"LA DOMÓTICA COMO ESCENARIO DE
APRENDIZAJE BASADO EN PROYECTOS:
IMPLEMENTACIÓN DE UN PROTOTIPO
RESIDENCIAL INTELIGENTE EN LA UTALT"
“HOME AUTOMATION AS A PROJECT-BASED LEARNING
ENVIRONMENT: IMPLEMENTATION OF A SMART HOME
PROTOTYPE AT UTALT”
Edgar Uxmal Maya Palacios
Universidad Tecnológica de Altamira
Julio César Martínez Gámez
Universidad Tecnológica de Altamira
Jose Luis Ocampos Casados
Universidad Tecnológica de Altamira
pág. 688
DOI: https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v10i1.23130
"La domótica como escenario de aprendizaje basado en proyectos:
implementación de un prototipo residencial inteligente en la UTALT"
Edgar Uxmal Maya Palacios1
emaya@utaltamira.edu.mx
https://orcid.org/0000-0002-2599-5628
Universidad Tecnológica de Altamira
México
Julio César Martínez Gámez
jmartinez@utaltamira.edu.mx
https://orcid.org/0009-0002-6493-5836
Universidad Tecnológica de Altamira
México
Jose Luis Ocampos Casados
jocampo@utaltamira.edu.mx
https://orcid.org/0009-0009-4049-2963
Universidad Tecnológica de Altamira
México
RESUMEN
Este trabajo presenta una propuesta de innovación educativa desarrollada en la Universidad Tecnológica
de Altamira (UTALT), la cual utiliza la domótica como estrategia de enseñanza mediante el Aprendizaje
Basado en Proyectos (ABP) y la Ingeniería Didáctica. El objetivo principal es diseñar e implementar un
prototipo a escala de una vivienda automatizada que optimice la comodidad, seguridad y eficiencia
energética. La solución integra sensores, actuadores y un microcontrolador Arduino para gestionar de
forma inteligente la iluminación, el control de accesos, la regulación térmica y la detección de riesgos.
Bajo el enfoque ABP y el de la Maqueta de Domótica Didáctica (MDD), se crea un escenario de
aprendizaje activo que fomenta procesos de análisis, pensamiento crítico y colaboración. En este
entorno, los estudiantes no solo construyen la infraestructura física, sino que programan su
funcionamiento según requerimientos científicos y académicos. Los resultados demuestran que este
modelo pedagógico permite vincular eficazmente la teoría con la práctica profesional, potenciando la
creatividad del estudiantado. El hallazgo principal es un prototipo funcional capaz de racionalizar el
consumo de recursos, consolidando a la domótica como un ambiente de aprendizaje idóneo para el
desarrollo de competencias clave en las áreas de automatización, programación y mecatrónica.
Palabras clave: domótica; eficiencia energética; aprendizaje basado en proyectos; mecatrónica;
innovación educativa.
1 Autor principal.
Correspondencia: emaya@utaltamira.edu.mx
DOI: https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v10i1.23130
"La domótica como escenario de aprendizaje basado en proyectos:
implementación de un prototipo residencial inteligente en la UTALT"
Edgar Uxmal Maya Palacios1
emaya@utaltamira.edu.mx
https://orcid.org/0000-0002-2599-5628
Universidad Tecnológica de Altamira
México
Julio César Martínez Gámez
jmartinez@utaltamira.edu.mx
https://orcid.org/0009-0002-6493-5836
Universidad Tecnológica de Altamira
México
Jose Luis Ocampos Casados
jocampo@utaltamira.edu.mx
https://orcid.org/0009-0009-4049-2963
Universidad Tecnológica de Altamira
México
RESUMEN
Este trabajo presenta una propuesta de innovación educativa desarrollada en la Universidad Tecnológica
de Altamira (UTALT), la cual utiliza la domótica como estrategia de enseñanza mediante el Aprendizaje
Basado en Proyectos (ABP) y la Ingeniería Didáctica. El objetivo principal es diseñar e implementar un
prototipo a escala de una vivienda automatizada que optimice la comodidad, seguridad y eficiencia
energética. La solución integra sensores, actuadores y un microcontrolador Arduino para gestionar de
forma inteligente la iluminación, el control de accesos, la regulación térmica y la detección de riesgos.
Bajo el enfoque ABP y el de la Maqueta de Domótica Didáctica (MDD), se crea un escenario de
aprendizaje activo que fomenta procesos de análisis, pensamiento crítico y colaboración. En este
entorno, los estudiantes no solo construyen la infraestructura física, sino que programan su
funcionamiento según requerimientos científicos y académicos. Los resultados demuestran que este
modelo pedagógico permite vincular eficazmente la teoría con la práctica profesional, potenciando la
creatividad del estudiantado. El hallazgo principal es un prototipo funcional capaz de racionalizar el
consumo de recursos, consolidando a la domótica como un ambiente de aprendizaje idóneo para el
desarrollo de competencias clave en las áreas de automatización, programación y mecatrónica.
Palabras clave: domótica; eficiencia energética; aprendizaje basado en proyectos; mecatrónica;
innovación educativa.
1 Autor principal.
Correspondencia: emaya@utaltamira.edu.mx
pág. 689
“Home Automation as a Project-Based Learning Environment:
Implementation of a Smart Home Prototype at UTALT”
ABSTRACT
This paper presents an educational innovation proposal developed at the Universidad Tecnológica de
Altamira (UTALT), which employs home automation (domotics) as a teaching strategy through Project-
Based Learning (PBL) and Didactic Engineering. The primary objective is to design and implement a
scaled prototype of an automated residence that optimizes comfort, security, and energy efficiency. The
solution integrates sensors, actuators, and an Arduino microcontroller to intelligently manage lighting,
access control, thermal regulation, and risk detection. Under the PBL approach and the Didactic Home
Automation Mockup (MDD, for its Spanish acronym) framework, an active learning environment is
created to foster analysis, critical thinking, and collaboration. Within this setting, students not only
construct the physical infrastructure but also program its operation according to scientific and academic
requirements. The results demonstrate that this pedagogical model effectively bridges the gap between
theory and professional practice, enhancing student creativity. The main finding is a functional prototype
capable of rationalizing resource consumption, consolidating home automation as an ideal learning
environment for the development of key competencies in automation, programming, and mechatronics.
Keywords: domotics; energy efficiency; project-based learning; mechatronics, educational innovation.
Artículo recibido 02 febrero 2026
Aceptado para publicación: 27 febrero 2026
“Home Automation as a Project-Based Learning Environment:
Implementation of a Smart Home Prototype at UTALT”
ABSTRACT
This paper presents an educational innovation proposal developed at the Universidad Tecnológica de
Altamira (UTALT), which employs home automation (domotics) as a teaching strategy through Project-
Based Learning (PBL) and Didactic Engineering. The primary objective is to design and implement a
scaled prototype of an automated residence that optimizes comfort, security, and energy efficiency. The
solution integrates sensors, actuators, and an Arduino microcontroller to intelligently manage lighting,
access control, thermal regulation, and risk detection. Under the PBL approach and the Didactic Home
Automation Mockup (MDD, for its Spanish acronym) framework, an active learning environment is
created to foster analysis, critical thinking, and collaboration. Within this setting, students not only
construct the physical infrastructure but also program its operation according to scientific and academic
requirements. The results demonstrate that this pedagogical model effectively bridges the gap between
theory and professional practice, enhancing student creativity. The main finding is a functional prototype
capable of rationalizing resource consumption, consolidating home automation as an ideal learning
environment for the development of key competencies in automation, programming, and mechatronics.
Keywords: domotics; energy efficiency; project-based learning; mechatronics, educational innovation.
Artículo recibido 02 febrero 2026
Aceptado para publicación: 27 febrero 2026
pág. 690
INTRODUCCIÓN
El avance vertiginoso de la tecnología en el siglo XXI ha transformado la interacción entre el ser humano
y su entorno habitable. En este contexto, la domótica se posiciona actualmente como una de las
vertientes tecnológicas de mayor expansión, cuya versatilidad permite proyectar beneficios más allá de
la industria, alcanzando el ámbito educativo mediante la creación de entornos de aprendizaje
innovadores. De acuerdo al diccionario Larousse (s.f) la domótica es la disciplina que se ocupa de la
aplicación de los medios informáticos como componentes del hogar.
Según Herrera (2005), la domótica representa una vertiente de la automatización orientada a optimizar
el bienestar social y la calidad de vida. Esta disciplina se fundamenta en la convergencia de la
electrónica, la electricidad, las telecomunicaciones y la informática, permitiendo así la gestión remota y
el control inteligente de los espacios habitacionales.
Para Ramírez (2017), el concepto de domótica —derivado del francés domotique— integra la raíz latina
para "vivienda" con la aplicación de las tecnologías digitales en la automatización. Según se describe en
la literatura especializada, se trata de una infraestructura residencial que coordina de forma inteligente
la seguridad, la eficiencia energética y las telecomunicaciones. El fin último de esta tecnología es
optimizar el confort y la gestión de recursos de acuerdo con el nivel de complejidad técnica requerido
por el usuario.
De acuerdo con la Asociación Española de Domótica (CEDOM, 2008), la domótica consiste en la
integración de sistemas tecnológicos que permiten automatizar y gestionar un hogar de forma
inteligente. Estos dispositivos se comunican entre sí y operan bajo una programación personalizada que
el usuario puede ajustar según sus necesidades. Gracias a esto, se optimiza el consumo energético, se
refuerza la seguridad y se facilita el día a día, mejorando significativamente el bienestar en casa.
Según Díaz (2016), la domótica es la disciplina que comprende el ecosistema de sistemas orientados a
la automatización integral de espacios —desde casas hasta edificios inteligentes—, garantizando
confort, conectividad y una gestión eficiente de la seguridad y la energía. Estos sistemas se articulan a
través de redes de comunicación, tanto físicas como inalámbricas, permitiendo una interacción ubicua
(interior y exterior) con el hábitat. Complementariamente, y de acuerdo a Sánchez (2000), su integración
pedagógica se sustenta en el constructivismo, asumiendo que el conocimiento es una construcción
INTRODUCCIÓN
El avance vertiginoso de la tecnología en el siglo XXI ha transformado la interacción entre el ser humano
y su entorno habitable. En este contexto, la domótica se posiciona actualmente como una de las
vertientes tecnológicas de mayor expansión, cuya versatilidad permite proyectar beneficios más allá de
la industria, alcanzando el ámbito educativo mediante la creación de entornos de aprendizaje
innovadores. De acuerdo al diccionario Larousse (s.f) la domótica es la disciplina que se ocupa de la
aplicación de los medios informáticos como componentes del hogar.
Según Herrera (2005), la domótica representa una vertiente de la automatización orientada a optimizar
el bienestar social y la calidad de vida. Esta disciplina se fundamenta en la convergencia de la
electrónica, la electricidad, las telecomunicaciones y la informática, permitiendo así la gestión remota y
el control inteligente de los espacios habitacionales.
Para Ramírez (2017), el concepto de domótica —derivado del francés domotique— integra la raíz latina
para "vivienda" con la aplicación de las tecnologías digitales en la automatización. Según se describe en
la literatura especializada, se trata de una infraestructura residencial que coordina de forma inteligente
la seguridad, la eficiencia energética y las telecomunicaciones. El fin último de esta tecnología es
optimizar el confort y la gestión de recursos de acuerdo con el nivel de complejidad técnica requerido
por el usuario.
De acuerdo con la Asociación Española de Domótica (CEDOM, 2008), la domótica consiste en la
integración de sistemas tecnológicos que permiten automatizar y gestionar un hogar de forma
inteligente. Estos dispositivos se comunican entre sí y operan bajo una programación personalizada que
el usuario puede ajustar según sus necesidades. Gracias a esto, se optimiza el consumo energético, se
refuerza la seguridad y se facilita el día a día, mejorando significativamente el bienestar en casa.
Según Díaz (2016), la domótica es la disciplina que comprende el ecosistema de sistemas orientados a
la automatización integral de espacios —desde casas hasta edificios inteligentes—, garantizando
confort, conectividad y una gestión eficiente de la seguridad y la energía. Estos sistemas se articulan a
través de redes de comunicación, tanto físicas como inalámbricas, permitiendo una interacción ubicua
(interior y exterior) con el hábitat. Complementariamente, y de acuerdo a Sánchez (2000), su integración
pedagógica se sustenta en el constructivismo, asumiendo que el conocimiento es una construcción
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interna del sujeto, potenciada por el uso estratégico de las Tecnologías de la Información y
Comunicación (TIC).
Bajo una perspectiva técnica, para Bedolla et al. (2022), la domótica constituye una disciplina que
integra tecnologías avanzadas para la automatización de edificios. Este ecosistema tecnológico
administra de forma autónoma los recursos energéticos, los protocolos de seguridad y los flujos de
información, aportando una mejora sustancial en la calidad de vida y la experiencia de confort de los
residentes.
Más allá del confort y la seguridad, surge la necesidad imperante de que las tecnologías emergentes
contribuyan a la sustentabilidad y la preservación del medio ambiente (Figura 1). La presente
investigación aborda este desafío mediante el proyecto: “La domótica como escenario de aprendizaje
basado en proyectos: implementación de un prototipo residencial inteligente en la UTALT"”. Este
enfoque permite a los estudiantes de ingeniería trascender la programación y automatización
convencional, De este modo, la domótica funciona como un eje integrador donde convergen sistemas
eléctricos, electrónicos, informáticos y de comunicaciones en una solución ecológica.
Figura 1. Esquema de integración de sistemas fotovoltaicos y control domótico para la optimización
del consumo energético residencial. Fuente: Adaptado de Freepik (2024).
El propósito fundamental de los ambientes de aprendizaje modernos consiste en transformar el aula en
un espacio de experimentación y descubrimiento. Bajo esta perspectiva, se busca que el estudiante
mantenga una actitud inquisitiva sobre el funcionamiento y la razón de ser de los fenómenos que le
interna del sujeto, potenciada por el uso estratégico de las Tecnologías de la Información y
Comunicación (TIC).
Bajo una perspectiva técnica, para Bedolla et al. (2022), la domótica constituye una disciplina que
integra tecnologías avanzadas para la automatización de edificios. Este ecosistema tecnológico
administra de forma autónoma los recursos energéticos, los protocolos de seguridad y los flujos de
información, aportando una mejora sustancial en la calidad de vida y la experiencia de confort de los
residentes.
Más allá del confort y la seguridad, surge la necesidad imperante de que las tecnologías emergentes
contribuyan a la sustentabilidad y la preservación del medio ambiente (Figura 1). La presente
investigación aborda este desafío mediante el proyecto: “La domótica como escenario de aprendizaje
basado en proyectos: implementación de un prototipo residencial inteligente en la UTALT"”. Este
enfoque permite a los estudiantes de ingeniería trascender la programación y automatización
convencional, De este modo, la domótica funciona como un eje integrador donde convergen sistemas
eléctricos, electrónicos, informáticos y de comunicaciones en una solución ecológica.
Figura 1. Esquema de integración de sistemas fotovoltaicos y control domótico para la optimización
del consumo energético residencial. Fuente: Adaptado de Freepik (2024).
El propósito fundamental de los ambientes de aprendizaje modernos consiste en transformar el aula en
un espacio de experimentación y descubrimiento. Bajo esta perspectiva, se busca que el estudiante
mantenga una actitud inquisitiva sobre el funcionamiento y la razón de ser de los fenómenos que le
pág. 692
rodean. Como señalan Bravo y Forero (2012), es imperativo que las nuevas generaciones desarrollen un
pensamiento crítico frente a la complejidad del entorno tecnológico contemporáneo, cuestionando
constantemente los principios que rigen las herramientas y sistemas de la actualidad.
La implementación de esta propuesta en el aula facilita la aplicación de conocimientos en
automatización inteligente. Mediante el uso de un microcontrolador Arduino Uno R3, sensores y
actuadores, los estudiantes ejecutan el control de accesos y la gestión de riesgos en tiempo real, como
el cierre automatizado ante incendios o condiciones climáticas adversas (lluvia). Finalmente, en la
segunda etapa del prototipo se tendrá la incorporación de paneles solares como los mostrados en la
Figura 1, para que no solo aseguren la autosuficiencia del sistema, sino que consolide un modelo de
aprendizaje orientado a la ingeniería verde y la eficiencia de recursos. Por consiguiente, uno de los
objetivos primordiales al desarrollar este prototipo es incentivar en el estudiantado el interés por este
tipo de prototipos de ingeniería a escala, permitiendo la consolidación de competencias profesionales
adquiridas durante su formación como Técnico Superior Universitario en Mecatrónica. La
implementación del prototipo la casa domótica actúa como un eje integrador de saberes en áreas críticas
como la Automatización, el Control Automático y la Programación, garantizando así una transición
efectiva hacia un aprendizaje significativo y aplicado.
El éxito del modelo educativo en ingeniería radica en que el estudiante logre conectar la nueva base
informativa con sus esquemas mentales preexistentes. Como señalan Gómez y Oliva (2015), para que
el aprendizaje sea verdaderamente significativo, la información debe ser clara, relevante y libre de
ambigüedades. En este sentido, el ABP se posiciona como la estrategia idónea, ya que somete al
estudiante a retos reales donde la disposición intrínseca por aprender se une a un material didáctico
organizado, permitiendo una síntesis efectiva entre la teoría académica y la resolución de problemas
técnicos. La ingeniería didáctica en este proyecto nos servirá como metodología de la investigación,
permitiendo estructurar el diseño y la validación de la del prototipo de la casa domótica bajo un rigor
científico. De acuerdo con De Faria (2006), esta metodología se distingue por los siguientes rasgos
fundamentales:
a. Esquema experimental basado en realizaciones. Se sustenta en la ejecución práctica dentro
del aula, abarcando un ciclo completo que va desde la concepción y diseño de las secuencias
rodean. Como señalan Bravo y Forero (2012), es imperativo que las nuevas generaciones desarrollen un
pensamiento crítico frente a la complejidad del entorno tecnológico contemporáneo, cuestionando
constantemente los principios que rigen las herramientas y sistemas de la actualidad.
La implementación de esta propuesta en el aula facilita la aplicación de conocimientos en
automatización inteligente. Mediante el uso de un microcontrolador Arduino Uno R3, sensores y
actuadores, los estudiantes ejecutan el control de accesos y la gestión de riesgos en tiempo real, como
el cierre automatizado ante incendios o condiciones climáticas adversas (lluvia). Finalmente, en la
segunda etapa del prototipo se tendrá la incorporación de paneles solares como los mostrados en la
Figura 1, para que no solo aseguren la autosuficiencia del sistema, sino que consolide un modelo de
aprendizaje orientado a la ingeniería verde y la eficiencia de recursos. Por consiguiente, uno de los
objetivos primordiales al desarrollar este prototipo es incentivar en el estudiantado el interés por este
tipo de prototipos de ingeniería a escala, permitiendo la consolidación de competencias profesionales
adquiridas durante su formación como Técnico Superior Universitario en Mecatrónica. La
implementación del prototipo la casa domótica actúa como un eje integrador de saberes en áreas críticas
como la Automatización, el Control Automático y la Programación, garantizando así una transición
efectiva hacia un aprendizaje significativo y aplicado.
El éxito del modelo educativo en ingeniería radica en que el estudiante logre conectar la nueva base
informativa con sus esquemas mentales preexistentes. Como señalan Gómez y Oliva (2015), para que
el aprendizaje sea verdaderamente significativo, la información debe ser clara, relevante y libre de
ambigüedades. En este sentido, el ABP se posiciona como la estrategia idónea, ya que somete al
estudiante a retos reales donde la disposición intrínseca por aprender se une a un material didáctico
organizado, permitiendo una síntesis efectiva entre la teoría académica y la resolución de problemas
técnicos. La ingeniería didáctica en este proyecto nos servirá como metodología de la investigación,
permitiendo estructurar el diseño y la validación de la del prototipo de la casa domótica bajo un rigor
científico. De acuerdo con De Faria (2006), esta metodología se distingue por los siguientes rasgos
fundamentales:
a. Esquema experimental basado en realizaciones. Se sustenta en la ejecución práctica dentro
del aula, abarcando un ciclo completo que va desde la concepción y diseño de las secuencias
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de enseñanza hasta su implementación, observación directa y análisis crítico de los resultados.
b. Validación mediante contraste interno. El rigor de la investigación no depende de pruebas
externas, sino de la confrontación sistemática entre el análisis a priori (lo que se planifica y
espera) y el análisis a posteriori (lo que realmente ocurre tras la intervención con el prototipo).
En el contexto de esta investigación, el desarrollo del prototipo de la casa domótica se sitúa
predominantemente en el nivel de micro-ingeniería. Esta clasificación se debe a que el estudio se enfoca
en un objeto de aprendizaje local y delimitado: la adquisición de competencias en automatización y
programación mediante hardware abierto.
Al operar en este nivel, es posible analizar con alta precisión la interacción inmediata del estudiante
con los sensores y actuadores, permitiendo capturar la complejidad de los fenómenos didácticos que
ocurren en el aula durante la resolución de problemas técnicos específicos. De este modo, el prototipo
no solo funciona como un recurso didáctico, sino como el instrumento de experimentación esencial
para validar los objetivos de aprendizaje planteados en esta propuesta.
METODOLOGÍA
La presente investigación se define como un estudio de carácter descriptivo y aplicado centrado en la
construcción de un prototipo funcional bajo la metodología de ABP y el enfoque de la Ingeniería
Didáctica. Según Sabino (2006), la investigación descriptiva se centra en el análisis de realidades
fácticas, cuya función principal es ofrecer una interpretación fidedigna de los hechos. Este enfoque busca
identificar las propiedades esenciales de fenómenos homogéneos mediante el uso de criterios
sistemáticos que revelen su estructura interna o dinámica de comportamiento, permitiendo así una
caracterización precisa del objeto de estudio.
Complementariamente, el trabajo posee un alcance aplicado, dado que su propósito es el diseño de
soluciones para problemáticas específicas en contextos prácticos. Al respecto, Murillo (2008) denomina
a esta modalidad como "investigación práctica o empírica", la cual se distingue por orientarse a la
utilización inmediata de los conocimientos teóricos. Este proceso permite que, tras la sistematización de
la práctica investigativa, se consoliden nuevos saberes derivados de la implementación directa.
Para la ejecución de esta propuesta, se adopta el método de la Ingeniería Didáctica desarrollado por
Holgado (2016). Este enfoque, fundamentado en la edificación de prototipos físicos, propone la Maqueta
de enseñanza hasta su implementación, observación directa y análisis crítico de los resultados.
b. Validación mediante contraste interno. El rigor de la investigación no depende de pruebas
externas, sino de la confrontación sistemática entre el análisis a priori (lo que se planifica y
espera) y el análisis a posteriori (lo que realmente ocurre tras la intervención con el prototipo).
En el contexto de esta investigación, el desarrollo del prototipo de la casa domótica se sitúa
predominantemente en el nivel de micro-ingeniería. Esta clasificación se debe a que el estudio se enfoca
en un objeto de aprendizaje local y delimitado: la adquisición de competencias en automatización y
programación mediante hardware abierto.
Al operar en este nivel, es posible analizar con alta precisión la interacción inmediata del estudiante
con los sensores y actuadores, permitiendo capturar la complejidad de los fenómenos didácticos que
ocurren en el aula durante la resolución de problemas técnicos específicos. De este modo, el prototipo
no solo funciona como un recurso didáctico, sino como el instrumento de experimentación esencial
para validar los objetivos de aprendizaje planteados en esta propuesta.
METODOLOGÍA
La presente investigación se define como un estudio de carácter descriptivo y aplicado centrado en la
construcción de un prototipo funcional bajo la metodología de ABP y el enfoque de la Ingeniería
Didáctica. Según Sabino (2006), la investigación descriptiva se centra en el análisis de realidades
fácticas, cuya función principal es ofrecer una interpretación fidedigna de los hechos. Este enfoque busca
identificar las propiedades esenciales de fenómenos homogéneos mediante el uso de criterios
sistemáticos que revelen su estructura interna o dinámica de comportamiento, permitiendo así una
caracterización precisa del objeto de estudio.
Complementariamente, el trabajo posee un alcance aplicado, dado que su propósito es el diseño de
soluciones para problemáticas específicas en contextos prácticos. Al respecto, Murillo (2008) denomina
a esta modalidad como "investigación práctica o empírica", la cual se distingue por orientarse a la
utilización inmediata de los conocimientos teóricos. Este proceso permite que, tras la sistematización de
la práctica investigativa, se consoliden nuevos saberes derivados de la implementación directa.
Para la ejecución de esta propuesta, se adopta el método de la Ingeniería Didáctica desarrollado por
Holgado (2016). Este enfoque, fundamentado en la edificación de prototipos físicos, propone la Maqueta
pág. 694
Domótica Didáctica (MDD) como un modelo idóneo para el ámbito pedagógico. La MDD funciona
como un prototipo habitacional a escala para el aprendizaje práctico, cuya arquitectura integra
herramientas de hardware y software que optimizan el proceso de adquisición de conocimientos.
Bajo esta perspectiva, la implementación de sistemas domóticos a escala permite a estudiantes y
desarrolladores experimentar, aprender y validar el funcionamiento de estas tecnologías de manera
controlada. Asimismo, la MDD se convierte en una plataforma ideal para demostrar la viabilidad de
proyectos replicables en entornos reales, utilizando materiales económicos y componentes fácilmente
programables. Este enfoque permite que el estudiante desarrolle, instale y depure soluciones
tecnológicas basadas en el uso extensivo de sensores y actuadores propios de un entorno domótico real.
De acuerdo con este modelo, la construcción de la propuesta se articula en tres niveles diferenciados,
los cuales se detallan a continuación:
• Nivel 1: Construcción de la estructura física (prototipo o maqueta bruta).
• Nivel 2: Instalación de la infraestructura técnica (cableado y sensores).
• Nivel 3: Programación y lógica de control (inteligencia del sistema).
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Siguiendo los principios de diseño de la MDD, la construcción del prototipo se orientó hacia la
interoperabilidad de los componentes de control. Los resultados de la investigación documental y
técnica llevada a cabo por los estudiantes permitieron la selección de una red de sensores especializados
en seguridad perimetral, detección de niveles sonoros y prevención de incendios (sensores de humo),
optimizando la capacidad de supervisión del prototipo. A continuación se presenta el desarrollo de las
etapas del prototipo de la casa domótica.
1. Planteamiento funcional del sistema domótico
Como punto de partida, se definieron las funciones esenciales que un sistema de automatización
residencial debe cubrir para considerarse útil y escalable. En este proyecto se priorizaron cuatro ejes
operativos:
a. Control de iluminación (encendido y apagado).
b. Control de acceso y elementos mecánicos (puerta, ventana y estacionamiento/parking).
c. Regulación y monitoreo ambiental (temperatura y condición día/noche).
Domótica Didáctica (MDD) como un modelo idóneo para el ámbito pedagógico. La MDD funciona
como un prototipo habitacional a escala para el aprendizaje práctico, cuya arquitectura integra
herramientas de hardware y software que optimizan el proceso de adquisición de conocimientos.
Bajo esta perspectiva, la implementación de sistemas domóticos a escala permite a estudiantes y
desarrolladores experimentar, aprender y validar el funcionamiento de estas tecnologías de manera
controlada. Asimismo, la MDD se convierte en una plataforma ideal para demostrar la viabilidad de
proyectos replicables en entornos reales, utilizando materiales económicos y componentes fácilmente
programables. Este enfoque permite que el estudiante desarrolle, instale y depure soluciones
tecnológicas basadas en el uso extensivo de sensores y actuadores propios de un entorno domótico real.
De acuerdo con este modelo, la construcción de la propuesta se articula en tres niveles diferenciados,
los cuales se detallan a continuación:
• Nivel 1: Construcción de la estructura física (prototipo o maqueta bruta).
• Nivel 2: Instalación de la infraestructura técnica (cableado y sensores).
• Nivel 3: Programación y lógica de control (inteligencia del sistema).
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Siguiendo los principios de diseño de la MDD, la construcción del prototipo se orientó hacia la
interoperabilidad de los componentes de control. Los resultados de la investigación documental y
técnica llevada a cabo por los estudiantes permitieron la selección de una red de sensores especializados
en seguridad perimetral, detección de niveles sonoros y prevención de incendios (sensores de humo),
optimizando la capacidad de supervisión del prototipo. A continuación se presenta el desarrollo de las
etapas del prototipo de la casa domótica.
1. Planteamiento funcional del sistema domótico
Como punto de partida, se definieron las funciones esenciales que un sistema de automatización
residencial debe cubrir para considerarse útil y escalable. En este proyecto se priorizaron cuatro ejes
operativos:
a. Control de iluminación (encendido y apagado).
b. Control de acceso y elementos mecánicos (puerta, ventana y estacionamiento/parking).
c. Regulación y monitoreo ambiental (temperatura y condición día/noche).
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d. Detección de riesgos y alertamiento (fuego y necesidades de riego por humedad).
Estos ejes se seleccionaron por su relevancia inmediata en un hogar y por su viabilidad de
implementación con electrónica y sistemas embebidos, permitiendo que el sistema sea funcional desde
una primera versión, pero con capacidad de crecimiento.
En proyectos domóticos, el Arduino (Figura 2) actúa como unidad central de control, procesando datos
de sensores y activando dispositivos según la lógica programada. Su comunidad amplia y código abierto
lo hacen ideal para prototipos funcionales como maquetas de casas inteligentes.
Figura 2. Arduino UNO R3.
2. Diseño de arquitectura general (sensores–actuadores–interfaz)
El sistema se concibió con una estructura modular, donde cada módulo cumple una función específica
y puede ser ampliado o reemplazado sin afectar el funcionamiento del conjunto. Esta decisión favorece
la escalabilidad y facilita el mantenimiento.
a. Capa de percepción (sensores). Es la encargada de recolectar información del entorno. Aquí
se integran sensores de humedad (para plantas), sensor de fuego (para riesgos), sensor de
sonido (detecta vibraciones o ruidos), sensor de agua (detecta la presencia o altura) y
elementos que permiten identificar condiciones de iluminación o estado día/noche, por
ejemplo el sensor fotoresistor (LDR), el cual detecta el nivel de iluminación ambiental, Figura
3.
d. Detección de riesgos y alertamiento (fuego y necesidades de riego por humedad).
Estos ejes se seleccionaron por su relevancia inmediata en un hogar y por su viabilidad de
implementación con electrónica y sistemas embebidos, permitiendo que el sistema sea funcional desde
una primera versión, pero con capacidad de crecimiento.
En proyectos domóticos, el Arduino (Figura 2) actúa como unidad central de control, procesando datos
de sensores y activando dispositivos según la lógica programada. Su comunidad amplia y código abierto
lo hacen ideal para prototipos funcionales como maquetas de casas inteligentes.
Figura 2. Arduino UNO R3.
2. Diseño de arquitectura general (sensores–actuadores–interfaz)
El sistema se concibió con una estructura modular, donde cada módulo cumple una función específica
y puede ser ampliado o reemplazado sin afectar el funcionamiento del conjunto. Esta decisión favorece
la escalabilidad y facilita el mantenimiento.
a. Capa de percepción (sensores). Es la encargada de recolectar información del entorno. Aquí
se integran sensores de humedad (para plantas), sensor de fuego (para riesgos), sensor de
sonido (detecta vibraciones o ruidos), sensor de agua (detecta la presencia o altura) y
elementos que permiten identificar condiciones de iluminación o estado día/noche, por
ejemplo el sensor fotoresistor (LDR), el cual detecta el nivel de iluminación ambiental, Figura
3.
pág. 696
Figura 3. Sensores principales para Arduino Uno R3 del prototipo de casa domótica.
Sensor de humedad Sensor de fuego Sensor de sonido Sensor de agua Sensor LDR
b. Capa de acción (actuadores). Está compuesta por salidas que ejecutan acciones físicas o
señales: iluminación (LEDs o luminarias), micro servo motormecanismos de control (puerta,
ventana y parking) y alertamiento por buzzer. Ver Figura 4.
Figura 4. Actuadores y módulos de iluminación para Arduino Uno R3 del prototipo de casa domótica.
Módulo LED rojo Módulo LED blanco Micro servomotor Buzzer Pasivo
c. Capa de control e interfaz. Se integra una aplicación con un menú de comandos
personalizables, donde el usuario opera los actuadores y visualiza estados mediante
indicadores tipo LED (mostradores). Esta interfaz fue diseñada para ser clara y directa,
reduciendo pasos y manteniendo una lógica de control + confirmación visual. En esta capa se
usan elementos como teclado matricial rígido 4x4 (Figura 5), conformado por 16 teclas
organizadas en 4 filas y 4 columnas, formando una matriz. Este tipo de teclado es utilizado
comúnmente en el prototipo como sistema de acceso por contraseña, menú de control o
selección de opciones. En sistemas domóticos, su aplicación más habitual es el control de
accesos, permitiendo abrir puertas o activar funciones solo si se ingresa el código correcto.
Figura 3. Sensores principales para Arduino Uno R3 del prototipo de casa domótica.
Sensor de humedad Sensor de fuego Sensor de sonido Sensor de agua Sensor LDR
b. Capa de acción (actuadores). Está compuesta por salidas que ejecutan acciones físicas o
señales: iluminación (LEDs o luminarias), micro servo motormecanismos de control (puerta,
ventana y parking) y alertamiento por buzzer. Ver Figura 4.
Figura 4. Actuadores y módulos de iluminación para Arduino Uno R3 del prototipo de casa domótica.
Módulo LED rojo Módulo LED blanco Micro servomotor Buzzer Pasivo
c. Capa de control e interfaz. Se integra una aplicación con un menú de comandos
personalizables, donde el usuario opera los actuadores y visualiza estados mediante
indicadores tipo LED (mostradores). Esta interfaz fue diseñada para ser clara y directa,
reduciendo pasos y manteniendo una lógica de control + confirmación visual. En esta capa se
usan elementos como teclado matricial rígido 4x4 (Figura 5), conformado por 16 teclas
organizadas en 4 filas y 4 columnas, formando una matriz. Este tipo de teclado es utilizado
comúnmente en el prototipo como sistema de acceso por contraseña, menú de control o
selección de opciones. En sistemas domóticos, su aplicación más habitual es el control de
accesos, permitiendo abrir puertas o activar funciones solo si se ingresa el código correcto.
pág. 697
Figura 5. Teclado matricial rígido 4x4.
El prototipo de la casa domótica también utiliza una pantalla LCD 1602 I2C (Figura 6), es un
display de 2 filas por 16 caracteres que permite mostrar texto e información en tiempo real.
Este display es ampliamente utilizado en proyectos con Arduino para mostrar datos como:
temperatura y humedad, estados del sistema y mensajes de advertencia o acceso. A diferencia
del modelo estándar de 16 pines, esta versión de display íntegra un módulo adaptador I2C, lo
que reduce las conexiones necesarias a solo 4 pines: VCC, GND, SDA y SCL. Gracias al
protocolo I2C, permite una comunicación eficiente con el microcontrolador Arduino Uno R3
y la posibilidad de conectar múltiples dispositivos en el mismo bus.
Figura 6. Pantalla LCD 1602 I2C.
El módulo Bluetooth JDY-16 (Figura 7), es un módulo Bluetooth 4.0 BLE (Bluetooth Low
Energy) que permite la comunicación inalámbrica de corto alcance entre un microcontrolador
como Arduino Uno R3 y dispositivos como teléfonos móviles, tabletas o computadoras. Opera
en la banda de 2.4 GHz, consume muy poca energía y es ideal para sistemas domóticos que
requieren control remoto por medio de aplicaciones móviles. Se comunica con Arduino a
través de UART (TX/RX) y utiliza comandos AT para su configuración. En el prototipo de la
casa domótica, el JDY-16 permite activar dispositivos desde el celular, consultar estados del
sistema en tiempo real y proporcionar una interfaz inalámbrica sin necesidad de internet.
Figura 7. Módulo Bluetooth JDY-16.
Figura 5. Teclado matricial rígido 4x4.
El prototipo de la casa domótica también utiliza una pantalla LCD 1602 I2C (Figura 6), es un
display de 2 filas por 16 caracteres que permite mostrar texto e información en tiempo real.
Este display es ampliamente utilizado en proyectos con Arduino para mostrar datos como:
temperatura y humedad, estados del sistema y mensajes de advertencia o acceso. A diferencia
del modelo estándar de 16 pines, esta versión de display íntegra un módulo adaptador I2C, lo
que reduce las conexiones necesarias a solo 4 pines: VCC, GND, SDA y SCL. Gracias al
protocolo I2C, permite una comunicación eficiente con el microcontrolador Arduino Uno R3
y la posibilidad de conectar múltiples dispositivos en el mismo bus.
Figura 6. Pantalla LCD 1602 I2C.
El módulo Bluetooth JDY-16 (Figura 7), es un módulo Bluetooth 4.0 BLE (Bluetooth Low
Energy) que permite la comunicación inalámbrica de corto alcance entre un microcontrolador
como Arduino Uno R3 y dispositivos como teléfonos móviles, tabletas o computadoras. Opera
en la banda de 2.4 GHz, consume muy poca energía y es ideal para sistemas domóticos que
requieren control remoto por medio de aplicaciones móviles. Se comunica con Arduino a
través de UART (TX/RX) y utiliza comandos AT para su configuración. En el prototipo de la
casa domótica, el JDY-16 permite activar dispositivos desde el celular, consultar estados del
sistema en tiempo real y proporcionar una interfaz inalámbrica sin necesidad de internet.
Figura 7. Módulo Bluetooth JDY-16.
pág. 698
Por último, tenemos el módulo de botones (Figura 8) que permite al usuario interactuar
físicamente con el sistema, generando señales digitales (alta o baja) al ser presionado. Está
compuesto por uno o más pulsadores momentáneos, cada uno conectado a un pin de entrada
del microcontrolador. En el prototipo de la casa domótica, estos botones son útiles para activar
funciones específicas (como abrir puertas, encender luces o reiniciar el sistema),
especialmente cuando se quiere ofrecer una opción de control físico además del control
automático o remoto.
Figura 8. Módulo de botones.
La comunicación entre capas se orienta a una experiencia de usuario donde cada comando emitido
produzca una respuesta observable, evitando ambigüedades: si el usuario acciona un actuador, debe
existir una señal clara que confirme el estado actual.
3. Implementación de la interfaz (aplicación tipo Play Store)
Una parte clave del desarrollo consistió en diseñar la aplicación de control, entendida como la “cara”
del sistema (Figura 9). Esta aplicación se planteó como un entorno donde:
a. Se personalizan comandos para conectarse a la casa domótica.
b. Se organiza un menú principal con botones para actuadores (por ejemplo, abrir/cerrar puerta
o ventana, activar iluminación o el parking).
c. Se incluyen indicadores led que funcionan como “mostradores” del estado del hogar.
d. Se contemplan señales específicas como un led para indicar condición día/noche, útil para
contextualizar decisiones del usuario o automatizaciones futuras.
Por último, tenemos el módulo de botones (Figura 8) que permite al usuario interactuar
físicamente con el sistema, generando señales digitales (alta o baja) al ser presionado. Está
compuesto por uno o más pulsadores momentáneos, cada uno conectado a un pin de entrada
del microcontrolador. En el prototipo de la casa domótica, estos botones son útiles para activar
funciones específicas (como abrir puertas, encender luces o reiniciar el sistema),
especialmente cuando se quiere ofrecer una opción de control físico además del control
automático o remoto.
Figura 8. Módulo de botones.
La comunicación entre capas se orienta a una experiencia de usuario donde cada comando emitido
produzca una respuesta observable, evitando ambigüedades: si el usuario acciona un actuador, debe
existir una señal clara que confirme el estado actual.
3. Implementación de la interfaz (aplicación tipo Play Store)
Una parte clave del desarrollo consistió en diseñar la aplicación de control, entendida como la “cara”
del sistema (Figura 9). Esta aplicación se planteó como un entorno donde:
a. Se personalizan comandos para conectarse a la casa domótica.
b. Se organiza un menú principal con botones para actuadores (por ejemplo, abrir/cerrar puerta
o ventana, activar iluminación o el parking).
c. Se incluyen indicadores led que funcionan como “mostradores” del estado del hogar.
d. Se contemplan señales específicas como un led para indicar condición día/noche, útil para
contextualizar decisiones del usuario o automatizaciones futuras.
pág. 699
Figura 9. Interfaz de la App del prototipo de la casa domótica.
La interfaz (Figura 9) se diseñó para reducir la curva de aprendizaje: botones claramente identificables,
estados representados con indicadores simples y notificaciones comprensibles. Esta decisión responde
a un principio básico de domótica: una automatización solo es útil si el usuario la puede operar y
entender sin complicaciones. A continuación se presenta en la Tabla 1 las funciones de la App.
Taba 1. Funciones de la App del prototipo de la casa domótica.
Funciones de la App
Permite el ingreso al sistema mediante una
contraseña única.
Determina si es de día o de noche mediante un
sensor de luz.
Abre o cierra la puerta principal de forma
remota.
Activa o desactiva la apertura del portón del
estacionamiento.
Figura 9. Interfaz de la App del prototipo de la casa domótica.
La interfaz (Figura 9) se diseñó para reducir la curva de aprendizaje: botones claramente identificables,
estados representados con indicadores simples y notificaciones comprensibles. Esta decisión responde
a un principio básico de domótica: una automatización solo es útil si el usuario la puede operar y
entender sin complicaciones. A continuación se presenta en la Tabla 1 las funciones de la App.
Taba 1. Funciones de la App del prototipo de la casa domótica.
Funciones de la App
Permite el ingreso al sistema mediante una
contraseña única.
Determina si es de día o de noche mediante un
sensor de luz.
Abre o cierra la puerta principal de forma
remota.
Activa o desactiva la apertura del portón del
estacionamiento.
pág. 700
Muestra la temperatura ambiente en tiempo real.
Enciende o apaga el ventilador según necesidad.
Permite encender o apagar la lámpara ubicada
en el exterior del hogar.
En caso de lluvia, enciende un indicador y
permite cerrar o abrir la ventana
Se ilumina en color naranja cuando la planta
requiere agua
Enciende un indicador visual y activa un buzzer
si se detecta fuego
4. Desarrollo de módulos de automatización
El desarrollo se abordó por módulos, lo cual permitió validar cada sección por separado y posteriormente
integrarla al sistema completo:
a. Control de iluminación. El módulo de iluminación se implementó para realizar el encendido
y apagado desde la aplicación. Además de la función práctica, este módulo facilita pruebas de
comunicación y verificación rápida del estado, debido a que la iluminación ofrece un cambio
visible inmediato. Este punto también abre la posibilidad a estrategias de eficiencia energética,
por ejemplo, programar horarios, apagar por ausencia o condicionar acciones a la detección
de luz ambiental.
Muestra la temperatura ambiente en tiempo real.
Enciende o apaga el ventilador según necesidad.
Permite encender o apagar la lámpara ubicada
en el exterior del hogar.
En caso de lluvia, enciende un indicador y
permite cerrar o abrir la ventana
Se ilumina en color naranja cuando la planta
requiere agua
Enciende un indicador visual y activa un buzzer
si se detecta fuego
4. Desarrollo de módulos de automatización
El desarrollo se abordó por módulos, lo cual permitió validar cada sección por separado y posteriormente
integrarla al sistema completo:
a. Control de iluminación. El módulo de iluminación se implementó para realizar el encendido
y apagado desde la aplicación. Además de la función práctica, este módulo facilita pruebas de
comunicación y verificación rápida del estado, debido a que la iluminación ofrece un cambio
visible inmediato. Este punto también abre la posibilidad a estrategias de eficiencia energética,
por ejemplo, programar horarios, apagar por ausencia o condicionar acciones a la detección
de luz ambiental.
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b. Control de acceso (puerta, ventana y parking). El sistema incorpora la capacidad de operar
puerta, ventana y estacionamiento como actuadores controlados desde la aplicación. Esta parte
se planteó con enfoque de seguridad y comodidad: el usuario puede realizar acciones de forma
remota/local según el diseño final. A nivel de desarrollo, este módulo exige especial atención
porque involucra movimiento mecánico o estados críticos (por ejemplo, “abierto/cerrado”),
por lo que se consideró indispensable mantener retroalimentación visual en la interfaz.
c. Sensor de humedad para riego (planta). Se integró un sensor que detecta si a una planta le
hace falta agua a partir de la condición de humedad. Cuando se alcanza el umbral de atención,
el sistema activa un buzzer como alerta inmediata y, paralelamente, en la aplicación se
enciende un LED de aviso. Este enfoque de doble notificación (auditiva y visual) busca
asegurar que el usuario perciba el evento incluso si no está mirando la app en ese momento.
Este módulo es especialmente relevante en una casa inteligente porque trasciende la
automatización de comodidad y entra en un terreno de asistencia doméstica, donde el sistema
sugiere una acción correctiva.
d. Sensor de fuego (alerta de peligro). Para el módulo de seguridad, se implementó un sensor
de fuego cuya detección activa un buzzer y un LED de alerta, y además genera un aviso de
peligro desde la lógica del sistema. Este módulo se diseñó con prioridad alta, ya que la
detección temprana y el aviso rápido son críticos. La presencia de alarmas permite una primera
reacción del usuario, y deja abierta la posibilidad de ampliaciones futuras: envío de
notificaciones, activación de protocolos de seguridad, o integración con servicios externos.
5. Integración, validación e iteración
Una vez desarrollados los módulos, se realizó la integración para asegurar que el sistema funcionara
como un conjunto. En esta fase, el trabajo se centró en:
a. Verificar que los comandos de la aplicación se traduzcan en acciones físicas coherentes.
b. Confirmar que cada evento de sensor produzca una respuesta correspondiente
(buzzer/led/aviso).
c. Mantener consistencia entre el estado real del sistema y el estado que muestra la interfaz.
La integración también permitió identificar aspectos de mejora relacionados con el orden de prioridades:
b. Control de acceso (puerta, ventana y parking). El sistema incorpora la capacidad de operar
puerta, ventana y estacionamiento como actuadores controlados desde la aplicación. Esta parte
se planteó con enfoque de seguridad y comodidad: el usuario puede realizar acciones de forma
remota/local según el diseño final. A nivel de desarrollo, este módulo exige especial atención
porque involucra movimiento mecánico o estados críticos (por ejemplo, “abierto/cerrado”),
por lo que se consideró indispensable mantener retroalimentación visual en la interfaz.
c. Sensor de humedad para riego (planta). Se integró un sensor que detecta si a una planta le
hace falta agua a partir de la condición de humedad. Cuando se alcanza el umbral de atención,
el sistema activa un buzzer como alerta inmediata y, paralelamente, en la aplicación se
enciende un LED de aviso. Este enfoque de doble notificación (auditiva y visual) busca
asegurar que el usuario perciba el evento incluso si no está mirando la app en ese momento.
Este módulo es especialmente relevante en una casa inteligente porque trasciende la
automatización de comodidad y entra en un terreno de asistencia doméstica, donde el sistema
sugiere una acción correctiva.
d. Sensor de fuego (alerta de peligro). Para el módulo de seguridad, se implementó un sensor
de fuego cuya detección activa un buzzer y un LED de alerta, y además genera un aviso de
peligro desde la lógica del sistema. Este módulo se diseñó con prioridad alta, ya que la
detección temprana y el aviso rápido son críticos. La presencia de alarmas permite una primera
reacción del usuario, y deja abierta la posibilidad de ampliaciones futuras: envío de
notificaciones, activación de protocolos de seguridad, o integración con servicios externos.
5. Integración, validación e iteración
Una vez desarrollados los módulos, se realizó la integración para asegurar que el sistema funcionara
como un conjunto. En esta fase, el trabajo se centró en:
a. Verificar que los comandos de la aplicación se traduzcan en acciones físicas coherentes.
b. Confirmar que cada evento de sensor produzca una respuesta correspondiente
(buzzer/led/aviso).
c. Mantener consistencia entre el estado real del sistema y el estado que muestra la interfaz.
La integración también permitió identificar aspectos de mejora relacionados con el orden de prioridades:
pág. 702
por ejemplo, en eventos de riesgo (fuego), el sistema debe sobresalir sobre otras notificaciones; en
eventos informativos (día/noche), basta con un indicador.
6. Enfoque de accesibilidad, costo y escalabilidad
El prototipo se desarrolló con el propósito de ser una solución funcional, accesible y escalable.
Accessible se entiende tanto en facilidad de uso como en posibilidad de implementación con recursos
razonables; escalable significa que se pueden agregar nuevos sensores o actuadores (por ejemplo,
movimiento, gas, cámaras, cerraduras inteligentes) manteniendo la misma arquitectura y lógica general.
En síntesis, el desarrollo culmina en una plataforma base de domótica con módulos clave ya operativos:
control de iluminación y acceso, monitoreo ambiental básico (día/noche), asistencia doméstica
(humedad para riego) y seguridad (fuego), todo bajo una interfaz centralizada.
Como resultado de la implementación de los tres niveles de ingeniería didáctica, se muestran las capturas
del prototipo funcional (Figura 10), evidenciando la correcta ejecución de la lógica de control
programada.
Figura 10. Prototipo de la casa domótica en funcionamiento.
por ejemplo, en eventos de riesgo (fuego), el sistema debe sobresalir sobre otras notificaciones; en
eventos informativos (día/noche), basta con un indicador.
6. Enfoque de accesibilidad, costo y escalabilidad
El prototipo se desarrolló con el propósito de ser una solución funcional, accesible y escalable.
Accessible se entiende tanto en facilidad de uso como en posibilidad de implementación con recursos
razonables; escalable significa que se pueden agregar nuevos sensores o actuadores (por ejemplo,
movimiento, gas, cámaras, cerraduras inteligentes) manteniendo la misma arquitectura y lógica general.
En síntesis, el desarrollo culmina en una plataforma base de domótica con módulos clave ya operativos:
control de iluminación y acceso, monitoreo ambiental básico (día/noche), asistencia doméstica
(humedad para riego) y seguridad (fuego), todo bajo una interfaz centralizada.
Como resultado de la implementación de los tres niveles de ingeniería didáctica, se muestran las capturas
del prototipo funcional (Figura 10), evidenciando la correcta ejecución de la lógica de control
programada.
Figura 10. Prototipo de la casa domótica en funcionamiento.
pág. 703
La implementación de recursos educativos que faculten al estudiantado para la innovación y la
transferencia de conocimiento técnico constituye una estrategia didáctica fundamental para incentivar
su compromiso y participación proactiva. En este contexto, los modelos pedagógicos sustentados en el
diseño y construcción de prototipos didácticos permiten al docente establecer entornos de aprendizaje
disruptivos, donde el estudiante asume un rol protagónico en su propio desarrollo cognitivo.
Al respecto, Holgado (2016) sostiene que el uso de maquetas didácticas como instrumento de enseñanza
en la domótica optimiza la interpretación de los fundamentos teóricos, facilitando su aplicación en
escenarios reales. La naturaleza multidisciplinaria de esta metodología permite la convergencia de
La implementación de recursos educativos que faculten al estudiantado para la innovación y la
transferencia de conocimiento técnico constituye una estrategia didáctica fundamental para incentivar
su compromiso y participación proactiva. En este contexto, los modelos pedagógicos sustentados en el
diseño y construcción de prototipos didácticos permiten al docente establecer entornos de aprendizaje
disruptivos, donde el estudiante asume un rol protagónico en su propio desarrollo cognitivo.
Al respecto, Holgado (2016) sostiene que el uso de maquetas didácticas como instrumento de enseñanza
en la domótica optimiza la interpretación de los fundamentos teóricos, facilitando su aplicación en
escenarios reales. La naturaleza multidisciplinaria de esta metodología permite la convergencia de
pág. 704
diversas áreas del saber, adaptándose con versatilidad a las exigencias curriculares de la ingeniería.
Tras la ejecución del prototipo de la casa domótica (Figura 10), se corroboró que el uso de la MDD
potencia la adquisición de competencias esenciales en electrónica, automatización, control e
informática. Este recurso se integra de manera orgánica con el enfoque de ABP, proporcionando al
estudiante las herramientas necesarias para la resolución creativa de problemas. En conclusión, se
constató que los prototipos a escala representan un recurso de aprendizaje invaluable, no solo para la
comprensión profunda de la automatización residencial, sino también como un catalizador para la
formación técnica integral y el dominio de tecnologías emergentes.
ILUSTRACIONES, TABLAS, FIGURAS.
Figura 1. Esquema de integración de sistemas fotovoltaicos y control domótico para la optimización del
consumo energético residencial. Muestra cómo interactúan los paneles solares, la red eléctrica y
los dispositivos inteligentes del hogar para gestionar la energía de manera automática.
Figura 2. Arduino UNO R3. Es la placa de desarrollo más popular y versátil de hardware libre basada
en el microcontrolador ATmega328P.
Figura 3. Sensores principales para Arduino Uno R3 del prototipo de casa domótica. Son componentes
de entrada que permiten al sistema monitorear y reaccionar a variables físicas del entorno
Figura 4. Actuadores y módulos de iluminación para Arduino Uno R3 del prototipo de casa domótica.
Son componentes de hardware que ejecutan acciones físicas —como encender luces, mover
mecanismos o emitir sonidos— en respuesta a señales enviadas por la placa Arduino. Actúan
como el "músculo" del sistema, transformando la información lógica procesada por el
microcontrolador (basada en datos de sensores) en eventos reales que automatizan el hogar.
Figura 5. Teclado matricial rígido 4x4. Es un dispositivo de entrada de 16 teclas (0-9, A-D, *, #)
organizado en una matriz de 4 filas y 4 columnas.
Figura 6. Pantalla LCD (Liquid Crystal Display o pantalla de cristal líquido) 1602 I2C. Es un módulo
de visualización alfanumérico que muestra 2 filas de 16 caracteres cada una, comúnmente usado
con Arduino u otros microcontroladores para mostrar texto y datos.
Figura 7. Módulo Bluetooth JDY-16. Es un dispositivo de comunicación inalámbrica BLE (Bluetooth
Low Energy) 4.2 de bajo consumo y alta velocidad, ideal para proyectos con microcontroladores
diversas áreas del saber, adaptándose con versatilidad a las exigencias curriculares de la ingeniería.
Tras la ejecución del prototipo de la casa domótica (Figura 10), se corroboró que el uso de la MDD
potencia la adquisición de competencias esenciales en electrónica, automatización, control e
informática. Este recurso se integra de manera orgánica con el enfoque de ABP, proporcionando al
estudiante las herramientas necesarias para la resolución creativa de problemas. En conclusión, se
constató que los prototipos a escala representan un recurso de aprendizaje invaluable, no solo para la
comprensión profunda de la automatización residencial, sino también como un catalizador para la
formación técnica integral y el dominio de tecnologías emergentes.
ILUSTRACIONES, TABLAS, FIGURAS.
Figura 1. Esquema de integración de sistemas fotovoltaicos y control domótico para la optimización del
consumo energético residencial. Muestra cómo interactúan los paneles solares, la red eléctrica y
los dispositivos inteligentes del hogar para gestionar la energía de manera automática.
Figura 2. Arduino UNO R3. Es la placa de desarrollo más popular y versátil de hardware libre basada
en el microcontrolador ATmega328P.
Figura 3. Sensores principales para Arduino Uno R3 del prototipo de casa domótica. Son componentes
de entrada que permiten al sistema monitorear y reaccionar a variables físicas del entorno
Figura 4. Actuadores y módulos de iluminación para Arduino Uno R3 del prototipo de casa domótica.
Son componentes de hardware que ejecutan acciones físicas —como encender luces, mover
mecanismos o emitir sonidos— en respuesta a señales enviadas por la placa Arduino. Actúan
como el "músculo" del sistema, transformando la información lógica procesada por el
microcontrolador (basada en datos de sensores) en eventos reales que automatizan el hogar.
Figura 5. Teclado matricial rígido 4x4. Es un dispositivo de entrada de 16 teclas (0-9, A-D, *, #)
organizado en una matriz de 4 filas y 4 columnas.
Figura 6. Pantalla LCD (Liquid Crystal Display o pantalla de cristal líquido) 1602 I2C. Es un módulo
de visualización alfanumérico que muestra 2 filas de 16 caracteres cada una, comúnmente usado
con Arduino u otros microcontroladores para mostrar texto y datos.
Figura 7. Módulo Bluetooth JDY-16. Es un dispositivo de comunicación inalámbrica BLE (Bluetooth
Low Energy) 4.2 de bajo consumo y alta velocidad, ideal para proyectos con microcontroladores
pág. 705
como Arduino. Permite la transferencia transparente de datos (UART) entre dispositivos móviles
y hardware.
Figura 8. Módulo de Botones. Son componentes electrónicos que agrupan uno o varios interruptores
pulsadores ("push buttons") en una pequeña placa (PCB), facilitando su conexión a
microcontroladores como Arduino.
Figura 9. Interfaz de la App del prototipo de la casa domótica. Es la interfaz que permite visualizar y
controlar en tiempo real los actuadores y sensores conectados a la maqueta, facilitando la
automatización.
Taba 1. Funciones de la App del prototipo de la casa domótica. Son las acciones que permiten al usuario
monitorear, controlar y automatizar los dispositivos físicos conectados (como luces, puertas,
sensores) desde un smartphone, tablet o computadora.
Figura 10. Prototipo de la casa domótica en funcionamiento. Es un prototipo o maqueta a escala
funcional, que se controla por el microcontrolador Arduino, que simula la automatización del
hogar. Integra sensores (movimiento, luz, temperatura) y actuadores para gestionar iluminación,
seguridad y confort automáticamente o a distancia, sirviendo como laboratorio práctico para
aprender electrónica, automatización, programación y domótica.
CONCLUSIONES
La ejecución del prototipo “La domótica como entorno de aprendizaje basado en proyectos” permite
concluir, con base en la evidencia fáctica y operativa del prototipo desarrollado, que la MDD trasciende
su función como mero recurso ilustrativo para consolidarse como un instrumento de validación técnica
y pedagógica. La investigación demuestra que la integración de microcontrolador Arduino, sensores y
actuadores en un entorno a escala no solo resuelve problemas de diseño en ingeniería, sino que
materializa la transición del conocimiento abstracto hacia una praxis profesional.
Desde una postura reflexiva sobre los datos obtenidos, se establecen las siguientes conclusiones finales:
a. Efectividad del modelo ABP en carreras técnicas. La metodología ABP fundamentada en
la Ingeniería Didáctica de Holgado (2016), ha probado ser el catalizador idóneo para el
desarrollo de competencias profesionales en el área de Mecatrónica. La evidencia muestra que
el estudiante, al enfrentarse a la interoperabilidad de sensores y actuadores en un escenario
como Arduino. Permite la transferencia transparente de datos (UART) entre dispositivos móviles
y hardware.
Figura 8. Módulo de Botones. Son componentes electrónicos que agrupan uno o varios interruptores
pulsadores ("push buttons") en una pequeña placa (PCB), facilitando su conexión a
microcontroladores como Arduino.
Figura 9. Interfaz de la App del prototipo de la casa domótica. Es la interfaz que permite visualizar y
controlar en tiempo real los actuadores y sensores conectados a la maqueta, facilitando la
automatización.
Taba 1. Funciones de la App del prototipo de la casa domótica. Son las acciones que permiten al usuario
monitorear, controlar y automatizar los dispositivos físicos conectados (como luces, puertas,
sensores) desde un smartphone, tablet o computadora.
Figura 10. Prototipo de la casa domótica en funcionamiento. Es un prototipo o maqueta a escala
funcional, que se controla por el microcontrolador Arduino, que simula la automatización del
hogar. Integra sensores (movimiento, luz, temperatura) y actuadores para gestionar iluminación,
seguridad y confort automáticamente o a distancia, sirviendo como laboratorio práctico para
aprender electrónica, automatización, programación y domótica.
CONCLUSIONES
La ejecución del prototipo “La domótica como entorno de aprendizaje basado en proyectos” permite
concluir, con base en la evidencia fáctica y operativa del prototipo desarrollado, que la MDD trasciende
su función como mero recurso ilustrativo para consolidarse como un instrumento de validación técnica
y pedagógica. La investigación demuestra que la integración de microcontrolador Arduino, sensores y
actuadores en un entorno a escala no solo resuelve problemas de diseño en ingeniería, sino que
materializa la transición del conocimiento abstracto hacia una praxis profesional.
Desde una postura reflexiva sobre los datos obtenidos, se establecen las siguientes conclusiones finales:
a. Efectividad del modelo ABP en carreras técnicas. La metodología ABP fundamentada en
la Ingeniería Didáctica de Holgado (2016), ha probado ser el catalizador idóneo para el
desarrollo de competencias profesionales en el área de Mecatrónica. La evidencia muestra que
el estudiante, al enfrentarse a la interoperabilidad de sensores y actuadores en un escenario
pág. 706
real, logra una síntesis cognitiva superior que el modelo tradicional de aula no garantiza. La
MDD actúa como un laboratorio de experimentación que reduce la brecha entre la teoría
académica y las demandas tecnológicas actuales.
b. Versatilidad de la Arquitectura de Hardware Abierto. El uso de plataformas como
Arduino y protocolos de comunicación diversos (Bluetooth, Wi-Fi) confirma que la
democratización de la tecnología permite desarrollar soluciones de alta fidelidad y bajo costo.
La escalabilidad demostrada en el prototipo sugiere que este modelo es reproducible y
adaptable a diversos contextos educativos y residenciales, fortaleciendo el perfil del egresado
de la UTALT ante la industria 4.0.
Tareas pendientes y prospectiva de investigación
A pesar de la funcionalidad del prototipo, el estudio identifica interrogantes que permanecen como líneas
de investigación futuras:
a. Seguridad de datos. No se ha profundizado en los protocolos de ciberseguridad para la
interfaz de control móvil; se invita a investigadores del área de tecnologías de la información
a integrar capas de encriptación en estos prototipos.
b. Escalabilidad a smart cities. Queda pendiente la tarea de conectar múltiples MDD en una
red local para simular la gestión energética de un complejo habitacional inteligente, abriendo
el campo hacia estudios de micro-redes eléctricas inteligentes (Smart Grids).
c. Sistema de generación fotovoltaica. Como línea de investigación futura y evolución natural
del prototipo de la casa domótica, se proyecta la implementación de un sistema de generación
fotovoltaica a escala. Esta adición no solo representa una mejora técnica, sino un cambio de
paradigma en la enseñanza de la mecatrónica.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Asociación Española de Domótica (CEDOM) (2008). Cómo ahorrar energía instalando domótica en su
vivienda. Gane confort y seguridad. AENOR Ediciones. España.
https://www.idae.es/uploads/documentos/documentos_11187_domotica_en_su_vivienda_08_3d
3614fe.pdf
Bedolla, J., Bedolla, S., Palacios, R., Urzúa, D., Morales, M. (2022). Diseño de un sistema con
real, logra una síntesis cognitiva superior que el modelo tradicional de aula no garantiza. La
MDD actúa como un laboratorio de experimentación que reduce la brecha entre la teoría
académica y las demandas tecnológicas actuales.
b. Versatilidad de la Arquitectura de Hardware Abierto. El uso de plataformas como
Arduino y protocolos de comunicación diversos (Bluetooth, Wi-Fi) confirma que la
democratización de la tecnología permite desarrollar soluciones de alta fidelidad y bajo costo.
La escalabilidad demostrada en el prototipo sugiere que este modelo es reproducible y
adaptable a diversos contextos educativos y residenciales, fortaleciendo el perfil del egresado
de la UTALT ante la industria 4.0.
Tareas pendientes y prospectiva de investigación
A pesar de la funcionalidad del prototipo, el estudio identifica interrogantes que permanecen como líneas
de investigación futuras:
a. Seguridad de datos. No se ha profundizado en los protocolos de ciberseguridad para la
interfaz de control móvil; se invita a investigadores del área de tecnologías de la información
a integrar capas de encriptación en estos prototipos.
b. Escalabilidad a smart cities. Queda pendiente la tarea de conectar múltiples MDD en una
red local para simular la gestión energética de un complejo habitacional inteligente, abriendo
el campo hacia estudios de micro-redes eléctricas inteligentes (Smart Grids).
c. Sistema de generación fotovoltaica. Como línea de investigación futura y evolución natural
del prototipo de la casa domótica, se proyecta la implementación de un sistema de generación
fotovoltaica a escala. Esta adición no solo representa una mejora técnica, sino un cambio de
paradigma en la enseñanza de la mecatrónica.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Asociación Española de Domótica (CEDOM) (2008). Cómo ahorrar energía instalando domótica en su
vivienda. Gane confort y seguridad. AENOR Ediciones. España.
https://www.idae.es/uploads/documentos/documentos_11187_domotica_en_su_vivienda_08_3d
3614fe.pdf
Bedolla, J., Bedolla, S., Palacios, R., Urzúa, D., Morales, M. (2022). Diseño de un sistema con
pág. 707
tecnologías domóticas para el control de acceso en espacios inteligentes. Revista Foro de Estudios
sobre Guerrero. 9(1). 327-338.
https://revistafesgro.cocytieg.gob.mx/index.php/revista/article/view/130/95
Bravo S., F. A. & Forero G., A. (2012). La robótica como un recurso para facilitar el aprendizaje y
desarrollo de competencias generales. Revista Teoría de la Educación: Educación y Cultura en la
Sociedad de la Información. 13(2), 120-136. https://doi.org/10.14201/eks.9002
Díaz, S. J. (2016). Enseñanza de la Domótica en el NMS a través del Modelo Educativo por
Competencias. Revista electrónica sobre Cuerpos Académicos y grupos de investigación, 3(6).
https://www.cagi.org.mx/index.php/CAGI/article/view/110/162
De Faria, C., E. (2006). Ingeniería Didáctica. Cuadernos de Investigación y Formación en Educación
Matemática, 1(2). https://funes.uniandes.edu.co/funes-documentos/ingenieria-didactica/
Ediciones Larousse. (s. f.). Domótica. En Diccionario de la lengua española. Recuperado el 19 de marzo
de 2026, de https://red-larousse.com.mx/Dictionary
Freepik. (2024). Ilustración de ecosistema domótico fotovoltaico para la optimización energética
[Gráfico vectorial]. Recuperado de https://www.freepik.com
Gómez, M., M., E. & Oliva, M., L., N. (2015). Programación de mini robots para el desarrollo de
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