Η Τεχνητή νοημοσύνη εδώ και καιρό συνεχίζει να κερδίζει έδαφος και θέση στον πρωτογενή τομέα της γεωργίας. Ο άνθρωπος εξελίσσεται από παραγωγό σε συλλέκτη δεδομένων από τα χωράφια του. Μπορεί με τις νέες τεχνολογικές επεμβάσεις να συλλέξει δεδομένα για τα προϊόντα που καλλιεργεί, για τον εμπλουτισμό του εδάφους με πλούσια ιχνοστοιχεία απαραίτητα για την καλλιέργεια των προϊόντων του, να πάρει μετρήσεις υγρασίας εδάφους και προϊόντος κι άλλες χρήσιμες μετρήσεις. Η συλλογή και επεξεργασία δεδομένων αλλάζει χέρια και η διασύνδεση μηχανών, συσκευών, αισθητήρων και ανθρώπων οδηγεί τον τομέα της γεωργίας σε μία επανάσταση υψηλής τεχνολογίας: την επανάσταση της έξυπνης γεωργίας ή της γεωργίας ακριβείας. Η Έξυπνη Γεωργία αξιοποιεί και έξυπνους αισθητήρες, οι οποίοι σε διασύνδεση με δορυφόρους, συλλέγουν και μεταδίδουν δεδομένα που βοηθούν τους γεωργούς να παρακολουθούν και να βελτιστοποιούν τις καλλιέργειες τους, σύμφωνα με τους διαρκώς μεταβαλλόμενους περιβαλλοντικούς παράγοντες. Το ChatBot θα είναι ένας βοηθός ανάγνωσης από τη συλλογή δεδομένων του σταθμού του θερμοκηπίου. Στόχος του η βοήθεια του στη συλλογή των δεδομένων για τον γεωργό .
Σχολείο: Εσπερινό ΕΠΑΛ Ιεράπετρας
Ομάδα Έργου: SmartWiseOwl
Εκπαιδευτικοί: Δακανάλη Μαρία ΠΕ86-Πληροφορικής, Διακάκης Γεώργιος ΠΕ83-Ηλεκτρολογίας
Αρωγός στο έργο μας η σχολική μονάδα μας με την Διευθύντρια όπου μας ενθάρρυνε για την συμμετοχή μας στο διαγωνισμό, με την σωστή παιδαγωγική της κατεύθυνση καθώς και το Εργαστηριακό Κέντρο Ιεράπετρας , με πρόσθετο υλικό που χρειαστήκαμε για την χρήση του εργαστηριακού εξοπλισμού της δικτύωσης του οχήματος στο σχολικό συγκρότημα
Μαθητές: Αγγελάκης Γεώργιος Β Ηλεκτρολογίας, Αιβαλιωτάκης Ιωάννης Β Ηλεκτρολογίας, Ali Irfan Β Ηλεκτρολογίας, Καραβελάκης Δημήτριος, Μεχίλλι Εριόν Β Ηλεκτρολογίας, Μπούσο Ανέστι Β Ηλεκτρολογίας, Σφυράκης Μάριος Β Ηλεκτρολογίας, Σωκιανός Στυλιανός Β Ηλεκτρολογίας, Κλουβάτου Μαρία Β Πληροφορικής, Παντελάκη Νεκταρία Β Πληροφορικής, Λούλε Κάνι Β Πληροφορικής, Σούλι Ιλιργιάν Β Πληροφορικής
Οι εκπαιδευτικοί στόχοι του έργου:
Οι εκπαιδευτικοί στόχοι του έργου είναι οι μαθητές/τριες:
- να αξιοποιήσουν τις γνώσεις τους από τα μαθήματα του προγραμματισμού και των ηλεκτρονικών συστημάτων
- να μάθουν να προγραμματίζουν μια συσκευή (και ειδικότερα τα αισθητήρια του θερμοκηπίου)
- να μάθουν να παίρνουν μετρήσεις από όργανα ακριβείας
- να καλλιεργήσουν τη φαντασία τους με χρήσιμα υλικά
- να μπορέσουν να κατασκευάσουν κάποιο τεχνούργημα
- να καλλιεργήσουν δεξιότητες συνεργασίας με τους μαθητές τους για να οδηγηθούν στην επίλυση ενός προβλήματος.
Λίστα προτεινόμενου εξοπλισμού:
| ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΟΣ ΕΞΟΠΛΙΣΜΟΣ ΓΙΑ ΤΟ ΕΡΓΟ: “ChatBot ο έξυπνος βοηθός στις θερμοκηπιακές καλλιέργειες” | |||||||||
| Α/Α | Προϊόν | Ποσότητα | Τιμή/ανά τεμάχιο | Τιμή/Ποσότητα | Σύνδεσμος | ||||
| 1 | Raspberry Pi | 2 | € 59,90 | € 119,80 | https://grobotronics.com/raspberry-pi-4-model-b-2gb.html | ||||
| 2 | Camera Module Based on ESP32 with ESP32-CAM-MB adapter | 2 | € 12,80 | € 25,60 | https://grobotronics.com/camera-module-based-on-esp32-with-esp32-cam-mb-adapter.html | ||||
| 3 | ESP32 Development Board – ESP32-S3-DEVKITC-1-N8R8 | 2 | € 24,80 | € 49,60 | https://grobotronics.com/esp32-development-board-esp32-s3-devkitc-1-n8r8.html | ||||
| 4 | Καλώδιο USB 2.0 A σε USB B micro 1m Μαύρο | 2 | € 2,20 | € 4,40 | https://grobotronics.com/usb-2.0-a-usb-b-micro-1m.html | ||||
| 5 | Τροφοδοτικό 5V 3A – Θύρα USB – Μαύρο | 2 | € 4,80 | € 9,60 | https://grobotronics.com/power-supply-5v-3a-usb-plug-black.html | ||||
| 6 | Τροφοδοτικό 5V 3A για Raspberry Pi 4 Μαύρο (Γνήσιο) | 2 | € 9,90 | € 19,80 | https://grobotronics.com/power-supply-5v-3a-raspberry-pi-4-official-black.html | ||||
| 7 | Κάρτα μνήμης microSDHC 64GB Class 10 – SanDisk Ultra SDSQUA4-064G-GN6MA | 2 | € 7,45 | € 14,90 | https://grobotronics.com/karta-mnimis-microsdhc-64gb-class-10-sandisk-ultra-sdsquar-064g-gn6ma-clone.html | ||||
| 8 | Official Raspberry Pi Micro HDMI Cable 1m | 2 | € 6,20 | € 12,40 | https://grobotronics.com/official-raspberry-pi-micro-hdmi-cable.html | ||||
| 9 | Arduino Uno Rev3 | 1 | € 29,90 | € 29,90 | https://grobotronics.com/arduino-uno-rev3.html | ||||
| 10 | Καλώδιο USB 2.0 A σε B 1m Γκρί | 1 | € 1,60 | € 1,60 | https://grobotronics.com/usb-cable-2.0-a-to-b-1m-grey.html | ||||
| 11 | Αισθητήρας Θερμοκρασίας-Υγρασίας DHT22 | 1 | € 4,80 | € 4,80 | https://grobotronics.com/temperature-humidity-sensor-dht22.html | ||||
| 12 | Weatherproof Cover/Enclosure for Outdoor Sensors | 1 | € 18,60 | € 18,60 | https://grobotronics.com/weatherproof-cover-enclosure-for-outdoor-sensors.html | ||||
| 13 | Gravity Analog Soil Moisture Sensor – Corrosion Resistant | 1 | € 7,30 | € 7,30 | https://grobotronics.com/gravity-analog-soil-moisture-sensor-corrosion-resistant.html | ||||
| 14 | Liquid Pump Motor – Micro 12V | 1 | € 3,90 | € 3,90 | https://grobotronics.com/liquid-pump-motor-micro-12v.html | ||||
| 15 | Relay module 5v-2channel | 1 | € 3,50 | € 3,50 | https://grobotronics.com/relay-module-2-channel.html | ||||
| 16 | Basic 16×2 Character LCD – White on Blue 5V (with Headers) | 1 | € 3,90 | € 3,90 | https://grobotronics.com/basic-16×2-character-lcd-white-on-blue-5v-with-headers.html | ||||
| 17 | Silicone Tube Transparent 7x10mm – per meter (1m) | 1 | € 1,60 | € 1,60 | https://grobotronics.com/silicone-tube-transparent-7x10mm-per-meter.html | ||||
| 18 | Πλακέτα Δοκιμών 830 Οπές – Κλασσική | 4 | € 4,20 | € 16,80 | https://grobotronics.com/breadboard-830-tie-point-classic.html | ||||
| 19 | Stepper Driver Breakout – ULN2003 | 4 | € 1,20 | € 4,80 | https://grobotronics.com/stepper-driver-breakout-uln2003.html | ||||
| 20 | Precision Shaft – D5mm x L200mm | 4 | € 2,60 | € 10,40 | https://grobotronics.com/precision-shaft-d5mm-x-l200mm.html | ||||
| 21 | Shaft Coupler Solid 5mm – 5mm | 4 | € 1,80 | € 7,20 | https://grobotronics.com/shaft-coupler-solid-5mm-5mm.html | ||||
| 22 | Βηματικός Κινητήρας 0.35kg.cm 12V | 1 | € 2,50 | € 2,50 | https://grobotronics.com/stepper-motor-0.35kg.cm-12v.html | ||||
| 23 | Βηματικός Κινητήρας 0.35kg.cm 5V | 2 | € 2,50 | € 5,00 | https://grobotronics.com/stepper-motor-0.35kg.cm.html | ||||
| 24 | Αισθητήρας Υπερήχων 2 – 400cm HC-SR04 | 2 | € 1,80 | € 3,60 | https://grobotronics.com/ultrasonic-sensor-sr04.html | ||||
| 25 | LED 3mm & 5mm Assortment Kit – 200pcs | 1 | € 6,80 | € 6,80 | https://grobotronics.com/led-3mm-and-5mm-assortment-kit-200pcs.html | ||||
| 26 | Επαγωγικός Αισθητήρας Απόστασης 18mm – LJ18A3-8-Z/AX | 1 | € 5,90 | € 5,90 | https://grobotronics.com/inductive-proximity-sensor-18mm-lj18a3-8-z-ax.html | ||||
| 27 | Metal Pushbutton – Momentary (19mm, Red) | 2 | € 6,90 | € 13,80 | https://grobotronics.com/metal-pushbutton-momentary-19mm-red.html | ||||
| 28 | Cable With 5-Pin Connector for Metal Pushbutton (19mm) – 0.3m | 2 | € 1,80 | € 3,60 | https://grobotronics.com/cable-with-5-pin-connector-for-metal-pushbutton-19mm-0.3m.html | ||||
| 29 | Dual Motor Driver Module L298N | 1 | € 4,20 | € 4,20 | https://grobotronics.com/dual-motor-driver-module-l298n.html | ||||
| 30 | Hobby Motor 1.5V DC 18000rpm | 1 | € 0,80 | € 0,80 | https://grobotronics.com/hobby-motor-3v-dc-12300rpm.html | ||||
| 31 | Propeller 60mm Nylon (Hole Diameter 2mm) | 1 | € 0,60 | € 0,60 | https://grobotronics.com/propeller-60mm-nylon-hole-diameter-2mm.html | ||||
| 32 | Adafruit Αισθητήρας Ποιότητας Αέρα (VOC Index) – SGP40 | 1 | € 18,80 | € 18,80 | https://grobotronics.com/adafruit-sgp40-air-quality-sensor-breakout-voc-index.html | ||||
| 33 | Voltage Regulator LD1117 – 3.3V 800mA | 1 | € 0,50 | € 0,50 | https://grobotronics.com/voltage-regulator-ld1117-3.3v-800ma.html | ||||
| ΣΥΝΟΛΙΚΗ ΑΞΙΑ: | € 436,50 | ||||||||
Αναπροσαρμογή σχεδίου κατασκευής Ρομποτικού Οχήματος για τη χρήση στις θερμοκηπιακές καλλιέργειες
Μετά από σύσκεψη με την οργανωτική ομάδα του έργου και τους μαθητές μας, σκεφτήκαμε να υλοποιήσουμε – κατασκευάσουμε ένα τεχνούργημα αυτόνομου ρομποτικού οχήματος, το οποίο θα παίρνει τις απαιτούμενες μετρήσεις μέσα από το θερμοκήπιο. Σκοπός και στόχος του έργου μας είναι το ρομποτικό όχημα να είναι αυτόνομο θα λειτουργεί με επαναφορτιζόμενες μπαταρίες και θα μπαίνει στο θερμοκήπιο για να παίρνει από διάφορες περιοχές τη τιμή της θερμοκρασίας, υγρασίας, και υγρασίας αγωγιμότητας εδάφους και θα τις στέλνει στην οθόνη του κινητού του γεωργού μέσω του chatbot και της εφαρμογής που θα φτιάξουμε στο Telegram κι επίσης θα μπορούμε να δώσουμε τις τιμές και στην εφαρμογή Blynk για την απομακρυσμένη διαχείριση τους.
Α’ Φάση Σχεδιασμός:
Χωρίσαμε τους μαθητές μας σε 3 ομάδες των 4 ατόμων. Η Ομάδα σχεδιασμού – κατασκευής του ρομποτικού οχήματος, η ομάδα έρευνας για το τι αισθητήρια θα έχει πάνω το ρομποτικό όχημα και τον προγραμματισμό τους, και η ομάδα διαχείρισης του κεντρικού εξυπηρετητή (Server).
Ομάδα σχεδιασμού – κατασκευής
Η ομάδα του σχεδιασμού , και η ομάδα της έρευνας σχεδίασε στον υπολογιστή τον τρόπο με τον οποίο θα συνδέονται τα εξαρτήματα που θα έχει το ρομποτικό όχημα πάνω του. Θα έχει ένα Arduino Uno, όπου πάνω του συνδέονται τα αισθητήρια της θερμοκρασίας, υγρασίας και της υγρασίας εδάφους. Θα στέλνουν τα δεδομένα μέσω ενός ESP32 στην εφαρμογή Blynk που σχεδιάστηκε για αυτόν τον σκοπό. Στη συνέχεια τα δεδομένα μέσω του Wifi και του Wifi Router θα στέλνονται στο Raspberry Pi κι από εκεί μέσω της Εφαρμογής Telegram θα στέλνει τις πληροφορίες στο chatbot του θερμοκηπίου για να μπορεί ο χρήστης-γεωργός να τα χειρίζεται από το κινητό του. Στο κινητό του δλδ θα έχει δύο εφαρμογές εγκατεστημένες . Μια θα είναι το chatbot μέσω του Telegram και την εφαρμογή Blynk που μπορεί να βλέπει σε γραφική απεικόνιση τα δεδομένα των μετρήσεων από τα αισθητήρια του ρομποτικού οχήματος.
Β΄Φάση – Κατασκευή οχήματος
Στην συνέχεια η ομάδα σχεδιασμού – κατασκευής αφού πήρε ιδέες για το πως μπορεί να είναι ένα ρομποτικό όχημα μπήκε στην διαδικασία να κατασκευάσουν το ρομποτικό όχημα. Μαζί με την ομάδα έρευνας συμφώνησαν τι υλικά θα χρειαστούμε για να το κατασκευάσουμε και αφού έγινε η παραγγελία και ήρθαν τα υλικά γύρω στον Μάρτιο και μετά από διάφορες ιδέες για το πως θα είναι το όχημα , μπήκαν στη διαδικασία της κατασκευής του.
Στην συνέχεια η ομάδα έρευνας και η ομάδα προγραμματισμού άρχισαν να προγραμματίζουν το όχημα και τους επιμέρους microcontrollers, όπου τα αρχεία βρίσκονται στο github και μπορείτε να τα δείτε πατώντας εδώ.
Πρώτη επίδειξη του ρομποτικού οχήματος στις ομάδες εργασίας του έργου, μπορείτε να δείτε στο σχετικό φάκελο του έργου στο github.
Επίσης, μπορείτε να δείτε κι αυτό το βίντεο της επίδειξης ρομποτικού οχήματος : VID_20240410_205747.mp4
Οι μαθητές μας αφού προγραμμάτισαν το ρομποτικό όχημα AgroRobot , δημιούργησαν και τη σελίδα του WebServer μας όπου μπορούμε να δούμε και τη συλλογή των δεδομένων, από τη Βάση Δεδομένων στην οποία καταλήγουν οι μετρήσεις του.
Απομακρυσμένη πρόσβαση στον WebServer: http://labsautomation.ddns.net:8080/greenhouse/index.php
Βίντεο για τη δημιουργία της σελίδα
Παρουσίαση κίνησης ρομποτικού οχήματος
Δημιουργία Εφαρμογής στο Blynk για την κίνηση του ρομποτικού μας οχήματος απομακρυσμένα καθώς και την βύθιση του Soil Moisture στο έδαφος για να πάρει μέτρηση μέσα από το θερμοκήπιο.
Ακόμα μια παρουσίαση συνολική για το έργο μας, λόγω του ότι ήταν μεγάλο σε χωρητικότητα το αρχείο μπορείτε να το δείτε πατώντας το σύνδεσμο εδώ
https://1drv.ms/v/s!Ar89HhczciXkg78QkbKA6anm1-z01Q?e=gNUrbG
Αστοχίες υλικού:
Παρότι έχουμε προγραμματίσει σωστά το Telegram για την δημιουργία του κώδικα σε γλώσσα python για το telegram_bot.py και το api.php για την δημιουργία της εφαρμογής του, δεν κατέστη δυνατή η διαχείριση του chatbot.
Θα θέλαμε να ευχαριστήσουμε τον Πανελλήνιο Διαγωνισμό Ανοιχτών Τεχνολογιών για το βήμα που δίνει στους μαθητές μας να εξελίσσονται μέσα από τα τεχνουργήματα που δημιουργούμε.
