Grado en diseño y creación de productos interactivos La Salle Campus Barcelona

Grado en Diseño y Creación de Productos Interactivos - Mención en Diseño y Desarrollo de Videojuegos

Intelligent Enviroments

Descripción
En el mundo actual las tecnologías digitales envuelven nuestra vida como nunca antes, la electrónica que nos rodea tiene un impacto cada vez más grande en los distintos aspectos de nuestra vida. El entendimiento de esta nueva realidad pasa por un cambio de paradigma donde los dispositivos electrónicos ya no son cajas negras que esconden su funcionamiento, sino herramientas que nos permiten entender y cambiar nuestro entorno de acuerdo a nuestras necesidades. Así mismo, el flujo y la cantidad de datos que describen nuestro entorno y a nosotros mismos aumenta de manera acelerada. Los datos generados, ya sea por sensores o por interacciones entre los componentes de estos sistemas (incluyendo a los humanos) se acumulan y utilizan para la toma de decisiones autónomas. La capacidad de entender y manejar herramientas para el manejo, procesamiento y captación de datos es parte central en el desarrollo de nuevos sistemas. La frontera entre hardware y software es cada vez más borrosa, la capacidad de prototipar en ambas áreas simultáneamente nos permite diseñar sistemas que se adapten mejor a las necesidades planteadas. El uso de herramientas abiertas de prototipado como Arduino y Raspberry Pi facilita este desarrollo a perfiles con una visión más general de las necesidades y problemáticas que se presentan en la actualidad. El objetivo de esta asignatura es que el alumno sea capaz de prototipar sistemas enfocados a la resolución de un problema real utilizando recursos de hardware y de software. Al final del curso el alumno deberá presentar un proyecto interactivo que incluya por lo menos:  Uso de sensore(s) como inputs. Manejo y procesamiento de datos.  Control de manera remota a través de una interfaz de usuario (aplicación móvil, interfaz Web)  Uso de actuadore(s) como outputs. El concepto propuesto deberá desarrollarse como respuesta a una problemática real y los dispositivos presentados ser un diseño propio capaz de demostrar sus funcionalidades mediante circuitos y código desarrollados por los alumnos.
Tipo asignatura
Tercer - Obligatoria
Semestre
Primero
Curso
2
Créditos
6.00

Profesores Titulares

Conocimientos previos
Objetivos

Saber trabajar en equipo.
 Ser capaz de generar nuevas ideas.
 Hacer uso de una metodología para la evaluación de soluciones a un problema.
 Capacidad de analizar sistemas y dividirlos en diferentes problemas.
 Desarrollar proyectos de forma iterativa.
 Tener la capacidad de diseñar circuitos que incluyan sensores y actuadores.
 Ser capaz de investigar de forma autónoma y encontrar soluciones prácticas a problemas técnicos.
 Entender protocolos de comunicación de bajo nivel.
 Conocer herramientas para el prototipado de circuitos.
 Ser capaz de encontrar y resolver problemas en un circuito.
 Saber estructurar el desarrollo de sistemas que incluyan hardware y software.
 Programar de forma estructurada y modular.
 Saber diseñar interfaces humano-máquina funcionales.
 Conocer técnicas de prueba y desarrollo continuo.
 Ser capaz de explicar y presentar un proyecto.

Contenidos

Desde la física a la información
 La electricidad como medio.
 Voltaje, corriente y resistencia.
 Circuitos.
 Analógico vs digital.
Desde los transistores a los microprocesadores
 Transistores.
 Compuertas lógicas.
 Circuitos combinacionales.
 Sistemas con/sin estado.
 Memorias.
Entradas y salidas
 Sensores.
 Actuadores.
 El concepto de Closed loop.
Desde las ideas al código
 Algoritmos.
 Diagramas de Flujo.
 Tipos de lenguaje.
 Compilación, lenguajes interpretados.
 Estructuras básicas de programación: condicionales, loops.
 Funciones.
 Librerías.
 Programación orientada a objetos.
Comunicaciones
 Comunicación entre microcontroladores: I2C, SPI, UART
 Capa física y protocolo
 WiFi, Ethernet, Lora
 HTTP, MQTT, Websockets
Ordenadores y sistemas operativos
 Ordenadores y SBC’s
 Linux, OSX y Windows
 Software libre vs propietario
De bits a átomos
 CNC en general
 Métodos aditivos y substractivos
 Configuraciones mecánicas de impresoras 3D
 Materiales y temperaturas
 Modelando para imprimir
 Slicing
Controlando la luz
 Leds
 Practical DMX
 Addressable
 Consumo de energía
Raspberry Pi práctica
 Distribuciones y arquitecturas
Instalación del sistema
 Shell: bash y zsh
 Headless: SSH
 Input/output
 Camaras
 DMX desde la Raspberry Pi
Data tools
 Node red
 Bases de datos
 Visualización y dashboards

Metodología

Aprendizaje Basado en Proyectos
Durante todas las horas no presenciales del segundo semestre, los alumnos deberán realizar un proyecto final. Este
proyecto se empezará a plantear durante la segunda mitad del primer semestre. Pero será en el segundo semestre
donde los alumnos deberán planificar y trabajar conjuntamente para finalizar de forma satisfactoria.

Tutorías
Durante las clases presenciales del segundo semestre, el profesor se reunirá con cada uno de los grupos para revisar el
avance del proyecto, evaluar cómo se está llevando a cabo el aprendizaje y supervisar la correcta distribución del
trabajo.

Evaluación

Asistencia y participación (individual) - 15 %
Compilación de la documentación de los ejercicios realizados en clase (individual) 20 %
Reto en equipo 1 15 %
Reto en equipo 2 15 %
Proyecto final 35%

Criterios evaluación

Proyecto final
Presentación oral y demostración. 20 %
Presentación, dibujos, diagramas, circuitos, etc 20 %
Memoria de desarrollo 30 %
Prototipo funcional 30 %

Bibliografía básica

Tero Karvinen, Kimmo Karvinen, Ville Valtokari. (2014). Sensors: A Hands-On Primer for Monitoring the Real World
with Arduino and Raspberry Pi. O'Reilly & Associates.
Massimo Banzi. (2014). Make: Getting Started with Arduino: The Open Source Electronics Prototyping Platform.
MakerMedia.
Stewart Watkiss. (2020). Learn Electronics with Raspberry Pi: Physical Computing with Circuits, Sensors, Outputs, and
Projects. Apress.
Volker Ziemann. (2018). A Hands-On Course in Sensors Using the Arduino and Raspberry Pi. CRC Press.

Material complementario