Universidad Nacional Autónoma de México
Dirección General de Servicios de Cómputo Académico
Año 7 Núm. 74, Publicación Mensual, 27 de Noviembre de 2008

ARTÍCULOS

 

Año 4, Número 44, Noviembre de 2005

Laboratorios móviles: sensores, interfases y PDAs

Rebeca Valenzuela Argüelles
Laura Hernández Alvarado

 

Recientemente, la tecnología de los Asistentes Digitales Personales (PDAs por sus siglas en inglés Personal Digital Assistant) o computadoras de mano (handhelds) ha revolucionado los métodos de enseñanza e incluso, la forma en que se entrega la información escolar a los alumnos.

Los PDA son dispositivos pequeños, móviles y de mano que proporcionan almacenamiento, procesamiento de información y capacidades de recuperación; características que permiten llevar consigo información que resultaba casi imposible por medio de computadoras portátiles o PCs. Así, la adquisición de información con estos soportes técnicos cuenta con las ventajas de la movilidad (muy útil en el caso de prácticas de campo), la disminución de costos y la economía de espacios, entre otras.

Aunque el uso original de los PDA estaba centrado en el manejo de una agenda personal, así como en el almacenamiento de notas, actualmente existe un número inimaginable de aplicaciones que incluyen software educativo, de negocios, de entretenimiento, por mencionar algunas.

De esta manera, la combinación del uso de los PDAs y los sensores e interfaces para la adquisición de datos son una práctica en constante expansión. Los sensores son dispositivos que en respuesta a las variaciones de una magnitud producen una señal eléctrica útil para controlar o recopilar información; y una interfaz es un medio por el cual dos dispositivos se comunican entre sí, es el intermediario que codifica la señal que el emisor envía al receptor.

Tanto los sensores e interfaces combinados con una computadora permiten realizar experimentos de manera didáctica, debido a la oportunidad que brindan de adquirir y procesar mucha información en poco tiempo, y a la capacidad de obtener gráficas y estadísticas para el análisis de datos.

Desarrollo de aplicaciones en la UNAM

Ante las ventajas que ofrece la tecnología de sensores, interfaces y software de adquisición de datos, en la Dirección General de Servicios de Cómputo Académico (DGSCA) se promovió, desde hace varios años, su uso en los planteles educativos de la UNAM, particularmente en aquellos dedicados a la enseñanza de ciencias experimentales.

Entre otras actividades, se han llevado a cabo pruebas con dispositivos y software de distintas empresas, entre las que se encuentran PASCO, CASSY LEYBOLD, National Instruments y Vernier. Con base en ello, se desarrollaron manuales y se realizaron estancias de profesores, así como la participación con este tema en un diplomado, al tiempo que se impulsó la adquisición de interfaces y sensores para planteles del bachillerato y la propia DGSCA.

Posteriormente, se realizaron videos que demostraban el uso de los sensores e interfaces en el laboratorio; así como la investigación de las nuevas versiones de hardware y software, principalmente de la empresa Vernier y como resultado, el diseño de la capacitación en el uso de la versión en español del software de adquisición de datos.

Actualmente se está aplicando toda esta experiencia en el desarrollo de un sistema propio que pueda ejecutarse en diferentes plataformas, en principio en un PDA, que permita la adquisición de datos desde diferentes marcas de sensores, a través de una aplicación modular.

El proyecto de la DGSCA

El proyecto que desarrolla la
DGSCA permitirá a las escuelas de la UNAM contar con un software gratuito que les facilitará adquirir datos desde diferentes plataformas, computadoras personales o PDAs, en tanto estos centros educativos cuentan con pocos recursos para adquirir hardware y software. Particularmente, la implementación de sensores e interfaces con PCs tiene un costo muy alto y requiere de espacio y un lugar fijo en el cual desempeñar las actividades experimentales; con el uso de PDAs y redes se busca solucionar estos problemas.

La primera etapa de este proyecto denominado Software de adquisición de datos para la enseñanza de ciencias experimentales dio como resultado la comunicación entre la interfaz Labpro y una Palm, a través de un sistema desarrollado por la DGSCA – UNAM. La elección de trabajar con esta marca surgió después de elaborar un estudio comparativo de las principales empresas que producen sensores e interfaces, con el fin de seleccionar aquella que se adecuara a las necesidades y recursos para trabajar la aplicación objeto del proyecto.

Después de esta selección se efectuaron una serie de actividades, que conformaron las siguientes fases para el desarrollo de la aplicación:

  • Lectura del puerto serial del PDA.
  • Pruebas de hardware y software.
  • Captura en la Palm de los datos de la interfaz.
  • Tabulación de los datos y almacenamiento de los mismos.
  • Graficación y obtención de datos estadísticos.
  • Manipulación matemática de las gráficas.

Durante la segunda etapa, se superaron los objetivos originales al lograr comunicar la interfaz Labpro con una computadora conectada a Internet que pudiese realizar la adquisición de datos a través de una variante del sistema obtenido en la primera etapa, y compartir así sus recursos (lecturas) por medio de diferentes dispositivos, como pueden ser otra PC o una Palm. Con ello se ha logrado brindar flexibilidad y movilidad, además de una disminución de costo. De esta manera, es posible emplear diferentes dispositivos, tales como: laptop, Palm, computadora personal, para la consulta; a la par de acceder en forma local o remota a los datos, con lo cual se puede compartir información entre las diferentes escuelas o adquirir datos en campo.

Estos resultados fueron derivados de las siguientes actividades, por ende representan la segunda etapa:

  • Lectura de datos de la interfaz en una computadora personal.
  • Almacenamiento en un archivo (aplicación de escritorio).
  • Compartir los archivos creados a través de sockets.
  • Applet: adaptación de la aplicación (primera etapa), para leer un archivo de datos desde la máquina remota.

La experiencia alcanzada en proyectos, como el desarrollado por la DGSCA, revela que a través de los PDA se puede lograr una revolución en los procesos educativos; sin embargo, sólo son una parte de lo que hoy en día se denomina “Cómputo móvil”.

Con el uso de las tecnologías y protocolos es posible, incluso, implementar lo que se llama actualmente laboratorios virtuales, los cuales permiten la optimización de equipo y disminución de costos mediante el uso de sensores en la enseñanza de ciencias experimentales, pues se puede utilizar un solo sensor compartido a través de
bluetooth hacia un PDA o celular, o bien, compartir experimentos mediante redes inalámbricas o Internet 2 con usuarios de celulares o PDA.

En el desarrollo de próximos proyectos, también será importante comparar continuamente las diferentes marcas de sensores, además de plantearse la posibilidad de desarrollar los propios.

Es importante aclarar que algunas de las posibilidades que ofrecen las nuevas tecnologías no es posible implementarlas aún en la UNAM, debido a los altos costos que representan; no obstante, es importante considerar cuáles son las tendencias actuales y las soluciones que podrían darse a futuro.

Referencias

• Vernier (visitada por última vez el 1 de marzo de 2005)
http://www.vernier.com

• Vernier Software and Technology - 2000
(visitada por última vez el 8 de marzo de 2005).

LabPro Technical Reference Manual
http://www2.vernier.com/labpro/labpro_tech_manual.pdf

• Chris Catanzaro - 2002 (visitada por última vez el 9 de marzo de 2005).

An Introduction to SuperWaba
http://csgrad.cs.vt.edu/~ccatanza/superWaba.html

• Nokia. (visitada por última vez el 11 de marzo de 2005)Tecnologías.
http://www.nokia.es/telefonos/tecnologias/index_id0204.jsp

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