Sabers del currículum

4.2 Utilització de sistemes de comunicació digital d’ús comú. Transmissió de dades. Tecnologies sense fil per a la comunicació. [E]

Sabers concretats

• Reconeixement de com els sistemes de comunicació transformen sons, imatges o dades en senyals elèctrics per transmetre informació. [ESS]
• Identificació de tecnologies de comunicació per cable i la seva funcionalitat.
• Identificació de tecnologies de comunicació sense fils de l’entorn quotidià.
• Descripció d’una xarxa informàtica i identificació dels elements.
• Comprensió d’Internet com a xarxa de xarxes i la seva estructura general.

Justificació de la proposta

Aquesta activitat utilitza un objecte quotidià (el comandament a distància) com a model d’un sistema de comunicació complet: codificació, transmissió sense fils i descodificació. Es permet a l’alumnat entendre de manera pràctica com una acció física (prémer una tecla) es transforma en un missatge digital codificat, es transmet mitjançant una tecnologia sense fils (infraroig) i es descodifica al receptor. Això reforça el concepte de digitalització del senyal i la funcionalitat de les tecnologies de comunicació bàsiques. La part pràctica se centra a observar i desxifrar la informació.

Descripció de l’activitat

L’activitat s’estructura en tres grans fases.

L’alumnat comença utilitzant un comandament a distància senzill (TV, DVD) i la càmera del mòbil per visualitzar el senyal infraroig quan es prem una tecla (la càmera capta l’espectre IR, que és invisible a l’ull nu). Es planteja la pregunta: Com sap el televisor que he premut el ‘canal 5’ i no el ‘volum més’?

Observació de la llum IR i breu investigació sobre l’abast i limitacions del sistema respecte d’altres (com el Bluetooth o el wifi).

Els grups investiguen i analitzen el procés de transmissió. Primer, la codificació, en la qual s’introdueix el concepte de missatge digital (binari). El professorat mostra com la pulsació s’associa a un codi binari específic (p. ex.: una seqüència de 0s i 1s). S’explica que el led infraroig no s’encén, sinó que parpelleja molt ràpidament (modulació) per enviar aquests 0s i 1s. Se n’han d’identificar els components clau (la membrana elèctrica sota la tecla, el xip codificador, el led IR).

L’aplicació pràctica és una simulació i un desxifrat (transmissió de dades). Cada grup rep una taula de codificació simple (p. ex.: Tecla A = 10110, Tecla B = 11001). Se’ls demana simular la transmissió d’una seqüència de dades (p. ex.: la paraula “TECLA”) utilitzant aquesta taula, per generar una cadena binària. Utilitzant una llanterna de mòbil, un alumne o alumna transmet la seqüència binària a un altre alumne o alumna utilitzant el patró de senyals de llum (Parpelleig curt = 0, Parpelleig llarg = 1),que actua com a codificador i transmissor. El grup receptor ha de descodificar la seqüència de llum binària i obtenir el missatge original (la paraula).

L’activitat conclou amb una reflexió sobre l’eficiència de la codificació i la necessitat de convertir qualsevol informació (imatge, so, text) a aquest llenguatge binari per transmetre-la de manera eficient per mitjà de qualsevol tecnologia (per cable o sense fils).

Recomanacions

L’alumnat pot entendre que es prem una tecla i s’envia un senyal, però té dificultats per comprendre que aquest senyal és una seqüència de dades codificada en binari. La conversió d’una acció a un patró de bits (la digitalització) pot quedar com un concepte abstracte o màgic si no es visualitza clarament. Per superar l’abstracció, cal mostrar la codificació amb exemples concrets. El professorat ha de fer un exemple a la pissarra: si premo Volum Up, el xip genera el missatge 100101. El led infraroig envia la seqüència: [Llarg, Curt, Curt, Llarg, Curt, Llarg]. Ensenyar el concepte de taula de codificació/descodificació és fonamental.

Tot i que la pràctica de visualitzar l’infraroig amb la càmera del mòbil és senzilla, la simulació de la transmissió binària amb llanterna pot ser caòtica i poc rigorosa. Si la llanterna es mou constantment o el patró de parpelleig (curt per a 0, llarg per a 1) no és clar, la descodificació fallarà, cosa que pot frustrar l’alumnat i desvirtuar l’objectiu de comprendre la transmissió de dades. Abans de la simulació de transmissió, el professorat ha de crear un protocol de comunicació estricte i un temps d’execució definit per als 0s i 1s. Per exemple: 1 (llarg) són 3 segons de llum contínua, i 0 (curt), 1 segon de llum; com a separador, 1 segon d’apagada entre bits. Això converteix la pràctica en un exercici de precisió i rigor en la comunicació de dades.

L’alumnat pot confondre la tecnologia infraroig (IR), que requereix visió directa i té un abast molt limitat, amb altres tecnologies sense fils d’ús comú com el Bluetooth o el wifi. Si no s’estableixen les limitacions de l’IR (no travessa parets) i les diferències en la banda de freqüència, el concepte d’identificació de tecnologies no es completa correctament. S’ha de crear una taula comparativa de funcions. Això ajuda l’alumnat a identificar la tecnologia no només pel nom, sinó per la seva aplicació i limitacions físiques (visió directa vs. ones de ràdio). A més, insistir en la visualització de l’IR amb la càmera fa que l’alumnat vegi que el senyal és una ona (encara que sigui llum), i no un fil màgic invisible.