📌 Libro Ares · borrador de contenido y estructura. Las imágenes son genéricas/de referencia (ilustraciones y marcos rotulados): reemplazar por fotos y renders del producto real.
🏠 ODS 7 · Energía asequible y no contaminante
Casa que ahorra
Línea Ares · Innovadores · 9°
Una herramienta del estudiante · prototipa en papel, construye en MDF
Este libro pertenece a
Nombre del estudiante
Grado y grupo
Colegio
Docente
Índice
1. Energía en casa
2. La pregunta
3. Lo que vamos a construir
4. El mapa del libro
Antes de empezar · tus comodines
MP1 · Conoce tu ESP32 y conéctalo
MP2 · Enciende a distancia
MP3 · ¿Cuánta energía gasto?
MP4 · La casa inteligente
Del papel al MDF
Lo mostramos
Mi nota
Anexo recortable
Palabras nuevas
📖 La historia
INICIOÉrase una vez… Andrés vive en una casa donde siempre hay aparatos encendidos.
NUDOLa factura de la luz no para de subir y nadie sabe en qué se va la energía.
DESENLACEAndrés decide investigarlo con tecnología. Vas a construir una casa inteligente que se controla por WiFi y muestra cuánta energía gasta, para ahorrar de verdad.
Y aquí empiezas tú: este libro es el camino para que esa historia termine bien. ¡Manos a la obra!
1 · Energía en casa
Gran parte de la energía que gastamos en casa se desperdicia: luces encendidas sin nadie, equipos prendidos de más. El ODS 7 busca energía limpia y un uso eficiente para todos.
Una casa inteligente puede controlarse a distancia y ayudarte a ahorrar.
Imagen de referencia: hogar con control inteligente de energía
2 · La pregunta que nos mueve
Pregunta que detona
¿Cómo puede una vivienda ahorrar energía y controlarse a distancia?
Vas a construir una maqueta de casa que controlas desde el celular y que te muestra cuánto consume.
3 · Lo que vamos a construir
Tu reto es una casa inteligente (domótica) con ESP32: controlas sus luces por WiFi y ves su consumo. Papel y luego MDF.
Render de referencia: maqueta de casa inteligente en MDF
4 · El mapa del libro
Última banda: nueva placa con internet (ESP32) y tu primera app/dashboard. Vamos así:
1 Comprender
→
2 Diseñar (maqueta + UI)
→
3 Construir (ESP32 + relé)
→
4 Programar (WiFi + control)
→
5 Datos / IA
→
6 Integrar / MDF
Antes de empezar · tus comodines
Tu placa nueva es la ESP32: como la Pico, pero con WiFi. Eso permite controlar y ver tu casa a distancia (domótica).
COM-PL-ESP
ESP32 (con WiFi) NUEVO
Placa · 📕 Cartilla · 💻 Academy
COM-BS-WIFI
Conexión WiFi y red NUEVO
Base · 📕 Cartilla · 💻 Academy
COM-AC-RELE
Relé (controla la luz) REPASO
Actuador · 📕 Cartilla · 💻 Academy
¿Qué hace 'inteligente' a una casa?
Una casa domótica se controla y se mide a distancia, por WiFi. Para eso el programa se conecta a la red, responde a órdenes y protege el sistema si la conexión falla.
Red / WiFi = la ESP32 se conecta a internet y puede recibir órdenes y enviar datos.
Manejo de errores = try / except: si la conexión falla, el programa no se cae, avisa y sigue.
Función handler = el código que se ejecuta cuando llega una orden (encender/apagar).
Verifica que entendiste: ¿Qué permite el WiFi en tu casa? ¿Qué pasa si la conexión se cae?
🧠 Pensamiento computacional primero: haz la actividad desenchufada de apertura (sin computador) y practica la misma lógica del proyecto en Python (retos) antes de construir. Cada microproyecto se diseña con su diagrama de flujo o pseudocódigo.
1
Conoce tu ESP32 y conéctalo
Microproyecto 1 · primera conexión WiFi
Entrar a la red
Lo primero de la domótica: que la ESP32 se conecte al WiFi. Sin red, no hay control a distancia.
🎯 Objetivos
Conectar la ESP32 al WiFi.
Confirmar la conexión con su dirección IP.
🧰 Materiales
Del anexo recortable
Plantilla D-1 (base de la placa)
Componentes
ESP32
Cable USB
Red WiFi (datos del docente)
🔧 Construcción paso a paso
1
Escribe el nombre (SSID) y la clave del WiFi del colegio (pídelos al docente). Seguridad: no compartas la clave fuera de clase.
Por qué: El ESP32 necesita identificarse en la red con su nombre (SSID) y clave, como tú con tu usuario.
2
Conéctate con wlan.connect(ssid, clave) y espera.
Por qué: Conectarse es pedir entrada a la red; por eso hay que esperar a que responda antes de seguir.
Ojo: si nunca conecta, revisa que el nombre y la clave estén exactos (mayúsculas incluidas) y que sea red de 2.4 GHz.
imprime wlan.ifconfig(). ¿Aparece una dirección IP? Esa es la 'dirección' de tu casa en la red.
Foto: ESP32 conectada por USB mostrando su IP en consola
✏️ Diseña tu algoritmo (antes de programar)
Antes de escribir el programa, dibuja el diagrama de flujo o escribe el pseudocódigo de lo que hará tu proyecto. El código es la consecuencia de pensar el algoritmo.
Pseudocódigo:
💻 Programación (MicroPython (ESP32))
import network, time
wlan = network.WLAN(network.STA_IF)
wlan.active(True)
wlan.connect('RED_COLEGIO', 'clave')
while not wlan.isconnected():
time.sleep(1)
print('Conectado. IP:', wlan.ifconfig()[0])
🎨 Diseño
Diseña la base de la placa. Criterio: protegida y con el cable accesible. Bocétala.
✍️ Responde en tu libro
¿Qué es la dirección IP de tu ESP32?
¿Por qué la red debe ser de 2.4 GHz?
📊 Evaluación del microproyecto (la llena el docente)
Criterio
1
2
3
4
Puntos
Construcción
○
○
○
○
__/4
Programación / lógica
○
○
○
○
__/4
Diseño
○
○
○
○
__/4
Preguntas del libro
○
○
○
○
__/4
Trabajo y proceso
○
○
○
○
__/4
TOTAL
__/20
Nota
Firma del docente
Jugar en Academy
🎮 Actividad del microproyecto 1 · Conoce tu ESP32 y conéctalo
Actividad táctil para repasar jugando (el docente lee en voz alta). Escanea el QR o ábrela aquí ▶.
2
Enciende a distancia
Microproyecto 2 · controlar la luz por WiFi
Recibir una orden y actuar
La ESP32 abre un pequeño servidor: cuando llega la orden 'encender', una función prende la luz por el relé. Y la protegemos con try/except.
🎯 Objetivos
Encender/apagar un LED o relé por WiFi.
Manejar el caso en que algo falle.
🧰 Materiales
Del anexo recortable
Plantilla D-2 (lámpara)
Componentes
ESP32
Relé + LED/lámpara
🔧 Construcción paso a paso
1
Conecta el relé a un pin de salida (el relé enciende la luz; la ESP32 sola no aguanta una lámpara).
Por qué: El relé es un interruptor que la ESP32 controla: deja que una señal pequeña encienda una lámpara grande sin dañar la placa.
2
Programa: si llega /on → rele.on(); si /off → rele.off(). Envuélvelo en try/except.
Por qué: El try/except evita que un mensaje raro tumbe el programa: si algo falla, lo atrapa y sigue.
Ojo: sin try/except, un dato raro de la red tumba el programa.
3
desde el navegador del celular escribe la IP y /on. ¿Se enciende la luz?
Foto: lámpara encendida desde el celular por WiFi
✏️ Diseña tu algoritmo (antes de programar)
Antes de escribir el programa, dibuja el diagrama de flujo o escribe el pseudocódigo de lo que hará tu proyecto. El código es la consecuencia de pensar el algoritmo.
Pseudocódigo:
💻 Programación (MicroPython (ESP32))
def manejar(orden):
try:
if orden == '/on':
rele.on()
elif orden == '/off':
rele.off()
except Exception as e:
print('Fallo, sigo:', e)
🎨 Diseño
Diseña la lámpara. Criterio: segura (cables aislados) y fácil de ver al encender.
✍️ Responde en tu libro
¿Qué hace la función manejar()?
¿Para qué sirve el try/except aquí?
📊 Evaluación del microproyecto (la llena el docente)
Criterio
1
2
3
4
Puntos
Construcción
○
○
○
○
__/4
Programación / lógica
○
○
○
○
__/4
Diseño
○
○
○
○
__/4
Preguntas del libro
○
○
○
○
__/4
Trabajo y proceso
○
○
○
○
__/4
TOTAL
__/20
Nota
Firma del docente
Jugar en Academy
🎮 Actividad del microproyecto 2 · Enciende a distancia
Actividad táctil para repasar jugando (el docente lee en voz alta). Escanea el QR o ábrela aquí ▶.
3
¿Cuánta energía gasto?
Microproyecto 3 · medir para ahorrar
Medir para decidir
Para ahorrar, primero hay que medir. Guardamos el consumo en una estructura de datos y calculamos cuánto se gasta.
🎯 Objetivos
Medir (o simular) el consumo.
Guardar y resumir los datos.
🧰 Materiales
Del anexo recortable
—
Componentes
ESP32
Sensor de corriente (o simulación)
🔧 Construcción paso a paso
1
Lee el consumo (sensor de corriente o un valor simulado) cada cierto tiempo.
Por qué: Medir cada cierto tiempo crea una serie de datos: con un solo dato no sabes cuándo gastas más.
2
Guarda cada lectura con su hora en una lista de diccionarios.
Por qué: Guardar lectura + hora juntas te deja responder luego cuándo pasó, no solo cuánto.
Ojo: guardar solo el último valor — entonces no puedes ver el total ni el pico.
3
calcula el consumo total y la hora de mayor gasto. ¿Coincide con cuando hay más luces prendidas?
Foto: consola mostrando consumo por hora
✏️ Diseña tu algoritmo (antes de programar)
Antes de escribir el programa, dibuja el diagrama de flujo o escribe el pseudocódigo de lo que hará tu proyecto. El código es la consecuencia de pensar el algoritmo.
Pseudocódigo:
💻 Programación (Python / MicroPython)
registro = []
lectura = {'hora': 14, 'watts': 120}
registro.append(lectura)
total = sum(r['watts'] for r in registro)
pico = max(registro, key=lambda r: r['watts'])
print('Total:', total, '| Pico a las', pico['hora'])
🎨 Diseño
Diseña cómo mostrar el gasto. Criterio: claro para decidir qué apagar. ¿Gráfico, semáforo de colores?
✍️ Responde en tu libro
¿Por qué guardas la hora junto al consumo?
¿A qué hora gasta más tu casa?
📊 Evaluación del microproyecto (la llena el docente)
Criterio
1
2
3
4
Puntos
Construcción
○
○
○
○
__/4
Programación / lógica
○
○
○
○
__/4
Diseño
○
○
○
○
__/4
Preguntas del libro
○
○
○
○
__/4
Trabajo y proceso
○
○
○
○
__/4
TOTAL
__/20
Nota
Firma del docente
Jugar en Academy
🎮 Actividad del microproyecto 3 · ¿Cuánta energía gasto?
Actividad táctil para repasar jugando (el docente lee en voz alta). Escanea el QR o ábrela aquí ▶.
4
La casa inteligente
Microproyecto 4 · integrar y dar forma
Todo junto: una casa que ahorra
Unes el WiFi, el control remoto y la medición en una maqueta de casa domótica que se controla y se mide a distancia (ODS 7: usar la energía mejor).
🎯 Objetivos
Integrar control + medición.
Probar el ahorro real.
🧰 Materiales
Del anexo recortable
Plantilla D-4 (casa)
Componentes
Todo lo anterior
Maqueta D-4
🔧 Construcción paso a paso
1
Monta la casa D-4 con sus luces controladas y el medidor.
Por qué: La maqueta vuelve real el ahorro: muestra dónde se controla la luz y dónde se mide.
2
Corre el sistema: controla luces por WiFi y registra el consumo.
Por qué: Convergen los tres hilos: controlar por WiFi (programa), el relé y las luces (circuito) y la casa (diseño).
Ojo: si se cae al perder WiFi, te faltó proteger con try/except y reconectar.
3
apaga luces desde el celular y mira bajar el consumo. ¿Demuestra el ahorro?
Foto: maqueta de casa inteligente terminada
✏️ Diseña tu algoritmo (antes de programar)
Antes de escribir el programa, dibuja el diagrama de flujo o escribe el pseudocódigo de lo que hará tu proyecto. El código es la consecuencia de pensar el algoritmo.
Pseudocódigo:
💻 Programación (MicroPython (ESP32))
# ciclo principal (resumen)
while True:
orden = revisar_red() # ¿llegó una orden?
manejar(orden) # actúa (con try/except)
registrar_consumo() # mide y guarda
time.sleep(1)
🎨 Diseño
Da forma a tu casa. Criterio: que se vean las luces y el medidor. Decora y nombra.
🤖 IA · conversa
Pide a la IA: «¿qué hábitos y aparatos gastan más energía en una casa?» y proponle 3 mejoras a la tuya.
✍️ Responde en tu libro
¿Cómo demuestra tu casa que ahorra?
¿Qué pasa si se cae el WiFi y cómo lo resolviste?
📊 Evaluación del microproyecto (la llena el docente)
Criterio
1
2
3
4
Puntos
Construcción
○
○
○
○
__/4
Programación / lógica
○
○
○
○
__/4
Diseño
○
○
○
○
__/4
Preguntas del libro
○
○
○
○
__/4
Trabajo y proceso
○
○
○
○
__/4
TOTAL
__/20
Nota
Firma del docente
Jugar en Academy
🎮 Actividad del microproyecto 4 · La casa inteligente
Actividad táctil para repasar jugando (el docente lee en voz alta). Escanea el QR o ábrela aquí ▶.
Del papel al MDF · el prototipo final
Ahora construyes tu casa en madera (MDF): una maqueta firme con sus cuartos, luces y el medidor a la vista.
Render de referencia: casa inteligente en MDF
Lo mostramos
Controla tu casa frente a la clase y muestra el ahorro. Vuelve a la pregunta: ¿logra ahorrar energía?
¿Qué mejorarías si lo hicieras otra vez?
Mi nota · rúbrica final del proyecto
El docente evalúa el prototipo final. La convergencia (que los tres hilos funcionen juntos) vale el doble.
Criterio
1
2
3
4
Puntos
Programación
○
○
○
○
__/4
Robotización
○
○
○
○
__/4
Diseño
○
○
○
○
__/4
Convergencia (×2) — prueba de "quita un hilo"
○
○
○
○
__/8
Proceso y comunicación
○
○
○
○
__/4
TOTAL
__/24
Nota final
Firma del docente
Anexo recortable
✂ Recorta por las líneas rojas. ┄ Dobla por las punteadas. ⬤ Fija el componente en los puntos marcados. No recortes las páginas de guía ni de evaluación.
Plantilla C9-2 · lámpara
Plantilla C9-4 · maqueta de casa
Palabras nuevas
ESP32
Placa con WiFi para domótica e IoT.
WiFi / red
Conexión que permite controlar y ver a distancia.
try / except
Atrapa errores para que el programa no se caiga.
Función handler
Código que responde cuando llega una orden.
Relé
Interruptor que deja que la ESP32 encienda una lámpara.