si el agua circula correctamente.
Siguiente
Inicio
Volver
Ayuda
Activando el riego automatizado
PROCEDIMIENTO
PARTE D. Prueba del sistema automatizado
Paso 12. Analizar resultados
Respondan: • ¿El sistema reaccionó correctamente? • ¿Qué ocurrió cuando una zona estaba seca? • ¿Cómo podría mejorarse el sistema?
Siguiente
Inicio
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Ayuda
Activando el riego automatizado
REFLEXIÓN
Responde:
¿Cómo ayuda la automatización a mejorar el uso del agua en una huerta escolar ¿Qué ventajas tiene utilizar sensores y electroválvulas en sistemas agrícolas?
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Inicio
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Ayuda
Activando el riego automatizado
REGISTRO
Cada equipo deberá registrar:
Además deberán escribir:
• comportamiento del relé, • Funcionamiento de la electroválvula, • dificultades encontradas, • mejoras propuestas.
Siguiente
Analiza cómo cambia la acción según el nivel de humedad:
Diseña el diagrama de flujo del sistema.
A partir de los símbolos de diagrama de flujo, diseña el diagrama para el funcionamiento del sistema.
Calibración del sensor
1. Mete el sensor en tierra seca → mira el número en el Monitor Serial → anótalo como valor_seco.2. Mete el sensor en tierra muy húmeda → anota ese número como valor_humedo. 3. Cambia esos dos valores en el código y vuelve a subirlo al Arduino.
👉 Ahora verás lecturas en % de humedad además del número crudo.
Observa el siguiente pseudocódigo:
INICIO Leer humedad SI humedad es menor a 40% Mostrar “La planta necesita agua” SINO Mostrar “La planta tiene suficiente agua” FIN
¿Qué crees que hace este algoritmo?
A. Conexión del sensor
1. Conecta el sensor YL-69 al módulo YL-38 (sonda ↔ módulo). 2. Conexiones del módulo YL-38 al Arduino: • VCC → 5V • GND → GND • AO (salida analógica) → A0
Diagrama. 1 Tomada de Acortes Software (2021)
Ejemplo práctico
• P₀ = 1.200 g (antes de regar) • Se agregan 100 ml → regamos. • P₁ (inmediato) = 1.300 g → Diferencia = 100 g → la maceta retuvo ≈100 ml.
A los 15 min P₁₅ = 1.280 g → Diferencia = 80 g → se perdieron 20 ml (evaporación / filtración). (barro).
Observación grupal: la percepción varía entre personas, pero todos notaron el cambio tras regar
🌱 Bienvenida Bienvenidos a la experiencia interactiva: 🌿 “Huerta Inteligente Automatizada”
Este recurso digital fue diseñado para guiar a los estudiantes de grado undécimo en el desarrollo de un sistema de riego automatizado aplicado a una huerta escolar, integrando: Aprendizaje Basado en Proyectos (ABP), enfoque STEM, pensamiento computacional, programación, electrónica, automatización, análisis de datos, y solución de problemas reales.
🖥️ ¿Cómo navegar el Genially?
La experiencia está organizada por: niveles, (Con proyectos como subniveles), actividades prácticas, simulaciones, videos, y registros interactivos.
Medición en la maceta de prueba
1. Inserta el sensor en la maceta de prueba (2–3 cm de profundidad). 2. Toma la primera lectura (0 min) → escribe el número en la tabla. 3. Agrega 100 ml de agua a la maceta. 4. Toma nuevas lecturas a los 15, 30 y 45 minutos. 5. Registra los datos en la tabla de registro.
const int pinSensor = A0; // Pin analógico donde está conectado el sensor int valor_seco = 800; // Valor cuando la tierra está seca (cambiar tras calibrar) int valor_humedo = 300; // Valor cuando la tierra está húmeda (cambiar tras calibrar) void setup() { Serial.begin(9600); Serial.println("Iniciando lectura del sensor de humedad..."); } void loop() { int lectura = analogRead(pinSensor); // Lee el valor del sensor int humedad; // Variable para el % de humedad // Conversión a porcentaje de humedad (usando la calibración) if (valor_humedo < valor_seco) { humedad = map(lectura, valor_seco, valor_humedo, 0, 100); } else { humedad = map(lectura, valor_humedo, valor_seco, 0, 100); } // Asegurarse que el % siempre esté entre 0 y 100 humedad = constrain(humedad, 0, 100); // Mostrar resultados en pantalla Serial.print("Lectura cruda: "); Serial.print(lectura); Serial.print(" Humedad %: "); Serial.println(humedad); delay(1000); // Espera 1 segundo antes de la próxima lectura }
Cargue el siguiente código en arduino IDE
⚠️Importante
En la huerta escolar necesitamos saber cuándo las plantas requieren agua.
Pregunta guía: ¿Cómo podemos medir la humedad del suelo de manera confiable para saber cuándo regar?
Si regamos de más, desperdiciamos agua; si regamos de menos, las plantas se marchitan.
Observa las siguientes situaciones:
Puedes usar:
• SI • SI NO SI • SI NO • Comparadores ( > , < , > = , < = )
Completa las siguientes reglas: