ΘΕΜΑ: Κάνοντας Έξυπνο ένα Κουκλόσπιτο
Α. Σύντομη Περιγραφή Έργου
Στον κόσμο της τεχνολογίας και του προγραμματισμού υπάρχουν πολλά στερεότυπα! Ενδεικτικά, τα περισσότερα παιχνίδια στο Scratch σχετίζονται με αθλήματα (ποδόσφαιρο, μπάσκετ κλπ), αγώνες αυτοκινήτων, μάχες και γενικά αντικείμενα που λίγο ενδιαφέρουν τα κορίτσια. Τα DIY εκπαιδευτικά projects (arduino, microbit κλπ), σε μεγάλο βαθμό σχετίζονται με αντικείμενα που πυροδοτούν περισσότερο το ενδιαφέρον των αγοριών, όπως αυτοκίνητα, αγώνες SUMO κλπ. Αυτές οι σκέψεις οδήγησαν στην ιδέα, να αναπτυχθεί ένα εκπαιδευτικό πρόγραμμα στον χώρο της τεχνολογίας, που χωρίς εκπτώσεις σε σύγχρονα μέσα και μεθόδους, θα πυροδοτήσει το ενδιαφέρον κοριτσιών! Story telling, διακόσμηση, μουσική, σχεδιασμός και τεχνολογία θα συνδυαστούν τέλεια, αυτή τη φορά με τα μάτια και το μυαλό τριών μικρών κοριτσιών Δ’ Δημοτικού!
B. Έξυπνο Κουκλόσπιτο
Τα κουκλόσπιτα σίγουρα αρέσουν στα περισσότερα κορίτσια και φυσικά και σε πολλά αγόρια. Η ιδέα είναι να χρησιμοποιηθεί ένα κλασικό κουκλόσπιτο με τέτοιον τρόπο, ώστε να εμπλακούν στον χώρο της τεχνολογίας και του προγραμματισμού και μαθητές/μαθήτριες που δεν συμπαθούν τις κλασικές προσεγγίσεις που περιγράφηκαν παραπάνω. Για τον σχεδιασμό και ανάπτυξη ενός έξυπνου κουκλόσπιτου, μερικές ιδέες είναι οι εξής:
| Δράση | Στόχος | Εργαλείο/Τρόπος |
|---|---|---|
| Παραμετροποιήσιμος σχεδιασμός επίπλων και αντικειμένων με προγραμματιστικά μπλοκ | Προγραμματισμός | Tnkercad Codeblocks |
| Εκτύπωση επίπλων – αντικειμένων για διακόσμηση και σύνθεση κουκλόσπιτου | Story telling, 3d printing | 3D printer tools |
| Ανάπτυξη αυτοματισμών – μετατροπή σε έξυπνο σπίτι | Ηλεκτρονική, προγραμματισμός, ρομποτική | Microbit/Mind+ |
Γ. Σχεδιασμός
Δεδομένου ότι η ομάδα αποτελείται από μαθήτριες Δ’ Δημοτικού, το project και τα εργαλεία που χρησιμοποιήθηκαν προσαρμόστηκαν αναλόγως. Για τον λόγο αυτό, χρησιμοποιήθηκε ως βάση ένα έτοιμο, “γυμνό” κουκλόσπιτο, όπως το παρακάτω:
Για τον τριασδιάστατο σχεδιασμό επίπλων και λοιπών αντικειμένων βατών σχημάτων (κρεβάτια, κορνίζες, πλαίσια κλπ) χρησιμοποιήθηκε η πλατφόρμα Codeblocks της Tinkercad. Mε την χρήση παραμέτρων, βασικών αρχών/εργαλείων προγραμματισμού (ακολουθιακή εκτέλεση εντολών, επαναλήψεις κλπ), αλλά και με την αξιοποίηση 3D printer, οι μαθήτριες κατάφεραν το άλμα τους από την φαντασία τους, στον πραγματικό κόσμο, έστω και σε μικρότερη κλίμακα.
Για την ανάπτυξη των αυτοματισμών χρησιμοποιήθηκαν απλά ηλεκτρονικά εξαρτήματα που μπορούν εύκολα να ελεγχθούν από την πλατφόρμα Microbit, με το οπτικό προγραμματιστικό περιβάλλον Mind+. LEDs, κινητήρες (servo, dc) και απλοί αισθητήρες υπερύθρων, ήταν μερικές από τις επιλογές για την μετατροπή του απλού κουκλόσπιτου σε ένα έξυπνο κουκλόσπιτο που χρησιμοποιεί λύσεις από τον χώρο της τεχνολογίας, για να κάνει τη ζωή των ενοίκων πιο εύκολη και διασκεδαστική.
Δ. Υλικά
Βασικά υλικά που χρησιμοποιήθηκαν:
- Κουκλόσπιτο
- Filament για τις εκτυπώσεις επίπλων/τρισδιάστατων μοντέλων
- Μακετόχαρτο
- Υλικά χειροτεχνίας
- micro:bit
- Επεκτάτης micro:bit
- Standard Servo Motor
- DC Motor
- LED strips
- Αναλώσιμα ηλεκτρονικών (καλώδια, αντιστάσεις κλπ)
- Photodiode
- Line Tracking sensors (X 2)
- DC Converter (12->5V)
- H-Bridge
- LiPo Battery (12V)
- Relays (X 2)
- Ντίζα 70 εκατοστών με σπείρωμα
- Υφάσματα
- Laptop (για την ανάπτυξη του προγράμματος ελέγχου του Microbit με Scratch και τον έλεγχο της διεπαφής)
E. Σχεδιασμός
Αρχικά οι μαθήτριες αποφάσισαν ποιους αυτοματισμούς και κατασκευές θα προσαρμόσουν στο κουκλόσπιτό τους:
Στη συνέχεια η ομάδα προχώρησε την συγκέντρωση των υλικών και στον σχεδιασμό των δομικών στοιχείων που εκτυπώθηκαν αργότερα από τον 3d printer.
Πριν την προσθήκη των ηλεκτρονικών μερών και τη σύνθεσή τους, προχωρήσαμε στην εκτύπωση των σχεδίων.
ΣΤ. Υλοποίηση – κατασκευή
Φυσικά το πιο διασκεδαστικό μέρος της προσπάθειας ήταν η κατασκευή του έξυπνου κουκλόσπιτου. Μερικά στιγμιότυπα προσφέρουν μία μικρή εικόνα:
Ζ. Προγραμματισμός
Η ομάδα ανέπτυξε μία διαδραστική διεπαφή στην πλατφόρμα Mind+, που χρησιμοποιεί το γνωστό σε όλους οπτικό περιβάλλον Scratch, επιτρέποντας παράλληλα τον προγραμματισμό διαφόρων μικροελεγκτών, μεταξύ των οποίων και του micro:bit.
Η. Παρουσίαση
Μπορείτε να δείτε τις μαθήτριες να παρουσιάζουν την προσπάθειά τους σε βίντεο
Επίσης, τα αρχεία και η ανάλυση του project βρίσκονται σε αυτό το repository