Comunicando los Principios de Control Automático en la Educación de Agricultura Inteligente: El Ejemplo de la Bomba de Agua Interactiva
Autores: Loukatos, Dimitrios; Glykos, Ioannis; Arvanitis, Konstantinos G.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Comunicando los Principios de Control Automático en la Educación de Agricultura Inteligente: El Ejemplo de la Bomba de Agua Interactiva
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Tecnologías
Agricultura 4.0
Tecnologías digitales
Actividades STEM
Aplicaciones prácticas
Controladores PID
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
La integración de nuevas tecnologías en la Industria 4.0 ha modernizado la agricultura, fomentando el concepto de agricultura inteligente (Agricultura 4.0). Las instituciones de educación superior están incorporando tecnologías digitales en los planes de estudio agrícolas, equipando a los estudiantes en agricultura, agronomía e ingeniería con habilidades esenciales. La implementación de actividades STEM específicas tiene el potencial de mejorar la enseñanza de la Agricultura 4.0 a través de la utilización de aplicaciones prácticas que estimulan el interés de los estudiantes, facilitando así una enseñanza más accesible y efectiva. En este contexto, este estudio presenta un sistema que comprende componentes a escala real adaptados que facilitan la comprensión de las tecnologías digitales y las automatizaciones en la agricultura. El sistema específico utiliza una bomba eléctrica centrífuga típica y un tanque de agua y le añade lógica, de modo que su flujo siga varios puntos de ajuste definidos por el usuario, dados y monitoreados a través de una aplicación para smartphone, a pesar de las perturbaciones intencionadas provocadas a través de válvulas intermedias. Esta configuración tiene como objetivo que los estudiantes se familiaricen con conceptos como sistemas de control en bucle cerrado y controladores PID. Además, se proporciona un terreno fértil para la experimentación sobre la eficiencia del controlador PID mediante la prueba de diferentes variantes algorítmicas que incorporan métodos no lineales también. La retroalimentación recopilada de los estudiantes participantes a través de una encuesta correspondiente destaca la importancia de integrar actividades interdisciplinarias prácticas similares en los planes de estudio universitarios para fomentar la educación en ingeniería.
Descripción
La integración de nuevas tecnologías en la Industria 4.0 ha modernizado la agricultura, fomentando el concepto de agricultura inteligente (Agricultura 4.0). Las instituciones de educación superior están incorporando tecnologías digitales en los planes de estudio agrícolas, equipando a los estudiantes en agricultura, agronomía e ingeniería con habilidades esenciales. La implementación de actividades STEM específicas tiene el potencial de mejorar la enseñanza de la Agricultura 4.0 a través de la utilización de aplicaciones prácticas que estimulan el interés de los estudiantes, facilitando así una enseñanza más accesible y efectiva. En este contexto, este estudio presenta un sistema que comprende componentes a escala real adaptados que facilitan la comprensión de las tecnologías digitales y las automatizaciones en la agricultura. El sistema específico utiliza una bomba eléctrica centrífuga típica y un tanque de agua y le añade lógica, de modo que su flujo siga varios puntos de ajuste definidos por el usuario, dados y monitoreados a través de una aplicación para smartphone, a pesar de las perturbaciones intencionadas provocadas a través de válvulas intermedias. Esta configuración tiene como objetivo que los estudiantes se familiaricen con conceptos como sistemas de control en bucle cerrado y controladores PID. Además, se proporciona un terreno fértil para la experimentación sobre la eficiencia del controlador PID mediante la prueba de diferentes variantes algorítmicas que incorporan métodos no lineales también. La retroalimentación recopilada de los estudiantes participantes a través de una encuesta correspondiente destaca la importancia de integrar actividades interdisciplinarias prácticas similares en los planes de estudio universitarios para fomentar la educación en ingeniería.