Αναλυτική περιγραφή του έργου, στη διεύθυνση https://github.com/dioskouroi/THE-FLASH
ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΗ: Κατά την υλοποίηση του έργου, πραγματοποιήσαμε κάποιες αλλαγές στην αρχική μας πρόταση σύμφωνα με τα ενδιαφέροντα και τις δυνατότητες των μαθητών/τριων.
Η ΠΡΟΤΑΣΗ ΜΑΣ
ΟΝΟΜΑ ΟΜΑΔΑΣ: THE FLASH
ΤΙΤΛΟΣ ΕΡΓΟΥ: HELP FOR ALL- Σε κάθε SOS η Αστραπή, δίνει λύσεις στη στιγμή!
ΣΤΟΧΟΙ:
Ανάπτυξη της θετικής υπολογιστικής σκέψης των μαθητών/τριών με έντονο το στοιχείο της δημιουργικότητας, της ελεύθερης σκέψης και της φαντασίας μέσω των τεχνολογιών, των επιστημών και των τεχνών, με τη χρήση ρομποτικών κατασκευών. Απόκτηση δεξιοτήτων ώστε οι μαθητές/τριες να γίνουν δημιουργοί λύσεων και όχι απλοί καταναλωτές ψηφιακών υπηρεσιών.
Στο έργο αυτό επενδύουμε στην πρόληψη και αντιμετώπιση καταστάσεων ακραίων καιρικών φαινομένων, φυσικών καταστροφών, καραντίνας από τον covid 19, βίαιη ανθρώπινη συμπεριφορά, μέσω ρομποτικών κατασκευών και του προγραμματισμού αυτών.
Με την πρότασή μας επιθυμούμε να υπάρχει πρόβλεψη ενδεχόμενων πλημυρικών φαινομένων και αντιμετώπισή τους, εντοπίζοντας έγκαιρα την αύξηση της στάθμης του νερού σε λίμνες και ποτάμια στα πλαίσια πρόληψης πλημυρών για να μην κινδυνέψει κανένας άνθρωπος ή ζώο.
Έγκαιρη προειδοποίηση για επικείμενο σεισμό , μέσω εντοπισμού του οστικού κύματος, με στόχο την προστασία της ανθρώπινης ζωής. Ιδιαίτερα μέτρα πρόληψης σε σχολεία για προστασία των μαθητών.
Αποστολή βοήθειας σε ανθρώπους που βρίσκονται σε καραντίνα από τον covid19.
Πρόληψη για την αποφυγή βίαιης συμπεριφοράς από άνθρωπο σε άνθρωπο με τη χρήση του «έξυπνου ρολογιού».
Η εφαρμογή της πρότασής μας θα συμβάλλει στη βελτίωση της ποιότητας της ζωής των ανθρώπων με τη συμβολή της τεχνολογίας, μέσω ρομποτικών κατασκευών.
Η διαδικασία υλοποίησης της πρότασής μας θα αναπτύξει την ενσυναίσθηση των μαθητών/τριων, οι οποίοι θα κατασκευάσουν και θα προγραμματίσουν ρομπότ ανοιχτού λογισμικού θέλοντας να δώσουν λύσεις σε υπαρκτά κι επίκαιρα προβλήματα που αντιμετωπίζουν συνάνθρωποί μας.
ΑΝΑΛΥΤΙΚΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΙΔΕΑΣ: Η ιδέα του έργου μας γεννήθηκε από υπαρκτά κι επίκαιρα προβλήματα και την επιθυμία επίλυσής τους κυρίως μέσω της πρόληψης . Αυτά που προβλημάτισαν περισσότερο τους μαθητές ήταν: Ο σεισμός τον Φεβρουάριο του 2021 με επίκεντρο την Ελασσόνα Θεσσαλίας. Πυρκαγιά που κατέστρεψε ολοσχερώς σπίτι σε γειτονικό χωριό. Η εξυπηρέτηση των βασικών αναγκών ανθρώπων που νοσούν από τον covid 19 και βρίσκονται σε καραντίνα. Πλημύρες που απειλούν τη ζωή κάθε είδους. . Σεξουαλική παρενόχληση σε χώρους αθλητισμού, τέχνης… Μέχρι στιγμής υπάρχουν τρόποι αντιμετώπισης αυτών των δυσάρεστων καταστάσεων. Οι μαθητές/τριες σε ρόλο υπερηρώων , θα επενδύσουμε στην πρόληψη με τη χρήση της τεχνολογίας και της ρομποτικής . Στο έργο αυτό σκοπεύουμε να δημιουργήσουμε μια ρομποτική κατασκευή με αυτοματοποιήσεις σε μακέτα που θα εκφράζει την ενσυναίσθηση, σε θέματα πρόληψης καταστάσεων SOS. Η 3d μακέτα, θα περιλαμβάνει έναν οικισμό με τα υποκείμενά του από ανακυκλώσιμα υλικά και τουβλάκια και θα ζωντανεύει με τις ρομποτικές κατασκευές. Θα υπάρχει ένα αυτοματοποιημένο σύστημα που θα έχει αισθητήρια για να διαβάζει από το περιβάλλον κάποιες καταστάσεις.
Ένα Arduino UNO θα βρίσκεται στο Κέντρο Πρόληψης και Βοήθειας ,Central System, για τη συλλογή και διαχείριση των μηνυμάτων SOS που θα προειδοποιούν για καταστάσεις έκτακτης ανάγκης. Συγκεκριμένα πλημμύρες, σεισμούς , άνθρωποι σε κατάσταση SOS. Στο Κέντρο θα υπάρχουν άνθρωποι που θα έχουν κάθε στιγμή τον έλεγχο κάθε κατάστασης και ανάλογα θα ενημερώνουν τον κόσμο, με φωτεινή σήμανση, θα ανάβει led προειδοποίησης.
Για την πρόληψη από πλημμύρες, θα τοποθετήσουμε στη λίμνη που βρίσκεται κοντά στον οικισμό, έναν αισθητήρα στάθμης υγρών . Όταν η στάθμη του νερού υπερβεί ένα όριο θα στέλνει μήνυμα στο Κέντρο Πρόληψης και Βοήθειας κι εκεί θα ανάβει ένα led συγκεκριμένου χρώματος που θα αντιστοιχεί σε πιθανή πλημμύρα. Οι ενέργειες που θα ακολουθούν θα είναι να ανοίγει ένας υδατοφράχτης για να πέσει η στάθμη του νερού και να αποφύγουμε πλημύρα/ servo motor. Το ίδιο μπορεί να γίνει και σε ποτάμια που βρίσκονται σε κατοικημένες περιοχές.
Κάποιες φορές οι πυρκαγιές βάζουν σε κίνδυνο την ανθρώπινη ζωή . Στα πλαίσια της πρόληψης, ένας αισθητήρας θερμοκρασίας τοποθετημένος σε κτήριο, θα αντιλαμβάνεται την εκπομπή αερίων/ αύξηση θερμοκρασίας και θα εκπέμπει SOS.Το Κέντρο Πρόληψης και βοήθειας θα ενημερώνει άμεσα την πυροσβεστική υπηρεσία. Ιδιαίτερα χρήσιμο για τα σπίτια υπερήλικων, ασθενών και τις βραδινές ώρες που οι άνθρωποι κοιμούνται.
Πολλές φορές οι άνθρωποι βρίσκονται σε άμεσο κίνδυνο, π.χ. δέχονται οποιασδήποτε μορφής βία ή υπάρχουν ασθενείς σε έκτακτη ανάγκη, ή άνθρωποι που βρίσκονται σε κατάσταση πανικού, θα φτιάξουμε ένα ρολόι χειρός υφασμάτινο με ενσωματωμένο Arduino nano το οποίο πατώντας ένα κουμπί button συγκεκριμένου χρώματος θα στέλνει μήνυμα SOS με Bluetooth /πομπό. Το Κέντρο Πρόληψης και Βοήθειας θα στέλνει άμεσα βοήθεια.
Τα Arduino uno και Arduino nano μπορούμε να τα προγραμματίσουμε στο on line περιβάλλον mBlock που είναι ελκυστικό και κατανοητό για τα παιδιά με δυνατότητα μετατροπής σε κώδικα Writing και στο βασικό περιβάλλον προγραμματισμού του Arduino, Arduino IDE ( με αλλαγές στις τιμές των μεταβλητών).
Θα χρησιμοποιήσουμε το περιβάλλον προσομοίωσης TINKERCAD, με δυνατότητα δημιουργίας τάξης, για να σχεδιάσουμε τα κυκλώματα και να δούμε σε προσομοίωση πώς συμπεριφέρονται.
Εκτός από την πρόληψη στις περιπτώσεις που αναφέραμε στοχεύουμε και στην αντιμετώπιση με την αποστολή βοήθειας. Για τις περιπτώσεις που πρέπει να στείλουμε είδη πρώτης ανάγκης π.χ. σε ασθενείς σε καραντίνα ή για παροχή άμεσης βοήθειας ή παραλαβή και μεταφορά ανθρώπων που βρίσκονται σε κατάσταση ανάγκης σε ασφαλή μέρος. θα χρησιμοποιήσουμε ένα αυτοκινούμενο Edison το οποίο θα κατευθύνεται προς τον προορισμό , όπως τα αυτοκινούμενα οχήματα του μέλλοντος που θα κινούνται μόνα τους σε μια πόλη. Προγραμματίζεται στα περιβάλλοντα Ed Blocks (πλακίδια) ή με barcode (γραμμικός κώδικας).Το edison θα κινείται σαν τηλεκατευθυνόμενο, ακολουθώντας τη γραμμή και ακολουθώντας το φως. Σε όλες τις περιπτώσει θα είναι αυτοκινούμενο και ο τρόπος που θα επιλέγεται εξαρτάται από το σήμα SOS που λαμβάνει.
ΣΥΣΤΑΣΗ ΟΜΑΔΑΣ: Οι μαθητές/τριες της Γ ΄Δημοτικού.
ΡΟΛΟΙ: Ενδεικτικά αναφέρουμε τους ρόλους των μαθητών, οι οποίοι θα εργαστούν σε ομάδες με κύριο χαρακτηριστικό τη συνεργασία ως συστατικό αποτελεσματικότητας, τα ιδιαίτερα ταλέντα τους, τη φαντασία και τη δημιουργικότητα της ηλικίας.
Όλες οι δραστηριότητες θα υλοποιηθούν σύμφωνα με το πρωτόκολλο
covid 19. Οι δραστηριότητες σχεδίασης, κατασκευής και προγραμματισμού θα μοιραστούν στα μέλη κάθε ομάδας ώστε με τη σύνθεση των μερών να φτάσουμε στο επιθυμητό αποτέλεσμα. Προσαρμοζόμαστε αλλά δεν εγκαταλείπουμε την προσπάθεια.
Όλα τα μέλη της ομάδας της τάξης, σε ρόλο ηπερηρώων, αποφασίζουν το όνομα της ομάδας, την ονομασία του έργου, γράφουν και μελοποιούν τον ύμνο της ομάδας, το σύνθημά τους και σχεδιάζουν τη σημαία του έργου σε θέση εμβλήματος με στόχο τον παλμό, τη συνοχή των μελών, την κοινή ταυτότητα για κοινή δράση.
Οι ερευνητές::Πραγματοποιούν έρευνα, καταγράφουν τις παρατηρήσεις τους και παρουσιάζουν τα δεδομένα της έρευνας στο σύνολο των μελών της τάξης.
Οι αρχιτέκτονες: Θα σχεδιάσουν τη μακέτα και τα υποκείμενά της αναπαριστώντας το έργο μας με την μεγαλύτερη δυνατόν ακρίβεια.
Οι κατασκευαστές,: Θα κατασκευάσουν τη μακέτα με τα υποκείμενά της, σύμφωνα με τα αρχιτεκτονικά σχέδια.
Οι τεχνολόγοι: Θα προτείνουν τον ρομποτικό εξοπλισμό που είναι απαραίτητος για την υλοποίηση της αρχικής ιδέας. Αρχικά με απλά υλικά θα εφαρμόσουν την ιδέα θα προτείνουν βελτιώσεις, θα πειραματιστούν, θα κάνουν διορθώσεις και στη συνέχεια θα κάνουν τις οριστικές ρομποτικές κατασκευές.
Οι προγραμματιστές: Αρχικά θα δημιουργήσουν μυστικούς κώδικες επικοινωνίας των μελών της ομάδας, κωδικοποιώντας και αποκωδικοποιώντας μηνύματα επιτυγχάνοντας την εισαγωγή στον κώδικα και τον προγραμματισμό. Θα ολοκληρώσουν το έργο με τον προγραμματισμό των ρομποτικών κατασκευών οπτικοποιώντας σε πραγματικό χρόνο την πρόταση. Ο κώδικας θα προγραμματιστεί τμηματικά, αναλύοντας το κάθε πρόβλημα σε επιμέρους μικρά προβλήματα και στη συνέχεια θα γίνει η σύνθεση και η ολοκλήρωσή του. Θα ακολουθήσουν δοκιμές, αποσφαλμάτωση, βελτιώσεις, επεκτάσεις.
ΦΑΣΕΙΣ ΥΛΟΠΟΙΗΣΗΣ: Α΄ Φάση: Αφόρμηση, προβληματισμός .Λαμβάνοντας υπόψιν μας την ηλικία των μαθητών, δημιουργούμε τις προϋποθέσεις μεγιστοποίησης του ενδιαφέροντος τους. Αναλαμβάνουν ρόλους, σχεδιάζουν και κατασκευάζουν το έμβλημα, γράφουν και μελοποιούν τον ύμνο της ομάδας και το σύνθημα. Δίνουμε στα παιδιά τα κατάλληλα εναύσματα που απαιτούνται για τη διερευνητή διαδικασία Καταιγισμός ιδεών / ιδεοθύελλα (σε χαρτί μέτρου κι εννοιολογικό χάρτη), σχετικά με την έννοια της τεχνητής νοημοσύνης. Διερεύνηση προ υπαρχουσών ιδεών. Έρευνα, καταγραφή, διαχείριση πληροφοριών, μέσα από ένα παιχνίδι με κάρτες που κάποιες περιέχουν QR code. Οι κάρτες χωρίζονται στις κατηγορίες: ενσυναίσθησης, έρευνας, κατανόησης, παρουσίασης (μέσω παιχνιδιών). Εντοπισμός προβλήματος με εννοιολογικό χάρτη. Προτάσεις επίλυσης του προβλήματος. Καταγραφή κι έλεγχος των προτάσεων. Β΄ Φάση: Δημιουργία προτύπων. Σχεδιασμός κατασκευής και προγράμματος. Κατασκευή μακέτας. Γ΄ Φάση: Κατασκευή ρομποτικών εξοπλισμών. Δ΄ Φάση: Κωδικοποίηση, αποκωδικοποίηση μηνυμάτων, προγραμματισμός, λειτουργία, βελτιώσεις. Ε΄ Φάση: Επέκταση/ καλλιέργεια στάσεων, υιοθέτηση αντιλήψεων/ Επέκταση της ιδέας πέραν της κατασκευής και της λειτουργίας της. Διαδικτυακή παρουσίαση του έργου στους γονείς, τους μαθητές και τους εκπαιδευτικούς του σχολείου. Διάχυση του έργου στο blog του σχολείου.
ΛΙΣΤΑ ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΟΥ ΕΞΟΠΛΙΣΜΟΥ:
- Arduino UNO R3A Tmega 328P Board ± USB Cable: 7,48ευρώ
- Mini Solderless Breadboard400-Contacts for Arduino: 3ευρώ
- 3W High-Power LED Module for Arduino :2,59ευρώ
- 4pin IR Infrared Obstacle Avoidance Sensor Module for Arduino KY-032 : 2,29ευρώ
- Edison: 55 ευρώ
- Bluetooth Module for Arduino – HC05 Χ2: 6,80Χ2= 13,60 ευρώ
- Βασικό Κιτ Αντιστάσεων – 100τμχ. : 1,90 ευρώ
- ADXL335 3-axis Analog Output Accelerometer Module for Arduino: 3,22 ευρώ
- Water Level Sensor – Depth Detection Sensor for Arduino: 0,98 ευρώ
- DHT11 Digital Temperature and Humidity Sensor for Arduino KY-015 (Oem) : 1,61 ευρώ
- Relay+ strobe light 12V + psu 12V: 16,74 ευρώ
- Passive Buzzer AC 12MM*8.5MM 12085 16R Resistance 3V 5V 12V In Common Use: 0,45 ευρώ
- Arduino Nano V3.0: 5,80 ευρώ
- SG90 TowerPro Micro Servo For RC / Arduino: 3,99 ευρώ
- 10 μέτρα δισύρματο καλώδιο 0,75 διάμετρο: 0,33Χ10= 3,30ευρώ
- push button 10mm with wire (carious colors: red/green: 1,30ευρώχ2=2,60ευρώ
- Χαρτική ύλη: 3ευρώ
ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ ΕΡΓΟΥ
Α) ΦΑΣΗ/ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΙΣΜΟΣ- ΕΝΑΡΞΗ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ
Η έναρξη του προγράμματος σηματοδοτεί την αφετηρία των δράσεων που θα ακολουθήσουν με απόλυτο σεβασμό στην ηλικία, τα ενδιαφέροντα των μαθητών και το υγειονομικό πρωτόκολλο λόγω του covid19. Η ενεργός συμμετοχή των μαθητών, η ύπαρξη γρίφων, μυστηρίων που καλούνται να επιλύσουν δημιούργησε τις κατάλληλες προϋποθέσεις.
Η ιδέα του έργου μας γεννήθηκε από υπαρκτά κι επίκαιρα προβλήματα και την επιθυμία επίλυσής τους κυρίως μέσω της πρόληψης . Αυτά που προβλημάτισαν περισσότερο τους μαθητές ήταν: Ο σεισμός τον Φεβρουάριο του 2021 με επίκεντρο την Ελασσόνα Θεσσαλίας. Πυρκαγιά που κατέστρεψε ολοσχερώς σπίτι σε γειτονικό χωριό. Η εξυπηρέτηση των βασικών αναγκών ανθρώπων που νοσούν από τον covid 19 και βρίσκονται σε καραντίνα. Πλημμύρες που απειλούν τη ζωή κάθε είδους. . Σεξουαλική παρενόχληση σε χώρους αθλητισμού, τέχνης… Μέχρι στιγμής υπάρχουν τρόποι αντιμετώπισης αυτών των δυσάρεστων καταστάσεων. Οι μαθητές/τριες σε ρόλο υπερηρώων , επενδύουν στην πρόληψη με τη χρήση της τεχνολογίας και της ρομποτικής .
Οι μαθητές έχουν εκφράσει την αγωνία και την ανησυχία τους για ό,τι συμβαίνει στη χώρα μας. Έχουν τη διάθεση, την ανάγκη, να βοηθήσουν στην επίλυση των προβλημάτων. Ενθαρρύνουμε αυτή τη διάθεση μέσα από ένα πρόγραμμα STEAM και με τον τρόπο αυτό ενισχύουμε την αισιοδοξία, τον εθελοντισμό και την ενσυναίσθηση.
Με την είσοδό τους οι μαθητές στην αίθουσα διδασκαλίας, είδαν ένα χάρτινο περιστέρι στο περβάζι του παράθυρου να έχει στο ράμφος του ένα σημείωμα. Το σημείωμα περιείχε έναν γρίφο. « Ψάξε, ψάξε θα το βρεις, στην μπασκέτα της αυλής».
Και κάπως έτσι ξεκίνησε ένα ταξίδι στον χώρο της διαθεματικής κι ενσώματης προσέγγισης της γνώσης με παιγνιώδη και αποτελεσματικό τρόπο, το οποίο για να ολοκληρωθεί επιτυχώς στηρίχτηκε στη χρήση ρομποτικής κατασκευής και του προγραμματισμού της.
Στη βάση της μπασκέτας βρήκαμε έναν φάκελο που περιείχε κάρτες. Οι κάρτες είναι σχεδιασμένες με φιλικό τρόπο προς την ηλικία των μαθητών. Είναι χωρισμένες σε κατηγορίες. Κάρτες που δίνουν πληροφορίες: έχουν QR το οποίο σκάναραν και παρακολούθησαν οι μαθητές βίντεο και άρθρα που τους πρόσφεραν πληροφορίες σχετικά με τους προβληματισμούς που έχουν εκφράσει. Δηλαδή βίντεο και άρθρα από επιλεγμένες ηλεκτρονικές πηγές ειδήσεων που δίνουν πληροφορίες για τα προβλήματα που προκάλεσε ο σεισμός στη Θεσσαλία, η πυρκαγιά σε σπίτι σε γειτονικό χωριό ( τοπικός ηλεκτρονικός τύπος), οι πλημμύρες, οι δυσκολίες των ανθρώπων που βρίσκονται σε καραντίνα. Το περιεχόμενο των καρτών αποτελεί υλικό προβληματισμού και έρευνας ταυτόχρονα. Υπάρχουν καρτέλες που ενεργοποιούν τους μαθητές να κάνουν τις προτάσεις τους, καρτέλες δραματοποίησης, προτεινόμενων παιχνιδιών, παιχνιδιών που είναι ταξίδια στο χρόνο, παιχνίδια ρόλων και ενσυναίσθησης για την καλλιέργεια αξιών και στάσεων. Λόγω covid19, κάθε μαθητής παίρνει μια καρτέλα και την παρουσιάζει στους συμμαθητές του. Αποφύγαμε να ανταλλάσσουν αντικείμενα και οι ομαδικές δραστηριότητες πραγματοποιήθηκαν στην αυλή τηρώντας τις αποστάσεις.
Παραδείγματα του περιεχομένου των καρτών.
1η Αποστολή: Οι επιστήμονες με τη βοήθεια των καρτών και των QR Code, έκαναν έρευνα για την κακοκαιρία στην Αττική
https://www.iefimerida.gr/ellada/kakokairia-mideia-pos-tha-exelihthei-tis-epomenes-ores-i-b-fasi-htypa-tin-athina?fbclid=IwAR2VT8xKMjMiIH3lXE7tD7_bcwvtBkM6qJC9H8Auc6wM93fNG3-XWp1O_4s
και τον σεισμό στη Λάρισα
https://www.seismos.gr/seismos/larisa/339224
Τα αποτελέσματα της έρευνας τα παρουσίασαν στους συμμαθητές τους.
2η Αποστολή. Σκανάραμε με κινητό τηλέφωνο το QR Code και παρακολουθήσαμε ένα σύντομο διάλογο στο περιβάλλον του on line scratch 3.0 με τη μορφή animation. https://scratch.mit.edu/projects/538555066/
Η παρουσίαση αυτή αποτελεί μια σύντομη παρουσίαση ενός επίκαιρου προβλήματος . Οι πρωταγωνιστές του διαλόγου , ένας βάτραχος και μια νεράιδα, εκφράζουν την αγωνία τους για τα προβλήματα που αντιμετωπίζουν οι άνθρωποι σε καραντίνα λόγο θετικότητας στον covid 19 επειδή δεν μπορούν να προμηθευτούν είδη πρώτης ανάγκης και φάρμακα. Με αφορμή τον διάλογο των πρωταγωνιστών της ιστορίας μας στο scratch, την αγωνία του βατράχου που νοσεί, αναπτύχθηκε εποικοδομητικός διάλογος, μεταξύ των μαθητών, διατυπώθηκαν ερωτήσεις και προβληματισμοί, εμπειρίες και ανησυχίες. Πραγματοποιήθηκε η αναγνώριση του προβλήματος με σαφήνεια και συνειδητοποιήθηκε η ανάγκη επίλυσής του, στα πλαίσια ανάπτυξης κοινωνικής ευαισθησίας και καλλιέργειας της ενσυναίσθησης. Στη συνέχεια, σκανάραμε το QR Code της κάρτας
και μεταφερθήκαμε στον συνεργατικό διαδικτυακό εννοιολογικό χάρτη, pubbl. us. https://bubbl.us/MjU2NTQ3Mi8xMjI3OTAwNC83ZTVmODQ2ZWZhYzg0NTQyYzlhN2EyZGJkZmFmNTI0Yg==-X
3η Αποστολή: Όλοι οι μαθητές έγραψαν τις προτάσεις τους, χρησιμοποιώντας τον τρόπο της κάρτας τους. με Καταιγισμό ιδεών.
Οι μαθητές εξέφρασαν ελεύθερα τη γνώμη τους με ποσοτικά και όχι ποιοτικά κριτήρια. Στη συνέχεια διαχειριστήκαμε τα αποτελέσματα της ιδεοθύελας.
ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΕΠΙΛΥΣΗΣ ΤΟΥ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΟΣ
Και ηλεκτρονικός ο εννοιολογικός μας χάρτης. Η βίαιη απομάκρυνση από το σχολείο λόγω καραντίνας δημιούργησε την ανάγκη να ανασύρουμε στη μνήμη μας όσα είχαμε αποφασίσει να κάνουμε για να βοηθήσουμε την ανθρωπότητα κι έτσι φτιάξαμε τον ηλεκτρονικό εννοιολογικό μας χάρτη, σε μάθημα στη webex στο συνεργατικό web2, bubbl.us.
Κάνουμε το σχέδιο της ιδέας μας με το annotate οργανώνοντας τη σκέψη μας.
Η έννοια της τεχνητής νοημοσύνης μέσα από τα μάτια των μαθητών…
Σύνθημά μας να σώσουμε τον κόσμο.
Αναπτύξαμε τους συνεκτικούς δεσμούς της ομάδας μας. ! Όλα τα μέλη της ομάδας της τάξης, σε ρόλο υπερηρώων, αποφασίσαμε το όνομα της ομάδας, την ονομασία του έργου, γράψαμε και μελοποιήσαμε τον ύμνο της ομάδας, το σύνθημά μας σχεδιάσαμε και φτιάξαμε τη σημαία του έργου σε θέση εμβλήματος με στόχο τον παλμό, τη συνοχή των μελών, την κοινή ταυτότητα για κοινή δράση. Επιλέξαμε όνομα ομάδας. Αναζητήσαμε ιδέες από το διαδίκτυο. Διατυπώσαμε τις προτάσεις μας, ψηφίσαμε και το όνομά μας είναι…
« ΥΠΕΡΗΡΩΕΣ THE FLASH» !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
Ο Τίτλος του έργου μας: HELP FOR ALL- Σε κάθε SOS η Αστραπή ,δίνει λύσεις στη στιγμή!
Ώρα για τη σημαία της ομάδας , το σύνθημά της και τον ύμνο της. Παρακολουθήστε το βίντεο.
Ολοκληρώσαμε την πρώτη φάση με τον εντοπισμό των πραγματικών προβλημάτων τα οποία θα προσπαθήσουμε να επιλύσουμε με έμφαση στην πρόληψη. Ο εννοιολογικός χάρτης μας βοήθησε στην οργάνωση της σκέψης. Οι κάρτες μας βοήθησαν στην έρευνα και την κατανόηση των προβλημάτων. Διατυπώσαμε προτάσεις για την επίλυση των προβλημάτων. Επιθυμούμε την έγκαιρη πρόληψη για να προστατεύονται οι άνθρωποι από τα ακραία καιρικά φαινόμενα όπως οι πλημμύρες, τις φυσικές καταστροφές όπως οι σεισμοί, τα ανθρώπινα λάθη όπως οι πυρκαγιές, την απάνθρωπη συμπεριφορά όπως η βία, την βοήθεια όταν οι συνάνθρωποι βρίσκονται σε ανάγκη όπως η καραντίνα από τον covid19. Καταγράψαμε όλες τις προτάσεις.
Β΄ Φάση
Δημιουργία προτύπων. Σχεδιασμός κατασκευής και προγράμματος. Κατασκευή μακέτας.
Οι ερευνητές: Πραγματοποίησαν έρευνα, κατέγραψαν τις παρατηρήσεις τους και παρουσίασαν τα δεδομένα της έρευνας στο σύνολο των μελών της τάξης. Συγκεκριμένα πραγματοποίησαν έρευνα χρησιμοποιώντας της ηλεκτρονικές πηγές που τους έδωσε το QR των καρτών της φάσης της Αφόρμησης.
Μελέτησαν και τον καταιγισμό ιδεών/ Ιδεοθύελλα των συμμαθητών τους και παρουσίασαν τα αποτελέσματα της έρευνας συσχετίζοντάς τα με τους προβληματισμούς και τις αγωνίες των συμμαθητών τους.
Η τελική ιδέα διαμορφώθηκε. Θα εστιάσουμε στην πρόληψη από φυσικές καταστροφές, ακραία καιρικά φαινόμενα, επιδημίες και βίαιη ανθρώπινη συμπεριφορά. Συγκεκριμένα επέλεξαν ότι θέλουμε να βοηθήσουμε στην πρόληψη από σεισμούς, πλημμύρες, πυρκαγιές, πρόθεση για άσκηση κάθε μορφής βίας από άνθρωπο σε άνθρωπο, παροχή βοήθειας σε όσους βρίσκονται σε καραντίνα λόγω covid19. Στόχος να κάνουμε καλύτερη τη ζωή των ανθρώπων.
Οι σεισμοί απειλούν τους ανθρώπους, τα νοικοκυριά τους και τα ζώα. Θέλουμε να ειδοποιούνται έγκαιρα οι άνθρωποι για επικείμενο σεισμό ώστε να μην απειλείται η ζωή τους. Η έγκαιρη ειδοποίηση θα είναι ένα ασύρματο σήμα που θα φεύγει από το ρήγμα του σεισμού σε ένα Κέντρο Πρόληψης και Βοήθειας το οποίο άμεσα θα ενημερώνει τον πληθυσμό.
Οι πλημμύρες είναι απειλή για τον άνθρωπο, τα ζώα και το φυσικό περιβάλλον. Θέλουμε πρόληψη για την αποφυγή αυτών των καταστροφικών συνεπειών. Προτείνουμε τον έλεγχο της στάθμης του νερού σε λίμνες, ποτάμια, μπαζωμένα ρέματα. Όταν η στάθμη του νερού ανέβει πάνω από ένα όριο, τότε θα υπάρχει μια μπάρα που θα ανοίγει και θα κατευθύνει την υπερχείλιση σε συγκεκριμένη κατεύθυνση. Αυτό προϋποθέτει ότι έχουμε φροντίσει να έχουμε να έχουμε διεξόδους για το νερό.
Η πυρκαγιά είναι κι αυτή μια μεγάλη απειλή για τη φύση και όλους τους ζωντανούς οργανισμούς. Επιλέξαμε πυρκαγιά σε ένα σπίτι. Θα πρέπει μόλις ανεβεί η θερμοκρασία πάνω από μια τιμή να ενεργοποιείται ηχητική ειδοποίηση και να ενημερώνεται άμεσα η πυροσβεστική. Γιατί στο σπίτι μπορεί οι άνθρωποι να κοιμούνται αν είναι βράδυ και να μην αντιληφθούν τη φωτιά. Μπορεί στο σπίτι να μένει κάποιο άτομο με αναπηρία και να μην μπορεί να ειδοποιήσει ή να είναι μόνο του κάποιο παιδί ή ηλικιωμένος.
Πολλές φορές άνθρωποι έχουν την πρόθεση να κάνουν κακό σε συνάνθρωπό τους. Σωματική βία, ψυχολογική βία, ενδοοικογενειακή βία, σεξουαλική βία, ηλεκτρονική βία. Το θύμα δεν μπορεί να ζητήσει βοήθεια γιατί βρίσκεται υπό απειλή. Αν όμως φοράει ένα ρολόι συνδεδεμένο ασύρματα με το Κέντρο Πρόληψης και Βοήθειας, πατώντας απλά ένα κουμπί στέλνει σήμα sos με τις συντεταγμένες του τόπου που βρίσκεται. Το Κέντρο άμεσα θα φροντίσει να παρέμβει.
Η επιδημία του covid19 βάζει καθημερινά σε καραντίνα πολλούς συνανθρώπους μας. Μπορεί να αδυνατούν να προμηθευτούν φάρμακα και τρόφιμα. Ειδοποιώντας το Κέντρο Πρόληψης και Βοήθειας ενημερώνουν για τις ανάγκες τους και αμέσως γίνεται αποστολή των προϊόντων και των φαρμάκων με ένα αυτοκινούμενο όχημα στο οποίο στη συνέχεια γίνεται απολύμανση.
Οι αρχιτέκτονες: Οι αρχιτέκτονες ανέλαβαν να κάνουν τα σχέδια για να αναπαραστήσουμε σε μακέτα 3d την πρότασή μας, την ιδέα μας με τη μεγαλύτερη ακρίβεια. Θα χρειαστεί μια λίμνη ή ένα ποτάμι που θα πλημμυρίσει, ένα σπίτι ή ένα δάσος που θα πάρει φωτιά, ένα βουνό που κοντά του θα είναι το ρήγμα του σεισμού, ένα παιδάκι στο πάρκο που το επιτίθεται κάποιος ενήλικας, ένας άνθρωπος που βρίσκεται κλεισμένος σπίτι του σε καραντίνα και δεν μπορεί να αγοράσει τρόφιμα και φάρμακα. Μέσα από τον σχεδιασμό της μακέτας συνειδητοποιήσαμε την ανάγκη να υπάρχει ένα Κέντρο Υποστήριξης και Βοήθειας που θα συμβάλλει στην έγκαιρη αντιμετώπιση αυτών των προβλημάτων.
Μόλις ολοκλήρωσαν οι αρχιτέκτονες τα σχέδια, τα παρουσίασαν στην ομάδα « ΥΠΕΡΗΡΩΕΣ THE FLASH». Βασικά στοιχεία αυτής της δραστηριότητας: η συνεργασία, η επικοινωνία, η ενσυναίσθηση. Μπορείτε να απολαύσετε τους αρχιτέκτονες στο επόμενο βίντεο.
Οι κατασκευαστές: Οι κατασκευαστές ανέλαβαν να κατασκευάσουν την μακέτα με τα υποκείμενά της σύμφωνα με τα σχέδια των αρχιτεκτόνων και την ιδέα του έργου. Βασικά στοιχεία της δραστηριότητας, η συνεργασία, η δημιουργικότητα, η φαντασία, η πρωτοτυπία και η επικοινωνία. Κατάφεραν και κατασκεύασαν μια 3d μακέτα που περιέχει; Το Κέντρο Υποστήριξης και Βοήθειας που είναι ένα κτήριο με τουβλάκια. Ένα σπίτι που απειλείται από πυρκαγιά, φτιαγμένο από τουβλάκια. Ένα βουνό κοντά στο οποίο βρίσκεται ρήγμα σεισμού, φτιαγμένο από ανακυκλώσιμα υλικά. Μια λίμνη, δοχείο φαγητού. Ένας ζωολογικός κήπος στον οποίο τα ζωάκια είναι από πλαστελίνη. Δέντρα χάρτινα στηριγμένα σε γλωσσοπίεστρα. Σήματα της τροχαίας. Δρόμο ζωγραφισμένοι στο χαρτί μέτρου που καλύπτει την επιφάνεια της μακέτας. Οι κατασκευαστές έφτιαξαν έναν οικισμό με το φυσικό του περιβάλλον, το οδικό δίκτυο και τους ανθρώπους του. Έτσι η πρότασή μας είναι πιο ρεαλιστική. Μπορείτε να δείτε την προσπάθεια των τεχνικών στο βίντεο που ακολουθεί.
Γ΄ Φάση:
Κατασκευή ρομποτικών εξοπλισμών
Οι τεχνολόγοι: Οι τεχνολόγοι πρότειναν τον ρομποτικό εξοπλισμό που είναι απαραίτητος για την υλοποίηση της αρχικής ιδέας. Αρχικά με απλά υλικά εφάρμοσαν την ιδέα, πρότειναν βελτιώσεις, πειραματίστηκαν, πραγματοποίησαν διορθώσεις και στη συνέχεια έφτιαξαν τις οριστικές ρομποτικές κατασκευές.
Σχεδίασαν την ιδέα τους.
Έκαναν απλές δοκιμαστικές κατασκευές.
Edison:
Edison Robot: ΓΝΩΡΙΖΟΝΤΑΣ ΤΟ ROBOT EDISON
Πριν ξεκινήσουμε να χρησιμοποιούμε το Edison ρομπότ θα πρέπει να κάνουμε κάποιες ενέργειες:
(1) να το γνωρίσουμε
(2) να επισκεφτούμε την ιστοσελίδα του EdScratch και
(3) να ελέγξουμε ότι όλα λειτουργούν και ότι δεν υπάρχει κάποιο πρόβλημα
μεταφορτώνοντας ένα δοκιμαστικό πρόγραμμα.
Προετοιμασία του Edison ρομπότ
Πρώτα ανοίγουμε το καπάκι της θήκης των μπαταριών και αφαιρούμε από το εσωτερικό
του το καλώδιο μεταφόρτωσης EdComm. Το καλώδιο μεταφόρτωσης EdComm χρησιμοποιείται για να μεταφορτώνουμε προγράμματα στο ρομπότ. Συνδέεται στην υποδοχή ακουστικών του υπολογιστή μας.
Μετά τοποθετούμε στο εσωτερικό του 4 μπαταρίες τύπου AAA. Προσέχουμε να είναι σωστά τοποθετημένες (+/-) και κλείνουμε το καπάκι.
Για να ενεργοποιηθεί το Edison ρομπότ,σύρουμε το διακόπτη που βρίσκεται στο κάτω μέρος του, στο On. Το ρομπότ θα ανταποκριθεί αναβοσβήνοντας τα κόκκινα LED του.
( Υποστηρικτικό υλικό για να γνωρίσουμε το robot Edison υπάρχει στη σελίδα :https://elearn.ellak.gr/mod/book/tool/print/index.php?id=3790 )
Για να χρησιμοποιήσουμε το Edison ρομπότ θα πρέπει να γνωρίζουμε που είναι οι αισθητήρες του και τι κάνουν τα 3 κουμπιά του.
(Play – Εκκίνηση του προγράμματος, Stop – Τερματισμό του προγράμματος, Record – 1 πάτημα = μεταφόρτωση προγράμματος,3 πατήματα = σάρωση γραμμωτού κώδικα (Barcode).)
Ο αισθητήρας ανίχνευσης γραμμής του Edison ρομπότ αποτελείται από δύο μέρη:
- ένα κόκκινο LED
- και ένα αισθητήρα φωτός.
Ο αισθητήρας ανίχνευσης γραμμής διαβάζει ειδικούς γραμμωτούς κώδικες για να ενεργοποιήσει προεγκατεστημένα προγράμματα. Το κόκκινο LED φωτίζει την πίστα και εφόσον αυτή είναι άσπρη, το φως ανακλάται και ο αισθητήρας ανιχνεύει μεγάλη ένταση φωτός. Αντίθετα, εάν η πίστα είναι μαύρη ,το φως δεν ανακλάται και ο αισθητήρας ανιχνεύει μικρή ένταση.
(Αισθητήρας ήχου, κουμπί Record, κουμπί Stop, κουμπί Play, Αριστερός αισθητήρας φωτός, Αριστερό υπέρυθρο LED, Αριστερό κόκκινο LED, Δεξιός αισθητήρας φωτός, Δεξί υπέρυθρο LED, Δεξί κόκκινο LED. Οι αισθητήρες και τα κουμπιά του Edison ρομπότ, Αισθητήρας ανίχνευσης γραμμής, Διακόπτης On/Off)
Το Edison το χρησιμοποιήσαμε γιατί στοχεύουμε στην αποστολή βοήθειας στους ανθρώπους που βρίσκονται σε καραντίνα λόγω του covid19. Κάποιοι άνθρωποι που βρίσκονται σε καραντίνα αδυνατούν να καλύψουν τις ανάγκες τους σε είδη πρώτης ανάγκης όπως για παράδειγμα τρόφιμα και είδη υγιεινής. Αδυνατούν ακόμη να προμηθευτούν φάρμακα. Αυτοί οι άνθρωποι ειδοποιούν το Κέντρο Υποστήριξης και Βοήθειας, το οποίο φροντίζει να καλύψει τις ανάγκες τους στέλνοντας το Edison με τις ανάλογες προμήθειες. Το Edison είναι ένα αυτοκινούμενο όχημα, το οποίο κατευθύνεται προς τον προορισμό του, όπως τα αυτοκινούμενα οχήματα του μέλλοντος που θα κινούνται μόνα τους σε μια πόλη. Το όχημά μας κινείται με τρεις εναλλακτικούς τρόπους. Ακολουθεί τη γραμμή, έτσι μπορεί να ακολουθήσει μια συγκεκριμένη πορεία. Υπάρχει η δυνατότητα οι άνθρωποι που χρειάζονται βοήθεια να εκπέμπουν φωτεινό σήμα από το σπίτι τους. Το όχημά μας ακολουθώντας τη φωτεινή δέσμη μπορεί να οδηγηθεί στο σπίτι παρέχοντας τα αγαθά που χρειάζονται. Μπορεί επίσης το όχημά μας να κινείται προς κάθε κατεύθυνση ακολουθώντας το χάρτη που έχει στη μνήμη του αφού το Κέντρο Υποστήριξης και Βοήθειας του δώσει τις συντεταγμένες. Σε αυτή την περίπτωση κινείται με το το DVD Control.
Μελετήσαμε τις οδηγίες λειτουργίας του Edison.
Το ρομποτικό μας όχημα κινείται ακολουθώντας τη γραμμή,
ακολουθώντας δέσμη φωτός,
Και με το DVD player.
Arduino: Τι είναι το Arduino
Το Arduino είναι ένας μικροελεγκτής μονής πλακέτας, δηλαδή μια απλή μητρική πλακέτα ανοικτού κώδικα με ενσωματωμένο μικροελεγκτή και εισόδους/εξόδους, η οποία μπορεί να προγραμματιστεί με τη γλώσσα Wiring (ουσιαστικά πρόκειται για τη γλώσσα προγραμματισμού C++ και ένα σύνολο από βιβλιοθήκες, υλοποιημένες επίσης στην C++ ). Το Arduino μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ανάπτυξη ανεξάρτητων διαδραστικών αντικειμένων αλλά και να συνδεθεί με υπολογιστή μέσω προγραμμάτων σε Processing, Max/MSP, Pure Data, SuperCollider. Οι περισσότερες εκδόσεις του Arduino μπορούν να αγοραστούν προ-συναρμολογημένες· το διάγραμμα και πληροφορίες για το υλικό είναι ελεύθερα διαθέσιμα για αυτούς που θέλουν να συναρμολογήσουν το Arduino μόνοι τους. (Βικιπαίδεια https://el.wikipedia.org/wiki/Arduino ).
Το Arduino μπορεί να τροφοδοτηθεί με ρεύμα είτε από τον υπολογιστή μέσω της σύνδεσης USB, είτε από εξωτερική τροφοδοσία που παρέχεται μέσω μιας υποδοχής φις των 2.1mm (θετικός πόλος στο κέντρο) και βρίσκεται στην κάτω-αριστερή γωνία του Arduino.
Για να μην υπάρχουν προβλήματα, η εξωτερική τροφοδοσία πρέπει να είναι από 7 ως 12V και μπορεί να προέρχεται από ένα κοινό μετασχηματιστή του εμπορίου, από μπαταρίες ή οποιαδήποτε άλλη πηγή DC. (https://4dimkal-robot.weebly.com/tiota-epsilon943nualphaiota-tauomicron-arduino.html).
Στην πάνω πλευρά του Arduino Uno βρίσκονται 12 ψηφιακοί θηλυκοί ακροδέκτες (Pin) εισόδου/εξόδου, αριθμημένοι από το 2-13. Λειτουργούν στα 5V και έχουν τη δυνατότητα να δεχτούν ή να παρέχουν τάση μέχρι 40 mA. Οι ακροδέκτες αυτοί μπορούν να τεθούν ως είσοδοι ή έξοδοι μέσα από το προγραμματιστικό περιβάλλον του arduino.
Οι τεχνολόγοι μελέτησαν και παρουσίασαν την ανάγκη να υπάρχουν αισθητήρες για να παίρνουν τα ερεθίσματα του περιβάλλοντος και οι τιμές που θα παίρνουν να καθορίζουν τη δραστηριότητά τους. Έτσι χρησιμοποιήσαμε arduino uno και αισθητήρες θερμοκρασίας για την πυρκαγιά, αισθητήρα υγρασίας για την πλημμύρα. Χρησιμοποιήσαμε led που είναι ο τρόπος να στέλνουμε τα μηνύματα SOS, motor για να ανοιγοκλείνει μπάρα αποσυμφόρησης νερού όταν ανεβαίνει η στάθμη του νερού για την αποφυγή πλημμύρας. Button για ηχητική προειδοποίηση ότι κάποιο παιδί ή ενήλικας απειλείται από κάθε είδους παρενόχληση.
Παρουσιάσαμε τη σκέψη μας συμπληρώνοντας εννοιολογικό χάρτη κατά τη διάρκεια της τηλεκπαίδευσης, συνειδητοποιώντας την αναγκαιότητα χρήσης αισθητήρων.
Παρακολουθήστε το βίντεο:
Μέσα από ένα παιχνίδι με καρτέλες γνωρίσαμε τον εξοπλισμό μας. Arduino, motor, sensor, led, button, breadboard, καλώδια. Τα μέλη όλων των ομάδων συμμετείχαν ενεργά. Έγινε έρευνα για τον εξοπλισμό και τη χρήση του και παρουσίασή της. Αντιστοιχίσαμε καρτελάκια με το όνομα κάθε μέρους του εξοπλισμού μας με το αντίστοιχο αντικείμενο. Ένα ενδιαφέρον και αποτελεσματικό παιχνίδι που απέδειξε ότι οι Υπερήρωες τα κατάφεραν.
Δημιουργήσαμε τάξη με όνομα THE FLASH στο online περιβάλλον tinkercad δοκιμάζοντας τις πρώτες μας συνδέσεις. Ξεκινήσαμε με το πως ανάβει ένα λαμπάκι και συνεχίσαμε σε συνδέσεις αισθητήρων με Arduino.
Αισθητήρας Υγρασίας & Θερμοκρασίας DHT11
https://grobotronics.com/humidity-sensor-dht11-module.html
Ο αισθητήρας αυτός, χρησιμοποιείται για την μέτρηση της υγρασίας και της θερμοκρασίας του χώρου με ψηφιακή έξοδο. Το εύρος υγρασίας που μετράει είναι 20-80% και το εύρος της θερμοκρασίας είναι 0-50 °C. Η τροφοδοσία κυμαίνεται μεταξύ 3.0V έως 5.0V DC. Συμβατός με τις περισσότερες αναπτυξιακές πλακέτες, όπως Arduino, Raspberry.
Χρησιμοποιήσαμε αυτόν τον αισθητήρα σαν αισθητήρα θερμοκρασίας. Ο αισθητήρας αυτός βρίσκεται σε κάθε σπίτι. Όταν η θερμοκρασία υπερβεί μια ορισμένη τιμή που έχουμε δώσει, ενεργοποιείται το led SOS και το Κέντρο Υποστήριξης και Βοήθειας που λαμβάνει το σήμα SOS ειδοποιεί την πυροσβεστική υπηρεσία για άμεση επέμβαση. Στο σπίτι μπορεί να μένουν άτομα με ειδικές ανάγκες, ηλικιωμένοι, ασθενείς, που αδυνατούν να αντιδράσουν σε μια πυρκαγιά. Μπορεί επίσης να ξεσπάσει πυρκαγιά κατά τη διάρκεια της νύχτας και οι άνθρωποι να κοιμούνται αδυνατώντας για οποιαδήποτε αντίδραση. Η άμεση επέμβαση της πυροσβεστικής μπορεί να σώσει ζωές και περιουσίες.
Οι συνδέσεις μας: Συνδέσαμε τη δίοδο του αισθητήρα θερμοκρασίας με την ψηφιακή θύρα 4, τη γείωση ( καφέ καλώδιο) και 5V ( κόκκινο καλώδιο).
Αισθητήρας Υγρασίας/ Συνδεσμολογία
Η ανίχνευση υγρών επιπέδων ή με άλλα λόγια, η μέτρηση του επιπέδου υγρού σε βαθιές δεξαμενές ή νερό σε δεξαμενές γίνεται προκειμένου να ελεγχθεί το βάθος του νερού και να αποφευχθεί η υπερχείλιση. Σκοπός της μέτρησης στάθμης είναι να προσδιοριστεί το επίπεδο του υγρού ανά πάσα στιγμή και να γίνει η απαιτούμενη λειτουργία ανάλογα. Ο αισθητήρας που χρησιμοποιούμε είναι συμβατός με arduino και λειτουργεί με βάση τις μετρήσεις αντίστασης, δηλαδή λειτουργεί με βάση την αλλαγή αντίστασης.
Σε αυτή τη μονάδα, υπάρχουν παράλληλες γραμμές αγωγιμότητας που συνδέονται με το έδαφος και είναι στην πραγματικότητα η διαδρομή του ηλεκτρικού ρεύματος. Το νερό είναι ένας καλός αγωγός έτσι όταν αυτές οι γραμμές είναι στο νερό, θα είναι βραχυκύκλωμα, και η αντίσταση της ενότητας μειώνεται.
Με τον καθορισμό της μονάδας στο υγρό δοχείο, η μεταβλητή αντίσταση θέτει σε μια συγκεκριμένη τιμή με βάση τη στάθμη του νερού. Η ενότητα μετρά αυτή την αναλογική αντίσταση και την στέλνει στον Arduino. Το Arduino χρησιμοποιεί αυτήν την τιμή απευθείας ή μετατρέποντας αυτήν την τιμή σε ψηφιακό ποσό.
Αυτός ο αισθητήρας στάθμης νερού έχει 3 καρφίτσες. 2 από αυτά είναι για ισχύ (+), συνδέονται με το +5V και έδαφος (-), που συνδέονται με το επίγειο τερματικό του Arduino. Η άλλη καρφίτσα (S), είναι ο αναλογικός πείρος εξόδου.
Αισθητήρας υγρασίας: Τον τοποθετούμε σε ένα δοχείο με νερό προσομοιώνοντας μια λίμνη ή ένα ποτάμι. Όταν η στάθμη του νερού ανέβει περισσότερο από μια συγκεκριμένη τιμή, ενεργοποιείται ο κινητήρας ο οποίος ανοίγει μια μπάρα για τη διαφυγή του νερού και την αποφυγή πλημμυρικών φαινομένων. Πιστεύουμε ότι η πρόληψη από πλημμύρες μπορεί να σώσει ανθρώπους, ζώα και το φυσικό περιβάλλον.
Οι συνδέσεις μας: Συνδέσαμε τη δίοδο του αισθητήρα στάθμης νερού με την αναλογική θύρα Α1, τη γείωση ( καφέ καλώδιο) και 5V ( κόκκινο καλώδιο).
Οι συνδέσεις μας: Χρησιμοποιήσαμε έναν μικροελεκτή Arduino uno. Για το led: Η δίοδος εκπομπής φωτός συνδέθηκε στην ψηφιακή έξοδο με αριθμό13. Επιλέξαμε για γείωση το καφέ καλώδιο που συνδέσαμε στη θύρα CNG και το κόκκινο καλώδιο στα 5V. Το led ανάβει σε όλες τις περιπτώσεις έκτακτης ανάγκης. Προειδοποιεί για ενδεχόμενο κίνδυνο. Ενεργοποιείται όταν η θερμοκρασία ανεβεί πάνω από ορισμένη τιμή προειδοποιώντας για κίνδυνο πυρκαγιάς. Ενεργοποιείται όταν η στάθμη του νερού ανεβεί πάνω από ορισμένη τιμή, προειδοποιώντας για το ενδεχόμενο πλημμύρας.
Για να πραγματοποιήσουμε περισσότερες μονάδες χρησιμοποιήσαμε breadboard για να δώσουμε σε όλες τα 5v και τη γείωση από το Arduino.
Συνδέσαμε τον ενεργοποιητή /motor με την ψηφιακή θύρα -9, τη γείωση ( καφέ καλώδιο) και 5V ( κόκκινο καλώδιο). Όταν ανεβαίνει η στάθμη του νερού στη λίμνη μας πάνω από μια ορισμένη τιμή, ο κινητήρας θα κάνει κίνηση 90ο ανοίγοντας μια μπάρα για την αποσυμφόρηση από το νερό και την αποφυγή πλημμύρας.
Το έξυπνο ρολόι: Το ρολόι αυτό το φοράν τα παιδιά για να εκπέμπουν σήμα SOS σε κάθε ενδεχόμενο κίνδυνο. Το ρολόι έχει ενσωματωμένο ένα κουμπί, button, το οποίο μπορεί να πατήσει όποιος το φοράει εκπέμποντας σήμα sos μέσω ενός led που ανάβει και στέλνει σήμα κινδύνου στο Κέντρο Υποστήριξης και Βοήθειας. Με το ρολόι αυτό θέλουμε να σταματήσουμε τις απαγωγές των παιδιών, τις παρενοχλήσεις κάθε είδους για να είναι και να νιώθουν όλα τα παιδιά ασφαλή και προστατευμένα.
Το led, πορτοκαλί χρώματος, είναι συνδεδεμένο στην ψηφιακή θύρα 13 και τη γείωση, σε Arduino uno. Το button είναι συνδεδεμένο στην ψηφιακή θύρα 7 και την αναλογική γείωση.
Συνδέσαμε τα δύο «ποδαράκια» του button κολλώντας τα με καλάι με δίκλωνο καλώδιο για να κάνουν επαφή ενεργοποιώντας το button. Για ομοίωμα παιδιού σε κίνδυνο, χρησιμοποιήσαμε ένα λούτρινο αρκουδάκι γιατί το υλικό του μας βοήθησε να περάσουμε τα καλώδια στο εσωτερικό του και να μη φαίνονται.
led
Δ΄ Φάση:
Κωδικοποίηση, αποκωδικοποίηση μηνυμάτων, προγραμματισμός, λειτουργία, βελτιώσεις
Α) Εισαγωγή στον προγραμματισμό
Οι Υπερήρωες THE FLASH αγωνιζόμαστε για το καλό της ανθρωπότητας με στόχο την πρόληψη από απειλές που αντιμετωπίζουν οι άνθρωποι. Έχουν δοθεί λύσεις για την αντιμετώπιση προβλημάτων που οφείλονται σε φυσικές καταστροφές, ακραία καιρικά φαινόμενα και ανθρώπινη βίαιη συμπεριφορά. Εμείς έχουμε ως βασικό στόχο την πρόληψη για την αποφυγή δυσάρεστων καταστάσεων για τους ανθρώπους. Όπως όλες οι «σοβαρές» ομάδες, χρειαζόμαστε έναν μυστικό κώδικα επικοινωνίας, για να ανταλλάσσουμε μηνύματα με απόλυτη ασφάλεια. Οι προγραμματιστές ανέλαβαν δράση. Έτσι φτιάξαμε διάφορους μυστικούς κώδικες για να επιλέξουμε τον πιο αποτελεσματικό. Τα μηνύματά μας είναι μεγάλης σημασίας και δεν πρέπει να αποκαλυφθεί το περιεχόμενό τους. Επιστρατεύσαμε την φαντασία και τη δημιουργικότητα για να πετύχουμε τον στόχο μας.
Μέσα από την πανάρχαιη διαδικασία της κωδικοποίησης και αποκωδικοποίησης μηνυμάτων πραγματοποιήσαμε με ευχάριστο, δημιουργικό κι ενδιαφέρων τρόπο την εισαγωγή στον προγραμματισμό. Δημιουργήσαμε μυστικούς κώδικες με αντικατάσταση γραμμάτων με αριθμούς. Δοκιμάσαμε τους κώδικες, εντοπίσαμε τα λάθη, κάναμε αποσφαλμάτωση και βελτίωση κι επιλέξαμε τον κώδικα που θα χρησιμοποιήσουμε. Για να εξασφαλίσουμε την ασφάλεια του κώδικα από ενδεχόμενο «σπάσιμο» τον αλλάξαμε μετά από λίγο καιρό.
Το ταξίδι στην κατανόηση του προγραμματισμού μπορείτε να παρακολουθήσετε στο βίντεο όπως το ζήσαμε κατά την τηλεκπαίδευση :
- Μυστικός κώδικας των THE FLASH!
Β) Προγραμματισμός
Συνεχίσαμε τον προγραμματισμό με τηλεκπαίδευση στο διαδικτυακό περιβάλλον code.org. Ιδρύσαμε την τάξη μας και της δώσαμε το όνομα της ομάδας μας THE FLASH! Η είσοδος κάθε μαθητή πραγματοποιήθηκε με τον προσωπικό του κωδικό που επιλέξαμε να είναι ο συνδυασμός του ονόματος σε αντιστοίχιση με τη σωστή κάρτα. Οι κάρτες κοινοποιήθηκαν σε κάθε μαθητή με προσωπικό μήνυμα. Οι οδηγίες σύνδεσης και η ηλεκτρονική διεύθυνση αναρτήθηκαν στον τοίχο της ηλεκτρονικής μας τάξης.
Κατανοήσαμε τις βασικές δομές προγραμματισμού, με ευχάριστο, δημιουργικό και διασκεδαστικό τρόπο. Τη δομή ακολουθίας, τη δομή επανάληψης και τη δομή επιλογής.
Η τάξη μας:
Οι πίστες μας/ η πρόοδός μας:
Δομή Ακολουθίας:
Δομή Επανάληψης:
Δομή Επιλογής/ if:
2.Code.org: Κατά την τηλεκπαίδευση εξοικειωθήκαμε με το περιβάλλον προγραμματισμού, οι μαθητές εργαζόταν στον ελεύθερο χρόνο τους και συνεχίσαμε με την επιστροφή στο σχολείο. Επεκτείναμε τη δραστηριότητα δημιουργώντας σχολή γονέων στην οποία οι μαθητές πρόσθεσαν στην τάξη μας τους γονείς τους και τους δίδαξαν τις βασικές αρχές προγραμματισμού εκμεταλλευόμενοι τον εγκλεισμό λόγω καραντίνας. Παρακολουθήστε το βίντεο που ακολουθεί.
Γ) Προγραμματίζοντας το Edison
Το Edison είναι αυτοκινούμενο όπως τα αυτοκίνητα του μέλλοντος που θα μπορούν να κινούνται χωρίς οδηγό. Με τον τρόπο αυτό προσφέρουμε άμεση βοήθεια σε όσους βρίσκονται σε καραντίνα κι έχουν ανάγκη από τρόφιμα, είδη υγιεινής και φάρμακα οποιαδήποτε στιγμή χωρίς τον κίνδυνο μετάδοσης της νόσου. Το όχημά μας κινείται με τρεις τρόπους:
Τηλεκατευθυνόμενη κίνηση
Το όχημά μας κινείται με το DVD player προσομοιώνοντας την αυτοκινούμενη κίνηση.
Προγραμματισμός ως τηλεκατευθυνόμενο(Τηλεκατευθυνόμενη κίνηση):
Τα παρακάτω barcode επιτρέπουν στο Edison να μάθει να κινείται με τη βοήθεια του τηλεκοντρόλ της τηλεόρασης ή του DVD player.
Διάβασμα του κώδικα
1.Τοποθετούμε το ρομπότ από τη δεξιά μεριά και με φορά προς τo barcode που πρόκειται να προσπελάσει
- Πιέζουμε το κουμπί εγγραφής (στρόγγυλο) 3 φορές
- Το Edison θα κινηθεί ευθεία και θα σκανάρει το barcode.
Μαθαίνουμε στο Edison ένα barcode κάθε φορά. Χρησιμοποιούμε τα κουμπιά του τηλεκοντρόλ και ορίζουμε κάθε κίνηση με το αντίστοιχο κουμπί, για παράδειγμα χρησιμοποιούμε το πάνω βέλος(αυτό που ανεβάζει την ένταση της φωνής) για να κινηθεί ευθεία μπροστά. Μπορούμε να κάνουμε αργότερα αλλαγές, έτσι ώστε να διευκολύνεται η κίνηση του ρομπότ από το τηλεκοντρόλ. Τώρα το ρομποτάκι μας έγινε τηλεκατευθυνόμενο! Το Edison είναι συμβατό με το 75% περίπου των τηλεκοντρόλ. Εάν τύχει να μην δουλέψει με κάποιο τηλεκοντρόλ, τότε δοκιμάζουμε κάποιο άλλο. Εάν κανένα από τα τηλεκοντρόλ μας δεν είναι συμβατό, τότε μπορούμε να αγοράσουμε κάποιο φθηνό τύπου ‘universal’ και να το σετάρουμε σαν να είναι ένα Sony DVD player.
Ακολουθώντας τη γραμμή
Στη συνέχεια μέσω του περιβάλλοντος edscratch έγινε ο προγραμματισμός ώστε το Edison πατώντας το play ή χτυπώντας παλαμάκια να ακολουθεί μια συγκεκριμένη γραμμή στην συγκεκριμένη περίπτωση από το Κέντρο Υποστήριξης και Βοήθεια στο σπίτι που κάποιος άνθρωπος βρίσκεται σε καραντίνα λόγω του covid19 και έχει ανάγκη από είδη πρώτης ανάγκης, είδη υγιεινής και φάρμακα. Ένας αισθητήρας χρώματος θα καθορίζει τη διαδρομή που θα ακολουθήσει. Ακολουθώντας τη μαύρη γραμμή, θα φτάσει στο σπίτι που έστειλε σήμα SOS στο Κέντρο Υποστήριξης και Βοήθειας, μεταφέροντας τα αγαθά που οι ένοικοι του σπιτιού έχουν ανάγκη. Κατά τη διαδρομή του το robot Edison, με τους υπέρυθρους αισθητήρες θα αποφεύγει τυχόν εμπόδια που μπορεί να συναντήσει. Το robot εdison, αποτελεί μια πρακτική λύση για την αρχική ενασχόληση των μαθητών της ηλικίας των επτά και οκτώ ετών.
Ο κώδικας που χρησιμοποιήθηκε είναι ο εξής:
Θα μπορούσε επίσης να γίνει και με το barcode:
Το παραπάνω barcode ενεργοποιεί το αντίστοιχο πρόγραμμα. Το ρομπότ χρησιμοποιεί τον αισθητήρα ανίχνευσης γραμμής και τον κινητήρα του για να ακολουθεί το μαύρο ίχνος.
Διάβασμα του κώδικα:
1.Τοποθετούμε το ρομπότ από τη δεξιά μεριά και με φορά προς το barcode που πρόκειται να προσπελάσει
- Πιέζουμε το κουμπί εγγραφής (στρόγγυλο) 3 φορές
- Το Edison θα κινηθεί ευθεία και θα σκανάρει το barcode
Τι κάνουμε :
Αρχικά θα πρέπει να σχεδιάσουμε τη διαδρομή. Τοποθετούμε το Edison στη μία άκρη της διαδρομής έτσι ώστε ο αισθητήρας να βρίσκεται εκτός της γραμμής. Έπειτα, πιέζουμε το κουμπί play (τρίγωνο) και παρακολουθούμε το ρομπότ να ακολουθεί τη διαδρομή που σχεδιάσαμε.
Εξήγηση:
Ο αισθητήρας ανίχνευσης γραμμής εκπέμπει φως προς την επιφάνεια της πίστας και μετρά το ποσό του φωτός που ανακλάται. Η λευκή επιφάνεια ανακλά το φως, δίνοντας μια μεγάλη τιμή, ενώ η μαύρη ανακλά πολύ λίγο φως και ο αισθητήρας λαμβάνει μία μικρή τιμή. Το ρομπότ βρίσκεται σε μία συνεχή κατάσταση «δυσαρέσκειας». Γιατί συμβαίνει αυτό;
Όταν βρίσκεται εκτός της γραμμής, στρίβει δεξιά για να επιστρέψει πάνω στη μαύρη γραμμή. Αντίθετα, όταν βρίσκεται πάνω στη γραμμή, στρίβει αριστερά για να βγει εκτός διαδρομής. Αυτό έχει σαν συνέπεια να ακολουθεί συνεχώς τη διαδρομή. Επισημάνσεις για τη λειτουργία των αισθητήρων ανίχνευσης του είδους της επιφάνειας επάνω στην οποία βρίσκεται/κινείται το robot:
Ο αισθητήρας ανίχνευσης του είδους της επιφάνειας επάνω στην οποία βρίσκεται/κινείται το robot, βρίσκεται στο μπροστινό μέρος της κάτω πλευράς του robot Edison.. Σκοπός του αισθητήρα αυτού είναι να ανιχνεύει κατά πόσο το robot Edison βρίσκεται/κινείται σε ανοιχτόχρωμη ή σκουρόχρωμη επιφάνεια. Για να λειτουργήσει σωστά ο αισθητήρας αυτός, πρέπει:
- Η επιφάνεια προς ανίχνευση (είτε είναι ανοιχτόχρωμη είτε είναι σκουρόχρωμη) να ΜΗΝ είναι γυαλιστερή.
- Η επιφάνεια προς ανίχνευση (είτε είναι ανοιχτόχρωμη είτε είναι σκουρόχρωμη) να ΜΗΝ είναι εξαιρετικά μικρού εμβαδού.
- Η έναρξη λειτουργίας του αισθητήρα αυτού πρέπει να γίνει με το robot Edison τοποθετημένο σε ΑΝΟΙΧΤΟΧΡΩΜΗ επιφάνεια αρχικά.
- Σε ανοιχτόχρωμη επιφάνεια σχεδιάσαμε και ζωγραφίσαμε με μαύρο μαρκαδόρο την πορεία που ακολουθεί το Edison. Η έντονη αντίθεση χρώματος εξασφαλίζει τη σωστή λειτουργία του αισθητήρα. ανίχνευσης του είδους της επιφάνειας επάνω στην οποία βρίσκεται/κινείται το robot Edison. Η γραμμή δε θα πρέπει να είναι γυαλιστερή. Το πλάτος της θα πρέπει να είναι τουλάχιστον 1,5 εκατοστών για να είναι ανιχνεύσιμη από τον αισθητήρα. Η πορεία που ακολουθεί το Edison από το Κ.Υ.Β. στο σπίτι είναι η ίδια που θα ακολουθήσει και για την επιστροφή. Σε περίπτωση που επιθυμούμε η διαδρομή από την αφετηρία προς τον προορισμό μας να είναι διαφορετική από την πορεία από τον προορισμό τον τερματισμό, οι δύο αυτές πορείες θα πρέπει να απέχουν τουλάχιστον 12 εκατοστά για να εξασφαλίσουμε ότι το όχημα θα ακολουθήσει τη σωστή διαδρομή. Σε αυτή την περίπτωση, στην υπόλοιπη διαδρομή η απόσταση μεταξύ πορειών αυξομειώνεται αλλά οι πορείες δεν πρέπει να τέμνονται στη διαδρομή.
Ακολουθώντας δέσμη φωτός/ ακολουθώντας τον φακό
Το Edison κινείται ακολουθώντας με το φως, σαρώνοντας γραμμωτό κώδικα. Οι αισθητήρες ανίχνευσης φωτός λειτουργούν με τον τρόπο που λειτουργεί όταν κινείται ακολουθώντας τη γραμμή. Σκανάραμε τον γραμμωτό κώδικα. Χρειαστήκαμε ένα φακό και μία επίπεδη επιφάνεια σε ένα σκοτεινό ή ημισκοτεινό χώρο. Πατήσαμε το κουμπί Play (τρίγωνο) και σημαδέψαμε το Edison με το φακό. Μόλις είδε τη φωτεινή πηγή κατευθύνθηκε προς αυτή. Κουνώντας το φακό μπορούμε να οδηγήσουμε το Edison.
Ακολουθώντας το φως barcode:
Προγραμματίζοντας Arduino uno
Ενδεικτικά κάποιοι τρόποι προγραμματισμού του Arduino uno:
Χρησιμοποιήσαμε το TinkerCAD γιατί μας δίνει ο πλεονέκτημα της προσομοίωσης που συμβάλλει καθοριστικά στην εξοικείωση.
Χρησιμοποιήσαμε τη βιβλιοθήκη Arduino και αλλάξαμε τις μεταβλητές για κώδικες IDE/ writing, σύμφωνα με το σενάριο και τον σκοπό του έργου μας. Δηλαδή, ο αισθητήρας υγρασίας όταν η στάθμη του νερού υπερβεί ένα όριο στέλνει σήμα και ενεργοποιείται ο κινητήρας που έχει θέση φράγματος για την αποφυγή πλημμύρας. Όταν η θερμοκρασία υπερβεί ένα όριο, στέλνει σήμα, ειδοποιείται η πυροσβεστική. Όταν κάποιος άνθρωπος βρίσκεται σε κίνδυνο, ενεργοποιεί το σήμα SOS μέσω ενός button.
ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΤΗΣ ΠΡΟΤΑΣΗΣ ΜΑΣ
Η παρουσίαση της πρότασής μας στο βίντεο που ακολουθεί.
ΔΙΑΧΥΣΗ
Η Διάχυση του έργου μας πραγματοποιήθηκε με τη δημοσίευσή του στην ιστοσελίδα του σχολείου μας, με δια ζώσης παρουσίαση στον διευθυντή και τους συναδέλφους, με παρουσίαση του τελικού βίντεο στους μαθητές (you tube) των τάξεων του σχολείου μας και τους γονείς των μαθητών μέσω webex.
ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ
:https://elearn.ellak.gr/mod/book/tool/print/index.php?id=3790
https://el.wikipedia.org/wiki/Arduino
Βίντεο https://www.youtube.com/watch?v=LTh6Q_ZwpsA
https://4dimkal-robot.weebly.com/tiota-epsilon943nualphaiota-tauomicron-arduino.html
https://grobotronics.com/humidity-sensor-dht11-module.html
https://meetedison.com/content/EdBooks/Greek/Edbook2_mgeorgan%20greek.pdf
http://gym-trachoni-lem.schools.ac.cy/images/myuploads/documents/Edison_Robot.pdf
https://meetedison.com/content/EdBooks/Greek/Edbook1_mgeorgan%20greek.pdf