Iniciamos nuestro periplo en la programación de esta herramienta entendiendo que es la órbita de un planeta u otro objeto alrededor del Sol y realizando un modelo del Sistema Solar suponiendo que las órbitas de los planetas del Sistema Solar alrededor del Sol era circulares. Este modelo fue creado usando Geogebra y puede verse bajo estas líneas.

Una vez desarrollado el modelo en Geogebra decidimos crear un Tracker de los objetos (planetas y algunos objetos importantes) del Sistema Solar utilizando Arduino para acceder a la información sobre ellos. En este caso, dado que la idea se replicaría para Sistemas Exosolares, el proyecto se centró en el uso y manejo de API's, análisis JSON y la creación de una interfaz para navegar a través de la información aportada en un pantalla táctil o mediante un sistema de botones que modificaran la información mostrada en pantalla.

Desde la década de los 60's, el ser humano se ha ido aventurando en la exploración del sistema solar y todos los objetos que lo pueblan. Quizás el primero de los hitos de nuestra singladura por el universo más cercano ocurrió en julio de 1969 cuando, de la mano de Neil Armstrong y Buzz Aldrin, la humanidad lograba pisar la Luna. Desde entonces hemos sido capaces de llevar rovers a Marte, de enviar sondas espaciales a explorar el resto de planetas del sistema solar e incluso más allá de sus confines, hemos abierto los ojos, gracias a los telescopios espaciales, a descubrir algunas de las maravillas que nos aguardan ahí fuera. Incluso ya hay quien impulsa proyectos para crear bases lunares permanentes como el paso previo a nuestra exploración marciana aunque, poco a poco.

Con el proyecto que emprendimos no pretendíamos nuestra puesta en órbita pero...sí que era posible crear un dispositivo con el que poder consultar información relevante sobre algunos de los objetos que pueblan nuestro Sistema Solar (en un principio) y los sistemas exoplanetarios Trappist y Kepler-296. Lo planteamos como un proyecto para mostrar al alumnado las posibilidades que brinda el Internet of Things (IoT) y cómo sacarles partido utilizando dispositivos que pueden estar al alcance de nuestras aulas.

El montaje del proyecto recrea el creado el kit Opla de Arduino,  que aparece bajo estas líneas, pero en una versión más barata y reducida (aunque estéticamente menos elegante)

Una vez que nos hemos familiarizado con el montaje y con algunos proyectos que podemos hacer, llega el momento de explicar en qué consiste el proyecto en sí y desarrollarlo brevemente. Utilizaremos el creado para extraer información del Sistema Solar para ejemplificar cada una de las fases del proyecto y poner los fragmentos de código necesarios para que funcione correctamente. Los casos particulares de los sistemas Trappist y Kepler-296 los encontrarás descargables al final de esta página.

Importante: Este proyecto no necesita ningún tipo de sensor ni nada parecido ya que extraemos toda la información de internet. El módulo responsable de la conexión a internet será el MKR WiFi 1010 y lo haremos desde cero a nuestra red Wifi local para lo que usaremos la librería WiFiNINA, que ya alberga varias funciones de conectividad WiFi. Ojo que solo con esa librería seremos capaces de conectar nuestra placa a la red y configurar todo el programa para poder extraer información de la red a través de API's.

Si observamos con atención el formato del archivo de salida de nuestra API's vemos que es muy sencilla. En el código aparecen diferentes objetos etiquetados como "id", "gravity" y “discoveredBy”, que están referidos específicamente al objeto sobre el que se ha realizado la petición (en nuestro caso Venus). Como vemos,  nuestro archivo de datos puede contener tanto información científica, normalmente de carácter numérico, o histórica que, por lo general, tendrá formato "texto". 

Es decir, que cuando hacemos una petición del tipo "get" a nuestra API a través de la dirección específica del objeto en cuestión, todos los datos son enviados a nuestra placa Arduino MKR WiFi 1010 lo que significa que podremos recuperar toda esta información y mostrarla en pantalla.

Es importante tener en cuenta lo mencionado anteriormente porque para los sistemas exoplanetarios Trappist y Kepler 296 construiremos API's similares a la anterior pero utilizando una hoja de cálculo de Google y un Google Script para transformarla en API y permitir la conectividad de nuestro arduino aunque la estructura será muy similar a la anterior.

Lo ideal, antes de comenzar a programar es crear un diagrama en el que estén claros los pasas que vamos a seguir de cara a diseñar nuestro Tracker del Sistema Solar. Hemos tratado de recopilar esa información general a través del siguiente diagrama:

El setup() y el loop() de Arduino

La segunda parte del código de arduino, el loop, en este caso es básicamente un código de navegación el display. Utilizaremos los botones para mostrar diferente información asociada al cuerpo celeste en cuestión y refrescando el propio display para poder actualizar la información que muestra.

También utilizaremos uno de los botones para que, cuando sea pulsado, ejecute la función planetUpdate() que seleccionará aleatoriamente (si nos interesa) un cuerpo celeste del sistema solar y actualizará la información asociada a cada uno de los botones para referirla a él.

Dado que los botones que nosotros hemos utilizado permiten asociarles un color diferente, utilizaremos esta característica para distinguir unos de otros y tener claro que tipo de información se reflejará en pantalla cuando los pulsemos.

// Creamos el void loop()    

void loop() {

 delay(100);

/* Ahora inicializamos los botones de navegación del display que nos permitirán seleccionar aleatoriamente uno de los objetos de la API e indicar que tipo de información nos mostrará el display según el botón que pulsemos */

carrier.Buttons.update();

/* Botón principal. Actualiza la función planetUpdate() */

 if (carrier.Button0.onTouchDown()) {

   carrier.display.fillScreen(ST77XX_MAGENTA);

   carrier.display.setCursor(30, 60);

   carrier.display.setTextColor(ST77XX_WHITE);

   carrier.display.setTextSize(2);

   carrier.display.print("Searching");

   delay(500);

   carrier.display.print(".");

   delay(500);

   carrier.display.print(".");

   delay(500);

   carrier.display.print(".");

   delay(500);

   carrier.display.print(".");

 planetUpdate(); 

/* Una vez se ha actualizado aparecen diferentes mensajes en pantalla*/

   carrier.display.fillScreen(ST77XX_MAGENTA);

   carrier.display.setCursor(30, 60);

   carrier.display.setTextColor(ST77XX_WHITE);

   carrier.display.setTextSize(2);

   carrier.display.print("Actualización completa"); // Mensaje "Update complete"

   carrier.display.setCursor(20, 90);

   carrier.display.print("Datos de: "); // Datos del cuerpo celeste

   carrier.display.setCursor(20, 130);

   carrier.display.print(bodyName);

 }

/* Botón 1: Nombre del objeto. En el caso de luna indica el planeta que orbita */

 if (carrier.Button1.onTouchDown()) {

   carrier.display.fillScreen(ST77XX_RED);

   carrier.display.setCursor(20, 60);

   carrier.display.setTextColor(ST77XX_WHITE);

   carrier.display.setTextSize(2);

   carrier.display.print(bodyName); // Se muestra el nombre del cuerpo celeste

   carrier.display.setCursor(20, 90);

   carrier.display.print("Es una luna de: "); // Mensaje "It is a moon of: "

   carrier.display.setCursor(20, 110);

   carrier.display.println(planet); // Se muestra el nombre del planeta que orbita

   delay(500);

 }

/* Botón 2: Información sobre su descubrimiento. Nombre y fecha */

 if (carrier.Button2.onTouchDown()) {

   carrier.display.fillScreen(ST77XX_GREEN);

   carrier.display.setCursor(20, 60);

   carrier.display.setTextColor(ST77XX_WHITE);

   carrier.display.setTextSize(2);

   carrier.display.print(bodyName); // Se muestra el nombre del objeto

   carrier.display.setCursor(20, 90);

   carrier.display.print("Descubierto por: "); // Mensaje "Discovered by:"

   carrier.display.setCursor(20, 110);

   carrier.display.println(explorerName); // Se muestra el nombre del descubridor

   carrier.display.setCursor(20, 130);

   carrier.display.print("Fecha: "); // Mensaje "Date: "

   carrier.display.print(explorerDate); // Se muestra la fecha del descubrimiento

   delay(500);

 }

/* Botón 3: Información sobre su gravedad. */

 if (carrier.Button3.onTouchDown()) {

   carrier.display.fillScreen(ST77XX_BLUE);

   carrier.display.setCursor(20, 60);

   carrier.display.setTextColor(ST77XX_WHITE);

   carrier.display.setTextSize(2);

   carrier.display.print(bodyName); // Se muestra el nombre del objeto

   carrier.display.setCursor(20, 90);

   carrier.display.print("Su gravedad es: "); // Mensaje "Gravity is:"

   carrier.display.setCursor(20, 130);

   carrier.display.print(gravity); // Se muestra el valor de su gravedad

   carrier.display.print(" m/s2"); // Mensaje "m/s2 " (unidad)

   delay(500);

 }

/* Botón 4: Información sobre su gravedad. */

 if (carrier.Button4.onTouchDown()) {

   carrier.display.fillScreen(ST77XX_BLACK);

   carrier.display.setCursor(20, 60);

   carrier.display.setTextColor(ST77XX_WHITE);

   carrier.display.setTextSize(2);

   carrier.display.print(bodyName); // Se muestra el nombre del objeto

   carrier.display.setCursor(20, 110);

   carrier.display.print("Su gravedad es:: "); // Mensaje "Density is:"

   carrier.display.setCursor(20, 130);

   carrier.display.print(density); // Se muestra el valor de su densidad

   carrier.display.print(" g/cm3"); // Mensaje "g/cm3 " (unidad)

 }

}

Damos formato a los datos a través de JSON

La práctica anteriormente referida y el código que aparece en la web ha sido realizado por alumnado de 3ºESO del centro (se trabajó en grupos de 3 con el alumnado de 3ºESO) tomando como base algunos tutoriales mostrados anteriormente y los ejemplos facilitados a través de la web oficial de arduino.