Aquest e-spai documenta el treball nadalenc realitzat pels alumnes de 1r de Batxillerat Tecnològic de l'institut Bellvitge al desembre de 2024. Està relacionat amb els nostres aprenentatges a la matèria Robòtica.
El nostre pessebre està fet amb components tècnics en desús, i els recuperats en desmuntar un vell ordinador inservible de l'aula d'informàtica de l'institut. El seu funcionament està controlat per un ESP32 programat amb microPython.
Hem utilitzat una caixa de PC com a pessebre, les figures estan fetes amb web cams antigues inservibles que vam trobar a l'aula d'informàtica de l'institut.
Hem afegit una tira de LEDs que hem programat per fer llum amb tots els colors de l'arc de sant Martí, que van recorrent la tira a intervals de 10 ms.
Les pìles gastades i els condensadors del PC que hem desmuntat han esdevingut un recurs molt útil per fer les potes i els cossos de diferents animals: tenim bou, mula, rens i ovelles!
Hem fet els reis amb ratolins inservibles que havia a l'aula d'informàtica, muntats a sobre d'un lateral de caixa de PC per estabilitzar-los.
Hem tingut sort, perquè els colors dels ratolins pemeten identificar a cada un dels reis.
Com a regals hem utilitzat dissipadors de calor.
Tot i què la primera idea va ser utilizar aigua i fer-la circular amb una bomba, hem acabat reutilitzant paper d'alumini, recorregut per una tira de LEDs que hem programat per fer flaixos de color blau simulant el moviment del corrent d'aigua.
El pont s'ha fet amb la tapa d'un antic lector de CDs.
.
Els arbres del bosc estan impresos en 3D. Cada un conté un LED de color verd amb una resistència de 100 Ω que està sempre encès.
Per estabilitzar-los s'han muntat a sobre de targetes de memòria d'ordinador.
Hem muntat un ventilador de PC a sobre d'un disc dur espallat, i hem afegit un anell de LEDs, programat perquè s'il·lumini amb llum de color groc variant la seva intensitat a intervals aleatoris.
La cua de l'estrella està feta amb restes de cables elèctrics, hi hem intercalat una garlanda de leds a la que hem tallat la connexió a les piles que portava, i l'hem programat perquè s'encengui de manera intermitent a intervals aleatoris.
Hem simulat 4 aerogeneradors amb aspes impreses en 3D accionades per servos de rotació contínua.
L'ús dels servos ha obligat a utilitzar una pila de 9V per alimentar-los i un mòdul controlador PWM PCA8685.
Hem afegit una tira de LEDs entre el parc eòlic i la ciutat, que hem programat perquè un píxel-electró vagi recorrent la tira.
Vam rescatar tres automatismes elèctrics espatllats i els hem convertit en els edificis de la nostra ciutat.
L'ESP32, muntat a sobre d'un shield, el PCA8685, els cables de connexió dels components i l'alimentació s'han ficat, ben fixats, dins d'una caixa de cartró.
La gran quantitat de cables dupont que surten de la caixa s'han organitzat molt bé per tal que siguin fàcilment reconeixibles i facilitar les connexions.
Tots els components del sistema, excepte els servos dels aerogeneradors, estan alimentats directament des dels pins del l'ESP32, que treballa a 3.3V.
L'alimentació de l'ESP32 es pretenia fer-la mitjançant una bateria 18650 de 3400 mAh, que proporciona 3.7 V, muntada en un shield que permet recarregar-la i connectar-la via USB a l'ESP32.
Malgrat el mode deepsleep, aquesta bateria ha durat molt poc, així que hem acabat tirant pel dret i connectant directament a la xarxa elèctrica a través d'un carregador USB.
Quant a l'alimentació dels servos, es fa amb una pila de 9V que té molt poca capacitat (900 mAh). El mode d'estalvi d'energia en aquest cas consisteix en tenir-los aturats la major part del temps.
El programa que implementa el funcionament del sistema, escrit en microPython, conté 5 funcions que s'executen de forma paral·lela i utilitzen intervals de temps diferents.
Això s'ha fet utilitzant la instrucció ticks_ms() del mòdul time de microPython, que permet obtenir el temps de funcionament del microcontrolador i establir comparacions amb les consignes de temps establertes per a cada cas.
Aquest programa, compartit a GitHub, s'ha carregat a l'ESP32 amb el nom main.py, la qual cosa l'executa directament.
Per controlar el funcionament s'ha utilitzat 3 sensors tàctils de l'ESP32:
Tsleep (T8-pin 32) posa el microcontrolador en mode deeepsleep (son profund) per optimitzar el consum energètic quan no cal que el muntatge estigui funcionant.
Twake (T9-pin 33) desperta del son profund en ser activat.
Tbreak (T3-pin 15) cancela l'execució del programa per poder tenir control sobre l'ESP32 des de l'entorn de programació.
La superficie d'activació d'aquests sensors s'ha fet amb càpsules de cafè d'alumini, material conductor elèctric. El senyal emès per cada un d'aquests sensors variarà en tocar la càpsula corresponent.
