Laboratorio 7 · Diccionarios en Python: creando sistemas inteligentes con significado

Objetivos

En este laboratorio aprenderás a:

Entender qué es un diccionario en Python.
Asociar “claves” con “valores” de forma estructurada.
Modelar información como si fuera un sistema inteligente.
Usar diccionarios para controlar la Circuit Playground Express.
Construir programas más organizados y escalables.
Representar conceptos del mundo real (emociones, estados, reglas).

Material necesario

Circuit Playground Express
Cable USB
Computadora con CircuitPython
Conocimientos de variables, listas y condicionales

Introducción

Hasta ahora aprendiste a guardar información en:

variables (un solo valor)
listas (muchos valores ordenados)

Pero hay un problema importante:

👉 las listas solo guardan cosas por posición, no por significado

Ejemplo:

lista[0] = rojo
lista[1] = verde

Pero… ¿qué significa cada cosa?

Aquí entran los diccionarios.

📘 ¿Qué es un diccionario?

Un diccionario es una estructura que guarda información en pares:

👉 clave → valor

Ejemplo:

emocion = {
    "feliz": "verde",
    "triste": "azul",
    "enojado": "rojo"
}

🧠 Analogía sencilla

Un diccionario es como:

un diccionario real de palabras
una base de datos simple
una tabla de significados

Ejemplo:

“feliz” → verde
“triste” → azul

💡 Curiosidad:
Muchos sistemas de inteligencia artificial usan estructuras tipo diccionario para representar conocimiento.

🔑 Claves y valores

En un diccionario:

clave = nombre del concepto
valor = lo que representa

Ejemplo:

"feliz" → (0, 255, 0)

🎨 Diccionarios en Circuit Playground Express

Vamos a usar diccionarios para controlar luces según estados.

🧪 Ejemplo 1: emociones como colores

Código

import time
from adafruit_circuitplayground import cp

emociones = {
    "feliz": (0, 255, 0),
    "triste": (0, 0, 255),
    "enojado": (255, 0, 0),
    "calma": (0, 0, 100)
}

estado = "feliz"

cp.pixels.brightness = 0.2

while True:

    color = emociones[estado]

    for i in range(10):
        cp.pixels[i] = color

    time.sleep(1)

🔍 Explicación

1. Diccionario principal

emociones = {
    "feliz": (0, 255, 0),
    "triste": (0, 0, 255)
}

Cada emoción tiene un color asociado.

2. Estado actual

estado = "feliz"

El sistema “vive” en un estado.

3. Acceso al diccionario

color = emociones[estado]

Busca el color correspondiente.

🧪 Ejemplo 2: cambio de estado con botones

import time
from adafruit_circuitplayground import cp

emociones = {
    "feliz": (0, 255, 0),
    "triste": (0, 0, 255),
    "enojado": (255, 0, 0)
}

estado = "feliz"

cp.pixels.brightness = 0.2

while True:

    if cp.button_a:
        estado = "feliz"

    if cp.button_b:
        estado = "enojado"

    color = emociones[estado]

    for i in range(10):
        cp.pixels[i] = color

    time.sleep(0.1)

🔍 Resultado esperado

Botón A → verde (feliz)
Botón B → rojo (enojado)
Sin botones → mantiene estado

🎤 Un sensor nuevo: el oído de la placa

En el siguiente ejemplo la placa va a decidir su estado según dos sensores: la luz
(ya la conoces del Lab 4) y, por primera vez, el sonido. Vamos a presentarlo rápido.

La Circuit Playground Express tiene un micrófono diminuto (marcado MIC). No
"entiende palabras": solo mide qué tan fuerte es el sonido del ambiente y te lo entrega
como un número con cp.sound_level.

sonido = cp.sound_level   # a más ruido, más grande el número
print(sonido)             # míralo en la consola

En silencio el número es bajo; con una palmada o un grito sube de golpe.
Es el mismo tipo de sensor que usa tu celular para las llamadas o los altavoces
inteligentes que "escuchan" cuando los llamas.

🎚️ Es Computación Física, como el Lab 4 y el Lab 5: el micrófono es otro sentido de la
nave (el oído). Y, como todos los sensores, hay que calibrarlo: el umbral 60 de
abajo no es fijo, depende de tu micrófono y de tu salón. Míralo con
print(cp.sound_level) en silencio y con una palmada, y ajústalo entre esos dos
valores.

🧪 Ejemplo 3: sistema de estados complejos

import time
from adafruit_circuitplayground import cp

estados = {
    "calma": (0, 0, 255),
    "alerta": (255, 255, 0),
    "alarma": (255, 0, 0)
}

estado = "calma"

while True:

    luz = cp.light
    sonido = cp.sound_level

    if sonido > 60:
        estado = "alarma"

    elif luz < 20:
        estado = "alerta"

    else:
        estado = "calma"

    color = estados[estado]

    for i in range(10):
        cp.pixels[i] = color

    time.sleep(0.1)

🧠 Concepto clave

Los diccionarios permiten:

dar significado a los datos
organizar sistemas complejos
crear estructuras tipo “cerebro simple”
separar lógica de representación

🔧 Retos del laboratorio

🟢 Reto 1: Diccionario de clima

Crea un sistema con estados:

soleado → amarillo
nublado → blanco
lluvia → azul
tormenta → rojo parpadeante

💡 Objetivo: modelar fenómenos del mundo real.

🟡 Reto 2: Diccionario musical visual

Asocia sonidos a colores:

grave → rojo
medio → verde
agudo → azul

💡 Usa sensor de sonido.

🔴 Reto 3: Diccionario dinámico

Haz que:

botón A agrega un nuevo estado al diccionario
botón B cambia entre estados

💡 Objetivo: modificar estructuras en tiempo real.

🔴 Reto avanzado: sistema inteligente

Crea un sistema con:

al menos 5 estados
al menos 2 sensores
comportamiento distinto por estado
transición automática entre estados

💡 Ejemplo:

calma
alerta
curiosidad
estrés
reposo

🧠 Desafío final

Diseña un sistema donde:

cada estado tenga un significado claro
cada estado tenga un comportamiento visual distinto
el sistema cambie según el entorno
el diccionario sea el “cerebro” del programa

Resumen del laboratorio

En este laboratorio aprendiste:

Qué es un diccionario en Python.
Cómo funciona la relación clave → valor.
Cómo representar estados complejos.
Cómo organizar sistemas más inteligentes.
Cómo separar lógica y significado.
Cómo construir programas más escalables.

Ahora tu programación ya no solo organiza datos:

👉 ahora crea sistemas con significado, estructura y comportamiento inteligente