Redalyc.Empleo de las tecnologías móviles en la enseñanza ...

13
- 13 - Pixel-Bit. Revista de Medios y Educación EMPLEO DE LAS TECNOLOGÍAS MÓVILES EN LA ENSEÑANZA PRÁCTICA DE ASIGNATURAS TÉCNI- CAS. UN CASO REAL: EL LABORATORIO DE INSTRU- MENTACIÓN ELECTRÓNICA EMPLOYING MOBILE TECHNOLOGIES IN THE PRACTICAL TEACHING OF TECHNICAL SUBJECTS. A REAL CASE: THE ELECTRONIC INSTRUMENTATION LAB Sergio Gallardo Vázquez Federico José Barrero García Sergio Luis Toral Marín Rocío Martínez Torres [email protected] Departamento de Ingeniería Electrónica. Escuela Superior de Ingenieros Universidad de Sevilla. Resumen. Hoy día nuestra sociedad está involucrada en el continuo desarrollo de tres importantes pilares de conocimiento, la electrónica, la informática y las telecomunicaciones. Este docu- mento describe la introducción de estos tres pilares tecnológicos del conocimiento en la enseñanza práctica de carreras técnicas, particularizando sobre un laboratorio de instru- mentación electrónica. El sistema propuesto, desarrollado en el Departamento de Ingenie- ría Electrónica de la Universidad de Sevilla, muestra la implementación de una maqueta de un sistema de seguridad para vehículos que emplea un teléfono móvil convencional como sistema de telecontrol, mejorando el proceso de enseñanza de los estudiantes y fomentando la participación de los mismos. Abstract. Nowadays society is involved in the continuous development of three important blocks of knowledge, electronic systems, computer science and the telecommunications networking. This paper describes the introduction of these three technological blocks of knowledge in practical teaching of technical studies particularized over a electronic instrumentation lab. The proposed system, developed by the department of Electronic Engineering at the University of Seville, shows the implementation of an automotive security system scale model which employs a convectional cellular phone as a telecontrol system, improving the learning process of the students and fomenting the students´ participation. Nº 28 Julio 2006 pp. 13-25

Transcript of Redalyc.Empleo de las tecnologías móviles en la enseñanza ...

Page 1: Redalyc.Empleo de las tecnologías móviles en la enseñanza ...

- 13 -

Pixel-Bit. Revista de Medios y Educación

EMPLEO DE LAS TECNOLOGÍAS MÓVILES EN LAENSEÑANZA PRÁCTICA DE ASIGNATURAS TÉCNI-

CAS. UN CASO REAL: EL LABORATORIO DE INSTRU-MENTACIÓN ELECTRÓNICA

EMPLOYING MOBILE TECHNOLOGIES IN THEPRACTICAL TEACHING OF TECHNICAL SUBJECTS.

A REAL CASE: THE ELECTRONICINSTRUMENTATION LAB

Sergio Gallardo VázquezFederico José Barrero García

Sergio Luis Toral MarínRocío Martínez Torres

[email protected]

Departamento de Ingeniería Electrónica. Escuela Superior de IngenierosUniversidad de Sevilla.

Resumen.Hoy día nuestra sociedad está involucrada en el continuo desarrollo de tres importantes

pilares de conocimiento, la electrónica, la informática y las telecomunicaciones. Este docu-mento describe la introducción de estos tres pilares tecnológicos del conocimiento en laenseñanza práctica de carreras técnicas, particularizando sobre un laboratorio de instru-mentación electrónica. El sistema propuesto, desarrollado en el Departamento de Ingenie-ría Electrónica de la Universidad de Sevilla, muestra la implementación de una maqueta deun sistema de seguridad para vehículos que emplea un teléfono móvil convencional comosistema de telecontrol, mejorando el proceso de enseñanza de los estudiantes y fomentandola participación de los mismos.

Abstract.Nowadays society is involved in the continuous development of three important blocks of

knowledge, electronic systems, computer science and the telecommunications networking.This paper describes the introduction of these three technological blocks of knowledge inpractical teaching of technical studies particularized over a electronic instrumentation lab.The proposed system, developed by the department of Electronic Engineering at the Universityof Seville, shows the implementation of an automotive security system scale model whichemploys a convectional cellular phone as a telecontrol system, improving the learningprocess of the students and fomenting the students´ participation.

Nº 28 Julio 2006 pp. 13-25

Page 2: Redalyc.Empleo de las tecnologías móviles en la enseñanza ...

- 14 -

1. Introducción

A lo largo de los últimos tiempos hemossido testigos y partícipes de una auténticarevolución debida, sobre todo, al auge de unavertiente tecnológica que abarca todas lasáreas sociales, políticas y educativas. En uncontexto donde las nuevas tecnologías(NNTT) juegan cada día un papel más impor-tante, resulta imprescindible incorporar entodos los campos de conocimiento dichasnuevas estructuras, especialmente en el cam-po de la educación (Colectivo Sentic, 2005,Vidal, 2004).

A nivel social, la revolución tecnológica hasido promovida por diversos factores, algu-nos de los cuales han sido pilares tan impor-tantes que, hoy día, no se concibe una socie-dad sin ellos, nos podemos referir a tres pila-res principalmente, por un lado nombraremosel desarrollo de la electrónica ymicroelectrónica, por otro, el impulso de lainformática, y por último, la divinización delas telecomunicaciones.

La evolución de la electrónica ha sido tandilatada en el tiempo como dispar en su apli-cación, pasando de ser una mera curiosidadcientífica a convertirse en un elemento impres-cindible en nuestros tiempos. Sería imposibleconcebir el mundo actual sin el desarrollo dela electrónica y, en particular, de lamicroelectrónica, base fundamental que hacontribuido al avance de otras tantas discipli-nas. Gracias a la aparición de los primeros ele-mentos activos, con el descubrimiento del tran-sistor, en 1948 (De la Peña, 2003), hasta la apa-rición de los primeros circuitos integrados desilicio y germanio, la electrónica nos ha per-mitido el desarrollo de las otras dos grandes

disciplinas o pilares tecnológicos, la informá-tica y las telecomunicaciones. Podríamos en-tonces decir, que la electrónica se convierteen la base imprescindible de los grandes pila-res de la sociedad del conocimiento en la quenos encontramos.

La informática, por su parte, ha sufrido unenorme desarrollo gracias al avance de los sis-temas computadores, desde sus comienzoscon máquinas mecánicas hasta el desarrollode los nuevos sistemas multiprocesadores ycomputadores de última generación. Por otraparte, la ingente llegada de la informática a lasociedad se ha visto influenciada por la inhe-rente aparición de las redes de información,refiriéndonos especialmente a la red de redes,Internet, que, junto con las distintas tecnolo-gías de acceso, han contribuido a la inserciónde la sociedad en el mundo de las NNTT, yson numerosos autores los que ya se refierena la importancia de la telemática en losentornos educativos (Martínez, 2003)

El último pilar lo constituye el mundo de lastelecomunicaciones, entendidas como el pre-cursor final que ha dado lugar al contexto enel que nos desarrollamos hoy día. Gracias a laaparición de la telefonía y, sobre todo, a laaparición de la telefonía móvil celular, una se-gunda revolución social ha sido posible, elacceso a la sociedad de la información de for-ma deslocalizada y con la movilidad comopunta de lanza.

Partiendo de este contexto en el cual la so-ciedad se ha incorporado al mundo de lasnuevas tecnologías con la llegada de los or-denadores personales de sobremesa y, cadavez más, de los ordenadores portátiles yPDAs, y por otra parte, el hecho de que latelefonía móvil también se ha convertido en

Palabras clave: Multimedia, TICs, plan de formación, material didáctico, GSM/GPRS,NNTT, Internet, mapas conceptuales.

Keywords: Multimedia, ICTs, educational planning, didactic material, GSM/GPRS, NNTT,Internet, concept mapping.

Gallardo, Sergio y otros

Page 3: Redalyc.Empleo de las tecnologías móviles en la enseñanza ...

- 15 -

Pixel-Bit. Revista de Medios y Educación

un elemento imprescindible en la vida diariade una sociedad desarrollada, debemos plan-tear un punto de partida que nos lleve a lareflexión acerca de los cambios que debemosllevar a cabo en el mundo educativo, y másconcretamente, en el marco universitario, conobjeto de adaptarnos a dichos cambios.

Se pretende, por tanto, unir los conceptosde sistemas educativos, orientados alcurriculum universitario de la Ingeniería Su-perior de Telecomunicación de la Universidadde Sevilla, a los nuevos pilares tecnológicosque revolucionan la sociedad de nuestrostiempos: electrónica, informática y telecomu-nicación.

Con este objeto, se ha desarrollado un pro-totipo en el departamento de Ingeniería Elec-trónica basado en un sistema que emplea latecnología móvil celular como punto deinteracción con el alumno, motivando así suparticipación e involucración en las activida-des de clase.

2. Análisis de necesidades y objetivo del sis-tema implementado

En tiempos actuales nos vemos inmersosen un mundo tecnológico que nos inunda,parafraseando a Aguaded (1993): «las relacio-nes familiares, el ocio y el trabajo, el compa-ñerismo y la amistad, el diálogo padres-hi-jos, , se encuentran, no pocasveces mediatizadas por elapabullante, y pero aún,involuntaria e inconsciente ac-tuación de los medios», esto esespecialmente cierto en el casodel empleo de las tecnologíasmóviles.

La aparición de los sistemasmóviles sucede en la ciudad deDetroit, en 1921, con sistemasunidireccionales empleados enlas patrullas de policía, poste-

riormente, en 1973, Martin Cooper, considera-do en «padre de la telefonía celular», introdu-ce el primer radioteléfono, en Estados Uni-dos, mientras trabajaba para la compañíaMotorola®. Ya en 1979 aparecen los primerossistemas comerciales en Tokio (1G), y surge eltérmino de «generación de telefonía móvil»,estos sistemas eran muy pobres en caracte-rísticas, de baja calidad y transmisiónanalógica. Además, no implementaban siste-mas de seguridad encriptada. Pronto aparecela segunda generación, en 1990, que en Euro-pa vino a llamarse GSM (Del anglosajón: Glo-bal System Mobile), y cuya principal caracte-rística era que se trataba de una transmisióndigital, permitiendo mayor calidad y velocida-des de transmisión, al mismo tiempo que lacomunicación es segura/encriptada. Hoy díapodemos hablar también de la generación 2.5(2.5G), que se basa en GSM y emplea el proto-colo GPRS (General Packet Radio System), yde la reciente tercera generación (3G), queconvierte la telefonía móvil en una explosiónde contenido multimedia.

Hoy día, la telefonía móvil de segunda ge-neración ocupa un lugar privilegiado, dentrodel amplio espectro social, como elemento másempleado en la gama de aparatos tecnológi-cos, superando ampliamente al ordenadorpersonal. Podemos afirmar que el 92% de losjóvenes entre 14 y 24 años tiene un teléfono

Figura 1. Porcentaje dejóvenes (14-24 años) que

poseen un teléfonomóvil.Fuente:

El País, 08-11-2004

Figura 2. Porcentaje dejóvenes (15-24 años) queenvían a diario mensajes

SMS.Fuente:El País, 22-11-2004

Page 4: Redalyc.Empleo de las tecnologías móviles en la enseñanza ...

- 16 -

móvil, según un estudio elaborado por la agen-cia de comunicación Digital Netthink, situan-do a este grupo de edad en la cabeza en el usode la telefonía (Diario El Pais, 08-11-2004).Además, el 68% de los jóvenes entre 15 y 24años envía diariamente mensajes empleandosu teléfono móvil, haciendo uso del servicioSMS (Short Message Service). (Diario El País,22-11-2004). Podríamos decir, entonces, queel contexto en el que la sociedad se mueve, yespecialmente los jóvenes entre 15 y 24 años,está estrechamente relacionado con la telefo-nía móvil, como diría Quiroz: «estamosinmersos en una sociedad cultural audiovisualque obliga a las instituciones educativas areflexionar sobre la validez actual de sus con-cepciones didácticas y sobre la funcionalidadde sus proyectos» (Quiroz, 1997), y es porello que debemos hacer un esfuerzo hacia estecampo de aplicación donde la metodologíadocente se base en el factor tecnológico de latelefonía móvil celular fundamentalmente, sinolvidar los otros dos pilares que anteriormen-te fueron nombrados.

El sistema diseñado se basará, así pues, enun entorno que nos permita interactuar conlos sistemas de telefonía móvil celular,interactuando mediante mensajes SMS (ShortMessage Service) y llamadas de teléfono. Almismo tiempo, se empleará un sistemamicrocontrolador con objeto de introducir elsegundo pilar importante, la informática, em-pleando un ordenador personal (PC) de so-bremesa, que actuará como programador ymonitor de un sistema de evaluación (EVM)de un microcontrolador MC68HC11A8 de lafirma Motorola®, sistema que actuará comomaestro del prototipo diseñado. Por último, elsistema se basa en una serie de placas condistintos elementos y dispositivos electróni-cos, las placas tendrán distintasfuncionalidades, como la adaptación de se-ñales, actuación, interfaz eléctrica, etc., y unoselementos sensores.

El prototipo se empleará en el Laboratoriode Instrumentación Electrónica, de 5º Cursode Ingeniería de Telecomunicación de la Uni-versidad de Sevilla, como una de las prácticasa utilizar en el desarrollo del mismo. Dicho sis-tema se montará en un sistema de seguridadvehicular mediante una maqueta de un vehí-culo a escala al que se le incorporarán diver-sos elementos sensores que detectarán loseventos producidos, como detección de im-pactos sobre el vehículo, detección de eleva-ción del mismo, presencia de algún intruso enel interior del habitáculo, etc., procesando di-cha información capturada a través de la adap-tación sensor-microcontrolador, y actuandosegún el estado del sistema de seguridad quepodrá activarse/desactivarse vía teléfonomóvil y mediante consola de tecladoalfanumérico presente en el propio vehículo.En caso de detección de un evento y activa-ción del sistema de seguridad entrará en fun-cionamiento el microcontrolador activando elprotocolo de envío de un SMS al usuariopredefinido.

3. Punto de partida y descripción general delsistema

El diseño del presente prototipo parte deun conjunto de acciones llevadas a cabo porun grupo de trabajo del Departamento de In-geniería Electrónica, cuya finalidad es mejo-rar la calidad educativa de la enseñanza en lasdistintas asignaturas que son impartidas den-tro del currículo de la Ingeniería Superior deTelecomunicación. Dichas acciones abarcandesde el diseño de herramientas multimedia(Barrero, 2005 y Lillo 2004), pasando por eldesarrollo de material didáctico (Gallardo,2004:1 y 2), hasta la implementación de siste-mas o bancos de prueba/maquetas que incor-poren el uso de las NNTT.

Tal y como ya se ha mencionado con ante-rioridad, el sistema se compone de tres blo-

Gallardo, Sergio y otros

Page 5: Redalyc.Empleo de las tecnologías móviles en la enseñanza ...

- 17 -

Pixel-Bit. Revista de Medios y Educación

ques fundamentalmente, el bloque de las co-municaciones móviles, el bloque del sistemamicrocontrolador-PC, y el bloque de la elec-trónica de monitorización de los eventos ocu-rridos en el sistema. A continuación se descri-be la funcionalidad de cada una de ellas:

Bloque microcontrolador-PC. Este blo-que constituye el núcleo del sistema, en él seincorpora la «inteligencia» del prototipo, estoes, mediante el ordenador de sobremesa y unsoftware especial podemos programar ymonitorizar el microcontrolador. En elmicrocontrolador irá ubicado el código en len-guaje ensamblador que gestionará la actua-ción de los distintos eventos que se produz-can en el sistema completo, desde ladesactivación del sistema de seguridad al in-troducir el código alfanumérico en el teclado,hasta la activación de una bocina y luces y/oenvío de un mensaje SMS al usuariopredefinido. Los alumnos tendrán, por tanto,que familiarizarse con el empleo del PC, delentorno software de monitorización y progra-mación y con el microcontrolador, ya que de-berán configurar dicho microcontrolador co-rrectamente y analizar su correcto comporta-miento mediante la instrumentación dispues-ta en el laboratorio a tal efecto, tal y comopuede ser el empleo de un analizador lógicoque permite monitorizar las señales digitalesde los buses del sistema.

Bloque de la electrónica demonitorización. Este bloque está constituidopor todos aquellos elementos que no son niel bloque microcontrolador-PC ni el sistemamóvil. Dentro de este bloque tenemos distin-tas placas o circuitos que nos permiten pen-sar y actuar con el entorno. En ellas podemosdestacar:

o Circuito sensor de movimiento. Setrata de un circuito de detección de movimien-to basado en ultrasonidos.

o Sensor de inclinación. Indica el án-gulo de inclinación de la maqueta del sistema

(inclinación del vehículo).o Sensor de impacto. Indica que se ha

producido un impacto sobre el vehículo y laintensidad del mismo.

o Sensor de apertura de puertas. Avi-sa de la apertura de alguna de las puertas delvehículo.

o Circuito interfaz sensores-microcontrolador. Que consiste en una adap-tación para hacer llegar las señales necesa-rias al sistema microcontrolador (a su conver-tidor analógico-digital (A/D)).

o Circuito interfaz microcontrolador-móvil. Circuito encargado de la interfaz deemulación de pulsación de teclado del teléfo-no móvil.

Gracias a esta batería de sensores el grupode alumnos podrá interactuar con el sistemafísicamente, adquiriendo, al mismo tiempo,nociones básicas sobre elementos sensoresy actuadores. La sencillez de estos elementossensores contribuye a que el alumno se cen-tre en actividades más importantes que el pro-pio sensor.

Bloque del sistema móvil. El elementoempleado para la comunicación con la red ce-lular GSM es un teléfono móvil convencionalcon el objeto de dar la mayor sensación deafinidad y similitud al alumno de prácticas, yaque el empleo de otros dispositivos, talescomo módems GSM comerciales, podría lle-var al alumno a una pérdida de interés al nopoder «observar» con sus propios ojos queel sistema «está pulsando las teclas del telé-fono móvil», a igual que lo hacen ellos cuan-do envían un SMS a un compañero.

4. Implementación del prototipo

El sistema implementado consta de los tresbloques descritos en el apartado anterior, elsistema basa toda su capacidad de acción enun microcontrolador que actúa como maestrode todo el sistema. El microcontrolador em-

Page 6: Redalyc.Empleo de las tecnologías móviles en la enseñanza ...

- 18 -

pleado es un MC68HC11A8, de la firmaMotorola®, que es un micro de reducidas pres-taciones (Motorola, 1996).

El prototipo que ha sido diseñado emula unsistema de seguridad de un vehículo que de-tecta eventos sobre el mismo y actúa frente aestos eventos enviando un mensaje (SMS) alusuario.

El sistema será empleado en una asignaturade instrumentación electrónica, por lo que sedotará al prototipo de los elementos necesa-rios para permitir al usuario interactuar con él,esto es, se añadirán puntos de medida deparámetros eléctricos (test points), elementospara la activación de los sensores, etc.

Los eventos producidos son procesadospor el núcleo del sistema, un microcontrolador,que implementará la mayor parte de la inteli-gencia del sistema.

Frente a estos eventos, el sistema de segu-ridad tomará varias decisiones, en primer lu-gar, esperará la desactivación de la alarmamediante una consola local que consiste enun teclado alfanumérico de 4x4 elementos. Sila desactivación no se produce, se procederáa la activación de la alarma, esto es, se activa-rá una bocina sonora dispuesta físicamenteen la maqueta y se procederá a la secuenciade envío de un mensaje SMS al número deteléfono que se defina.

Con el objeto de representar con fidelidadel proceso de escritura de un mensaje SMS y,dado que el tiempo de respuesta no debía serexcesivamente rápido (del orden de segun-dos), se optó por emplear un teléfono celularconvencional y realizar una interfaz entre elmicrocontrolador y la consola de teclado delmóvil. De esta manera, el alumno puede usarel dispositivo, encenderlo, apagarlo, ymonitorizar en la pantalla LCD todo el proce-so, resultando más amigable que el empleo deun módem GSM convencional (Sony, 2003,Day, 2003), como se ha previsto implementaren futuros trabajos.

4.1. Bloque microcontrolador-PC

Esta sección la constituye el conjunto deelementos necesarios para programar y go-bernar el correcto funcionamiento del siste-ma. Para ello será necesario el empleo de unordenador personal se tendrá la posibilidadde programar el microcontroladorMC68HC11A8 gracias a un entorno softwareinstalado en el propio PC. A través de lainterfaz que nos presenta dicho entorno sere-mos capaces de resetear (inicializar) elmicrocontrolador. El microcontrolador estarádispuesto en una placa de evaluación, figura4, donde tenemos accesibles los distintospines del mismo, tales como puertos de entra-da/salida, buses, etc. Existirán una serie deelementos externos como son una memoriaEPROM (Erasable Programmable Read OnlyMemory), una memoria RAM (Random AccessMemory), etc., con diversas funciones. Tam-bién será necesario un adaptador de nivelespara la conexión del puerto serie ordenador-micro, que se emplea para establecer la comu-nicación entre ellos, ya que los niveles de ten-sión no son compatibles. El microcontroladordispondrá, por tanto, de varios puertos acce-sibles para ser usados por el usuario, puertosque son empleados por nuestro sistema. Eldispositivo microcontrolador también poseeun convertidor A/D (analógico/digital) quenos permite conectar los sensores, previaadaptación, al microcontrolador.

Figura 3. Fotografía del banco de pruebas delsistema.

Gallardo, Sergio y otros

Page 7: Redalyc.Empleo de las tecnologías móviles en la enseñanza ...

- 19 -

Pixel-Bit. Revista de Medios y Educación

El núcleo del sistema y el controldel mismo recaerán sobre éste, deforma que el resto de dispositivospresentes en el sistema actuaráncomo esclavos del mismo. La es-tructura del sistema es muy senci-lla, tal y como se muestra en la fi-gura 4, donde podemos ver que elmicrocontrolador envía y recibeinformación del ordenador perso-nal, empleando la interfaz serieasíncrona RS232.

En cuanto a la comunicación conel sistema de telefonía móvil, po-demos observar que se implementaempleando un teléfono convencio-nal, emulando la pulsación de lasteclas del mismo a través de unainterfaz de optoacoplación entrelas líneas del microcontrolador y elteléfono. En particular, se empleóun teléfono Philips Savvy (Philips,1999). Además, se dispondrá de unaserie de periféricos externos comoson la consola de teclado y el zum-bador/bocina, encargados de emular la acti-vación de la alarma del sistema.

La secuencia de funcionamiento (diagramade flujo) del sistema de control es el que seindica en la figura 5, donde las figuras repre-sentadas con un reloj indican una

temporización antes de pasar al siguiente es-tado.

4.2. Bloque de la electrónica demonitorización

Tal y como se ha mencionado, se usa unconjunto de sensores para la de-tección de los eventos que hansido considerados más relevan-tes. Para la adquisición de estoseventos se ha empleado en con-vertidor A/D interno delmicrocontrolador, no resultandonecesario mapear en la memoriade periféricos un elemento con-vertidor adicional.

Gracias al convertidor A/D delMC68HC11A8, podemos llevara cabo un total de cuatro con-Figura 4. Estructura detallada del sistema de control.

Figura 5. Diagrama de Flujo del Sistema de Control.

Page 8: Redalyc.Empleo de las tecnologías móviles en la enseñanza ...

- 20 -

versiones de distinta naturaleza (cuatrosensores). Particularizando sobre el sistemade seguridad de nuestro prototipo, seimplementa la detección de movimiento porultrasonidos, vibración, inclinación y apertu-ra de puertas.

La etapa de adaptación de la electrónicaasociada a los sensores y el microcontroladorbásicamente prové de tensión a los sensoresque la precisan para su funcionamiento yadapta las correspondientes señales de en-trada al sistema (al convertidor A/D, esto es,entrada en el rango [0-5] voltios).

· Monitorización del estado de inclina-ción. Para la monitorizar la inclinación de lamaqueta del vehículo se emplea un sensor dela firma Vishay Spectrol®, concretamente setrata del modelo 601-1045, Full 360º SmartPosition Sensor, este sensor se alimenta a [4.5-5.5] voltios y proporciona una tensión pro-porcional al ángulo y alimentación, esto es,0.0139 voltios/grado de inclinación. Gracias aél pueden detectarse eventos como son elrobo de ruedas del vehículo o el levantamien-to del mismo por grúa (un futuro servicio es elenvío de emergencias automáticas frente avuelco del mismo).

· Monitorización del impacto/vibración.Nos permite detectar un impacto sobre nues-tro automóvil, se emplea un sensor de la firmaAssemtech Europe®, concretamente se tratadel modelo MS24A/30, alimentado a 5 voltios,y cuya salida es proporcional a la intensidaddel golpe. Es empleado para detectar roturade lunas, golpes sobre carrocería, etc.

· Monitorización de intruso en el vehí-culo. Para ello se emplea un circuito de detec-ción de intrusos basado en dos cápsulas deultrasonidos. El funcionamiento se basa en latransmisión de una señal y detección del ecopor parte del receptor ultrasónico. En el casode detectar una variación en el valor medio dela señal recibida, se determina que un intrusose encuentra en el interior del vehículo. Estedetector se alimenta entre los niveles de [5-12] voltios. La salida del mismo es una señaldigital que indica presencia detectada y lasensibilidad se ajusta de forma analógica enel propio circuito.

· Apertura de puertas. Para la aperturade puertas se emplean unos conmutadoresque son llevados a una puerta OR de tal ma-nera que si alguno de los conmutadores seactiva la salida de la lógica OR activará la se-ñal de error hacia el microcontrolador.

Figura 6. Fotografía del sensor de inclinación

Figura 7. Fotografía del sensor de vibración

Figura 8. Fotografía del sensor de intrusismo

Figura 9. Fotografía de la lógica OR del circuitode adaptación

Gallardo, Sergio y otros

Page 9: Redalyc.Empleo de las tecnologías móviles en la enseñanza ...

- 21 -

Pixel-Bit. Revista de Medios y Educación

4.3. Bloque del sistema móvil

La interfaz con el dispositivo GSMse hace empleando un teléfono móvilconvencional, tal y como ha sido ex-plicado en párrafos anteriores. Esto sedebe a que se busca que el usuariodel sistema no se enfrente a un ele-mento nuevo con el que no esté fami-liarizado, como es el caso de losmódems GSM, que son introducidos en pos-teriores trabajos de laboratorio y/o como am-pliación al aquí presentado.

Para comunicarse con el teléfono móvil sepuede hacer de varias maneras, principalmen-te se dispone de dos puntos de acceso. Enprimer lugar, el conector M-BUS, que empleacomandos AT para comunicarse con el teléfo-no móvil, del mismo modo que lo haría cual-quier módem GSM, no obstante, no ha sidosuministrada por la firma propietaria la infor-mación necesaria para acceder a dicho termi-nal, de modo que en los inicios quedó descar-tada. La segunda opción consistiría en «pul-sar las teclas del teléfono con elmicroprocesador», esto es, diseñar una etapade adaptación que emule la pulsación de te-clas del teléfono. Para ello se debe conocer elmodo de funcionamiento de la consola de te-clado de un teléfono móvil.

El teléfono empleado, un Philips Savvy®,dispone de un conector al cual se conectauna membrana de botones, esto es, el tecladodel teléfono. Dicho conector dispone de untotal de 13 pines, de los cuales 9 son emplea-dos para la pulsación de teclas. Una tecla espulsada cuando se cortocircuitan dos pinesde este terminal, por ejemplo, y fijándonos enla figura 10, cuando se cortocircuita el pin 6con el pin 4 del conector se está «pulsando»la tecla MENU del teléfono móvil, igualmente,cortocircuitando T1 y T2, figura 10, se estápulsando ON/OFF, y así sucede con todas lasteclas tal y como aparece en la figura 10.

Para emular esta pulsación de teclas ha sidonecesario emplear el circuito que puede ob-servarse en la figura 11, el cual básicamentese encarga de realizar el proceso deoptoacoplación necesario para resolver lapulsación comandada por el microcontrolador.

La interfaz diseñada, figura 11, realiza va-rias funciones. En primer lugar, elmicrocontrolador gobernará el sistema em-pleando líneas de propósito general. A partirde las líneas de propósito general, seleccio-nará, en cada instante de tiempo, la salida deun circuito decodificador 5 a 32 (se necesitaemular la pulsación de 20 teclas, figura 10, porlo que es preciso un decodificador con unnúmero de salidas superior, esto es, undecodificador 5 a 32). Las primeras veinte sa-lidas del decodificador activarán, a su vez, uncircuito optoacoplador que cortocircuitará suspines de salida (uno por cada salida), de talmanera, que las veinte etapas deoptoacoplación formarán una matriz como laque se muestra en la figura 10, en la que cadaoptoacoplador corresponderá a una dupla,produciendo la pulsación de las teclas.

Otras funciones de esta etapa es la de pro-porcionar la alimentación al teléfono móvil,ya que éste no debe perder en ningún mo-mento la alimentación, y en el caso de queesto ocurriera se detecta y comienza una se-cuencia de encendido del mismo.

También se dispone de 12 salidas de lasetapas decodificadoras que son empleadaspara activar los circuitos de alarma sonora y

Figura 10. Consola del teclado del teléfono móvil

Page 10: Redalyc.Empleo de las tecnologías móviles en la enseñanza ...

- 22 -

luminosa.Además, existe una etapa de realimentación

que permite detectar eventos sobre el termi-nal móvil gracias a la activación de la consolaluminosa del mismo, tal y como se representaen la figura.

5. Problemática y definición delmodelo formativo

Tal y como ha sido comentado anteriormen-te, resulta de vital importancia adaptarse a loscambios tecnológicos que envuelven a la so-ciedad de la información, adoptando nuevosroles tanto desde el punto de vista de la mate-ria impartida como del modo en que dichamateria es impartida. No obstante, este esfuer-zo por introducirnos en el nuevo marco so-cio-educativo puede llegar a ser poco efecti-

vo si no se resuelven algunos problemas pre-viamente, tales como:

· La desorganización en la forma de im-partir la docencia.

· El paradigma de aprendizaje.· La sensibilidad a la tecnología.

· En relación al factor humano.En relación a la desorganización

en la forma de impartir la docencia,debemos resolver el proceso y di-rección de nuestro plan de forma-ción; una organización coherente,clara, y adaptada a las necesida-des del alumno y profesorado de-ben ser las premisas a seguir.

Respecto al paradigma de apren-dizaje podemos decir que no de-bemos caer en la práctica comúnde copiar los modelos de aprendi-zaje tradicionales, sino que debe-mos crear nuevos modelos quecontribuyan a que la incorporaciónde las nuevas tecnologías mejorela calidad de la enseñanza, ya que,parafraseando a Javier MartínezAldanondo, «añadir tecnología aun modelo que no funciona tansolo contribuye a empeorarlo»(Martínez, J., 2003).

También es importante tener encuenta la sensibilidad a la tecno-logía, ya que son muchas las he-

rramientas que, empleando nuevas tecnolo-gías, tratan de convencernos de sus caracte-rísticas ejemplares, sin embargo, tal y comoafirman Estay y Gracia, «las NTIyC han sidoun cauce para acumular o transferir datos einformación, pero al mismo tiempo el indivi-duo no ha aumentado de forma significativasu capacidad de procesar la nueva informa-ción y darle sentido», (Estay y Gracia, 2002).

Por último, el factor humano. Resulta muyimportante tener siempre presente que se estátrabajando con una parte del proceso social,

Figura 8. Interfaz Microcontrolador-Teléfono Móvil

Gallardo, Sergio y otros

Page 11: Redalyc.Empleo de las tecnologías móviles en la enseñanza ...

- 23 -

Pixel-Bit. Revista de Medios y Educación

que son las personas, por lo que un modelobasado en la cooperación, compartir experien-cias y que promueva la comunicación resultavital.

Para el desarrollo del plan formativo se par-te de lo más básico, que sería el análisis de lasnecesidades de aprendizaje del estudiante,luego definimos los objetivos perseguidos, apartir de esto se diseñan las accionesformativas para luego ponerlo en práctica yfinalmente evaluar el programa.

El modelo del plan de formación que aquíse propone se basa en los trabajos de Guardiay de López y Leal, (Guardia, 2002, López yLeal, 2002), que definen cuatro fases que seretroalimentan tras la ejecución de la fase deevaluación, tal y como puede observarse enla figura 9 y se describe con mayor detalle ensucesivos párrafos:

· Análisis y definición. El objetivo a per-seguir en esta fase será la de determinar lasnecesidades formativas y adecuarlas a uncontexto social.

· Diseño y concreción. Se especificacómo se va a aprender lo que se identificó enla fase anterior.

· Desarrollo. Tenemos dos fases, prime-ro, el desarrollo de la documentación asocia-da al programa del curso y, segundo, la con-ducción del programa del curso.

· Evaluación. En esta fase se vuelve alos objetivos perseguidos en la fase de análi-sis y definición y son comparados con losobtenidos, efectuando los posibles cambiosy la concreción de un futuro proyecto.

6. Conclusiones

En relación a las fases de desarrollo del planformativo propuesto y, fruto de los estudiosde Guardia y de López y Leal, hemos realizadoun estudio de las necesidades del alumnado,medido mediante una encuesta cuya muestraha sido tomada de los tres vértices que com-ponen el triángulo de la formación; los alum-nos, los profesores y el mundo empresarial,dando como resultado el punto de partida delpresente trabajo, la sociedad demanda unarenovación en sus medios y métodos educa-tivos, renovación que es acompañada por laintroducción de NNTT en la docencia. Parti-cularizando, y teniendo en cuenta el elevado

grado de inserción que tiene latecnología móvil sobre la socie-dad, y en especial, sobre los jó-venes, figuras 1 y 2, se ha optadopor diseñar un sistema que incor-pore esta tecnología como focode atención del alumnado, sinaumentar la complejidad de la so-lución propuesta.

Una vez estudiadas las necesi-dades formativas, se procederá amarcar los objetivos, centrados enel aprendizaje del manejo del ins-trumental electrónico necesariopara realizar la práctica y realizarla toma de medidas, dado que elbanco de pruebas propuesto seengloba dentro de una asignatu-

Figura 9. Fases del plan formativo.

Page 12: Redalyc.Empleo de las tecnologías móviles en la enseñanza ...

- 24 -

ra práctica de laboratorio de instrumentaciónelectrónica.

Posteriormente se diseñan las accionesformativas, que estarán organizadas en formade prácticas en grupos reducidos, con dosrotaciones a mitad del cuatrimestre, siendouna de las prácticas el sistema propuesto.

Finalizado el desarrollo conjunto del planformativo y de la primera versión de la herra-mienta descrita, cabe ahora continuar el tra-bajo con la inserción de la misma dentro de lapropia asignatura y poner en práctica la acti-vidad docente descrita, con objeto derealimentar el plan formativo. Además, y en lamisma línea de la mejora de la calidad de ense-ñanza, se están realizando diversos estudioscientíficos con objeto de incluir métodos deaceptación tecnológica de la herramienta ydiseño de mapas conceptuales (Trochim,1989, Trochim, 1993, Martínez-Torres, 2005,Vega-Riveros, 1998) por parte de los expertos,técnicas que son aplicables en las fases deanálisis y definición, así como en las de dise-ño y concreción (1ª y 2ª fases), incorporandoal diseño del plan formativo un análisis esta-dístico que tiene por objeto que el lazo derealimentación tenga la menor ganancia posi-ble, esto es, se busque el menor número deiteraciones y modificaciones de la herramien-ta basándonos en estudios estadísticos pre-vios, resultados que serán descritos en suce-sivos trabajos.

7. Referencias bibliográficas

AGUADED, J.I. (1993): Comunicaciónaudiovisual, Huelva, Grupo Pedagógico An-daluz «Prensa y Educación».

BARRERO, F., GALLARDO, S., LILLO, A.J. y TORAL, S. L. (2005): Herramientamultimedia de ayuda en la impartición de unlaboratorio de procesadores digitales de se-ñal (DSPs). Pixel-Bit. Revista de medios yeducación, nº 25.

CABERO, J., MORALES, J. A., BARROSO,J., ROMÁN, P., ROMERO, R. (2004): La redcomo instrumento de formación. Bases parael diseño de materiales didácticos. RevistaPixel-Bit. Revista de Medios y educación, nº22.

COLECTIVO SENTIC (2005): Aplicacionesde las NNTT a la formación, VI Encuentro deAsociaciones de Coslada.

DAI TELECOM S.R.L. (2003): Telit GM862-CS/-GPRS/-GSM Hardware User Guide,DAI Telecom S.R.L.

DE LA PEÑA, JOSÉ (2003): Historia de lastelecomunicaciones, Editorial Ariel S.A., 2003.

ESTAY-NICULCAR, C., GRACIA, S.,GARCÍA, Á., CISTEÓ, J. (2002): Experienciaexploratoria en la docencia colaborativa-coo-perativa con entorno virtual de proyectos deingeniería informática en Guayaquil: forman-do sin distancias y potenciando el trabajo sinfronteras.

MARTÍNEZ, A., ROMÁN, P., BARROSO,J. (2003): Los centros educativos andalucesen Internet. Revista Pixel-Bit. Revista de me-dios y educación, nº 20.

MARTÍNEZ, J. (2003): Debate «E-forma-ción: una perspectiva de la gestión del cono-cimiento». Leído en Mayo de 2003.

MARTÍNEZ-TORRES, M. R., BARRERO,F., TORAL, S. L., GALLARDO, S. (2005): ADigital Signal Processing TeachingMethodology Using Concept MappingTechniques, accepted for publication in theIEEE Transactions on Education, 2005.

GALLARDO, S., LILLO, A. J., TORAL, S.L., FEDERICO, F. (2004): Diseño de sistemaselectrónicos digitales basados en elprocesador TMS320C3x de TexasInstruments. Una visión práctica. TAEE 2004.6o Congreso de Tecnologías Aplicadas a laEnseñanza de la Electrónica. Valencia, Espa-ña, julio de 2004.

LILLO, A. J., GALLARDO, S., TORAL, S.L., BARRERO, F. (2004): Laboratorio

Gallardo, Sergio y otros

Page 13: Redalyc.Empleo de las tecnologías móviles en la enseñanza ...

- 25 -

Pixel-Bit. Revista de Medios y Educación

multimedia de procesamiento digital de señalusando el TMS320C3x DSP starter kit.TAEE 2004. 6o Congreso de Tecnologías Apli-cadas a la Enseñanza de la Electrónica. Va-lencia, España, julio de 2004.

MOTOROLA (1996): MC68HC11A8.HCMOS Single-Chip Microcontroller,Motorola, 1996.

SONY ERICSSON MOBILECOMMUNICATION (2003): GR 47/GR 48Design Guidelines, Sony Ericsson.

PHILIPS (1999): Dual Band Mobile PhoneSavvy. User Manual. Philips ConsumerCommunications. Division of Philips France.

QUIROZ, M. (1997): Propuestas para la edu-cación y la comunicación. Comunicar, 8, 31-37.

TROCHIM, W. M. K. (1989): AnIntroduction to Concept Mapping forPlanning and Evaluation. Evaluation andProgram Planning. Vol. 12, no 1, 1989, pp. 1-16.

TROCHIM, W. M. K. , (1993): The Reliabilityof Concept Mapping, Paper presented at theAnnual Conference of the AmericanEvaluation Association, Dallas, Texas, 1993

VEGA-RIVEROS, J. F., MARCIALES, G. P.,MARTÍNEZ, M. (1998) Concept Maps inEngineering Education: A Case Study. GlobalJournal of Engineering Education, Vol. 2, no.1, 1998, pp. 21-27.

VIDAL, M. P. (2004): Uso y evaluación dela plataforma de enseñanza-aprendizaje virtual«Blackboard». Pixel-Bit, Revista de medios yeducación, nº 24.