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Información Mooc

Introducción al diseño de Sistemas Domóticos: Monitorización y Control del Consumo Energético

Coordinador(a): Ramón Alcarria Garrido
Centro: E.T.S. DE INGENIEROS DE TELECOMUNICACION
Idioma: Castellano
Convocatoria: 2017
Miembros que lo componen
Nombre Centro / Entidad
Ramón Alcarria Garrido E.T.S.I. TOPOGRAFIA, GEODESIA, CARTOGRAFIA
Borja Bordel Sánchez E.T.S. DE INGENIEROS DE TELECOMUNICACION
Frederico Branco Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro, Vila Real, Portugal e INESC TEC, Porto, Portugal
Ramiro Gonçalves Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro, Vila Real, Portugal e INESC TEC, Porto, Portugal
José Martins Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro, Vila Real, Portugal e INESC TEC, Porto, Portugal
Objetivos del mooc

Las necesidades tecnológicas actuales de las empresas y de los hogares son cada vez mayores y más diversificadas. Gracias a la domótica y a los recursos y soluciones proporcionados por Internet de las cosas y la tecnología multimedia, se obtienen nuevas y mejores soluciones a las actuales demandas  tecnológicas en los sistemas de seguridad, comunicaciones, gestión energética y bienestar. Desde la obtención de una sencilla automatización por el teléfono móvil del apagado y encendido de un aparato electrónico, a la gestión del consumo energético,  pasando por un control de seguridad con clave de acceso.  En este MOOC se realizará una aplicación domótica a la monitorización y control del consumo energético tan necesario y útil hoy en día tanto para las empresas como para el hogar.

  • Debido al interés generalizado que tiene la domótica, el primer objetivo del MOOC es hacer accesible a un público no especializado,  la tecnología para usos domóticos y llegar a una amplia audiencia, tanto proveniente de las empresas como de la captación de estudiantes a la ingeniería de telecomunicación, aportando, además, visibilidad a la UPM.
  • Potenciar el aprendizaje no presencial, el trabajo colaborativo y la interacción profesor-alumno y alumno-alumno , utilizar actividades de dinamización. Y con todo ello, mejorar el proceso de aprendizaje en ingeniería.
Objetivos del aprendizaje

1) Comprender y adquirir conocimientos, técnicas y habilidades básicas en el uso de circuitos electrónicos, manejo de aplicaciones de software y acceso a datos a través de internet,  para usos domóticos.

2) Aprender el fundamento de los sensores de corriente en especial de inducción y de efecto Hall

3) Aprender a diseñar un sistema domótico mediante el uso de la plataforma Arduino para la lectura de los sensores. Realizar un análisis de la arquitectura y la electrónica implementada con el Arduino así como de la implementación del software correspondiente en C++.

4) Capacidad para llevar a cabo la implementación de la monitorización y control del consumo energético de diferentes aparatos eléctricos, mediante el PC.

5) Capacidad para llevar a cabo el acceso a los datos del consumo energético a través de Internet.

Contenidos y breve descripción de cada capítulo

Módulo 0: Presentación

Se realizará una descripción del curso, sus objetivos, su estructura, las innovaciones introducidas y otros datos que se consideren de interés para el seguimiento adecuado del curso. En este módulo se iniciarán también las actividades de dinamización prevista. Se considera, además, la realización de una encuesta inicial para conocer el perfil del alumnado inscrito.

 

Módulo 1: Fundamentos de los sensores de corriente. Aplicación a sensores de inducción y de efecto Hall.

Se presentará el concepto de sensor de corriente, haciendo especial énfasis en su fundamento, utilización y procedimiento de medida. Se describirán los diferentes tipos de sensor existentes, especificando sus diferencias y características. Se buscará que los alumnos adquieran las competencias necesarias para buscar y consultar información técnica sobre sensores en general y sobre sensores de corriente en particular, con la finalidad de realizar una aplicación a la medición y control del consumo energético de dispositivos electrónicos.

Test de evaluación1

 

Módulo 2: Implementación de nodos domóticos hardware

En esta lección se explicará la arquitectura básica de un nodo domótico a nivel hardware, centrándonos en alguna de las plataformas de prototipos de eléctrónica más empleadas en la actualidad como Arduino, realizándose una breve introducción al mismo.  Se explicará el tipo de conexión utilizada para la aplicación y las posibles tecnologías de implementación, dependiendo del sensor utilizado.  Por otro lado, se indicarán los puertos de comunicaciones necesarios, así como el proceso de cuantificación y muestreo, dando énfasis a la precisión de la medida debido a la conversión analógico-digital.

Test de evaluación 2

 

Módulo 3: Implementación software de nodos domóticos 

En la tercera lección se describirá la arquitectura de los algoritmos necesarios para dotar de comportamiento a los nodos hardware descritos en la lección anterior en su implementación con el Arduino. Se tratarán temas de programación síncrona, asíncrona y/u orientada a eventos. Se aplicará al uso de interrupciones en el Arduino, el por qué y para qué son importantes. Se realizarán ejemplos basados en los lenguajes más empleados en la actualidad.

Test de evaluación 3

 

 

Módulo 4: Control del consumo mediante ordenadores locales

Se desarrollará un primer ejemplo domótico, en el que los resultados se presentarán en un ordenador local (no está conectado a Internet). Para ello se retomarán los desarrollos de las unidades anteriores y se explicará los mecanismos de comunicaciones (tanto por cable como inalámbricas) necesarios para realizar un primer ejemplo en el que los resultados se presentan en un PC ordinario.

Test de evaluación 4

 

Módulo 5: Acceso a datos a través de Internet

Como última etapa del curso, en este módulo, se explicarán los complementos que son necesarios aplicar al desarrollo realizado en el módulo anterior, para lograr el envío de datos a través de Internet. Se explicarán conceptos sobre redes globales, aplicaciones móviles, comunicaciones en Internet y la Internet de las cosas.

Test de evaluación 5

Elementos multimeda e innovadores
  • Videos interactivos EducaPlay. Se innovará mediante la introducción de un nuevo formato de video, en el que (en aquellos momentos que el docente estime oportuno) la locución se detendrá para dar paso a una pregunta que el alumno deberá responder, interactuando con el propio marco del video.
  • Documentos pdf descargables, adaptados a la docencia en red.
  • Enlaces a videos y programas de interés para el curso.
  • Interfaces gráficas innovadoras con MATLAB que permitan una visualización más pedagógica de los resultados. Se distribuirá la librería necesaria para su utilización, así como algún tutorial explicativo que permita a los alumnos introducirse en su uso.
  • Blog para reflexiones, muy conveniente antes de realizar una actividad o sobre los resultados de una actividad ya realizada.
  • Gamificación. Actividades competitivas sobre los resultados de las actividades propuestas en el MOOC premios y reconocimiento.
  • Encuestas innovadoras tipo kahoot! Se creará un repositorio de preguntas alternativo al propio contenido de los test alojados en la plataforma MOOC, que servirán para crear una competición entre los alumnos que fomente su interacción y reduzca la tasa de abandono, al anunciarse la entrega de premios entre aquellos que obtengan mejores resultados.
Destinatarios, perfil del alumno potencial
  • El curso se dirige,  en general, a todos aquellos interesados en las nuevas tecnologías. No obstante, el curso se enfocará de tal manera que no sea preciso ningún conocimiento previo, por lo que se intentará, al máximo, eliminar las barreras de entrada que suelen imponer este tipo de cursos (como disponer de conocimientos de electrónica y programación , por ejemplo).
  • Con este curso se pretende también fomentar vocaciones tecnológicas en la mujer por el uso tan importante y el sentido práctico que tiene hoy en día la domótica y las aplicaciones de Internet de las cosas.
  • De interés especial para técnicos de grado medio en  empresas de todo tipo de sectores desde el eléctrico pasando por el turístico,  de alimentación, bancos, transporte, abogacía, o incluso su aplicación en las administraciones públicas, entre otros.
  • Alumnos y jóvenes de bachillerato, para su captación a la ingeniería debido al gran interés que muestran por las aplicaciones para dispositivos móviles y de acceso con Internet, como las de este curso. 
Actividades de evaluación del curso
  • El curso se compone de un módulo de introducción-presentación y de cinco módulos para la consecución del aprendizaje en domótica e Internet de las cosas. El primer módulo contará con una encuesta inicial para conocer el perfil del alumnado inscrito. Los cinco módulos siguientes contarán cada uno con un test de evaluación. Se realizará también una encuesta final para conocer la valoración de este curso por parte de los alumnos comparado con otros métodos de aprendizaje. Para ello se realizará un test de hipótesis de contraste.  En la evaluación del proceso de aprendizaje se tendrá en cuenta también el número de recursos compartidos y creados por los participantes del curso de acuerdo con las características de la plataforma MiriadaX.
  • Se tendrá en cuenta para aplicaciones futuras, el número  de participantes, la tasa de abandono,  el número de participantes que vaya superando cada módulo así como la frecuencia del acceso a los recursos por parte de los mismos.
  • Aquellos estudiantes que finalicen con éxito el curso MOOC tendrán la posibilidad de obtener el certificado del curso otorgado por la UPM. Además, se propondrá también la posibilidad de optar a tres premios que adjudicarán el equipo docente e investigador responsable del curso. Los participantes que opten a los premios deberán, además de haber superado todas las pruebas de evaluación, haber realizado un prototipo completo de monitorización del consumo energético,  como aplicación del curso. 
Actividades de dinamización previstas
  • Se combinará el aprendizaje formal e-learning que ofrece la plataforma MiriadaX con recursos informales de redes sociales, uso blogs y web 2.0 .
  • Además se realizarán Tutorías para:

          a. dar respuestas a preguntas importantes en el curso,

          b. aclaraciones y acciones a realizar ante nuevas situaciones o incidencias

  • Se potenciará el uso de la red social del MOOC
  • Se usarán recursos de gamificación: Obtención de premios y reconocimiento, estrategias de juego y competitivas.