5ο ΔΗΜΟΤΙΚΟ ΣΧΟΛΕΙΟ ΠΑΛΛΗΝΗΣ
ΟΝΟΜΑ ΟΜΑΔΑΣ: ROBOTICSteaM – Pallinians
ΥΠΕΥΘΥΝΟΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟΣ – ΣΥΝΤΟΝΙΣΤΗΣ:
ΑΝΤΩΝΙΟΣ ΜΗΛΕΣΗΣ ΠΕ86 ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΟΣ
“ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΚΑΙ ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΑΥΤΟΜΑΤΟΠΟΙΗΜΕΝΟΥ ΡΟΜΠΟΤΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΑΣΦΑΛΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑΣ ΣΕ ΜΕΣΑ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΣΤΑΘΕΡΗΣ ΤΡΟΧΙΑΣ”
ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ
Το έργο κατατάσσεται στη θεματική ενότητα του διαγωνισμού «Ασφάλεια και Προστασία – Τεχνολογίες και ασφαλέστερες κοινότητες».
Σκοπός του έργου είναι η σχεδίαση – κατασκευή και λειτουργία ενός πλήρως αυτοματοποιημένου συστήματος ασφάλειας και προστασίας σε μέσα μεταφοράς σταθερής τροχιάς.
Για την υλοποίηση της κατασκευής, πάνω σε ένα μεγάλο τραπέζι, τοποθετήσαμε σιδηροδρομικές ράγες από παιδικό παιχνίδι και δημιουργήσαμε μια αρκετά μεγάλη σιδηροδρομική τροχιά. Σε αυτή, θα κινούνται δυο τρένα, το καθένα με μηχανή και ένα βαγόνι.
Το κάθε τρένο, θα ελέγχεται από ένα micro:bit που θα έχει τοποθετηθεί πάνω του, έτσι ώστε να λειτουργεί αυτόνομα.
Στο μπροστινό μέρος της μηχανής του κάθε τρένου προσαρμόσαμε ένα αισθητήρα μέτρησης απόστασης.
Όταν ο αισθητήρας εντοπίσει εμπόδιο μπροστά του σε απόσταση μικρότερη από 5 εκατοστά, τότε το micro:bit απενεργοποιεί την μηχανή του τρένου και αυτό σταματά μέχρις ότου να απομακρυνθεί το εμπόδιο από μπροστά του και να ξεκινήσει πάλι να κινείται. Με αυτό το τρόπο αποφεύγουμε την σύγκρουση των δυο τρένων.
Σε κάποιο σημείο της σιδηροδρομικής γραμμής, δημιουργήσαμε μια διάβαση για οχήματα. Καθώς λοιπόν το τρένο πλησιάζει στην διάβαση, δυο αισθητήρες sonar που έχουμε τοποθετήσει, τo εντοπίζουν και δίνουν εντολή μέσω δυο micro:bit, να κατέβουν δυο μπάρες με σερβομοτέρ, εμποδίζοντας έτσι τα οχήματα να διασχίσουν την γραμμή όταν περνά το τρένο.
Επίσης, δύο φωτεινοί σηματοδότες-φανάρια θα ανάβουν με κόκκινο χρώμα και θα ακούγεται και ένας προειδοποιητικός ήχος από τα micro:bit.
Όταν το τρένο πια θα έχει απομακρυνθεί από την διάβαση, τα φανάρια θα ανάψουν πράσινα, ο προειδοποιητικός ήχος θα σταματήσει ενώ οι μπάρες θα ανέβουν και θα επιτρέψουν την κυκλοφορία των οχημάτων μέχρι να κάνει το τρένο το κύκλο του και να πλησιάσει ξανά την διάβαση.
Ακόμη εκμεταλλευτήκαμε την δυνατότητα που υπάρχει στα micro:bit να επικοινωνούν ασύρματα μεταξύ τους, όταν είναι συντονισμένα στο ίδιο κανάλι επικοινωνίας.
Έτσι χρησιμοποιήσαμε ένα ακόμη micro:bit προκειμένου με ασύρματο τρόπο και απομακρυσμένα, να κόβουμε ή να επιτρέπουμε την κυκλοφορία στην διάβαση όποτε θέλουμε, ανεξάρτητα του αν περνά το τρένο ή όχι.
Αυτό γίνεται πατώντας το κουμπί Α ή Β αντίστοιχα στο παραπάνω micro:bit.
Τέλος χρησιμοποιήσαμε το ρομποτάκι THYMIO το οποίο προγραμματίσαμε να ακολουθεί μια μαύρη γραμμή και να διασχίζει τη διάβαση του τρένου. Επίσης, στο THYMIO δώσαμε την εντολή, όταν συναντά εμπόδιο, να σταματά και να περιμένει έως ότου να φύγει αυτό από μπροστά του. Με αυτό το τρόπο, όταν θα βρεθεί στη διάβαση και οι μπάρες θα έχουν κατεβεί επειδή θα περνάει το τρένο, το ΤΗΥΜΙΟ θα σταματάει και θα ξεκινάει πάλι όταν αυτές ανοίξουν.
Έτσι με όλους αυτούς τους ρομποτικούς αυτοματισμούς, πετυχαίνουμε να κινούνται τελείως αυτόματα και με ασφάλεια όλα οχήματα της κατασκευής μας, δίχως να χρειάζεται να παρέμβει κάποιος άνθρωπος.
ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟΙ ΣΤΟΧΟΙ ΤΟΥ ΕΡΓΟΥ
- Να αναγνωρίζουν και να αναλύουν προβλήματα σε επιμέρους απλούστερα κατά τη διάρκεια της κατασκευής και του προγραμματισμού.
- Να επιζητούν την βέλτιστη λύση ενός προβλήματος μέσα από την ανάλυση του και τις συνεχείς δοκιμές και βελτιώσεις
- Εργάζονται για την ανάπτυξη και την εφαρμογή λύσεων, βελτιώνοντας τις δεξιότητες τους στην επίλυση σύνθετων προβλημάτων.
- Καλλιέργεια Κριτικής Σκέψης και Επίλυσης Προβλημάτων
- Ανάπτυξη Τεχνικών Δεξιοτήτων
- Κατανόηση των βασικών αρχών της ηλεκτρονικής, των κυκλωμάτων και της μηχανικής, εφαρμόζοντάς τες σε πραγματικά έργα.
- Χρήση ανοιχτών τεχνολογιών και αξιοποίησή ελεύθερων διαθέσιμών εργαλείων και δεδομένων
- Μαθαίνουν να χρησιμοποιούν ανοιχτές τεχνολογίες ρομποτικών συστημάτων και πλατφόρμας προγραμματισμού (Μicrobit – Μakecode)
- Να αναπτύσσουν κώδικα για αυτοματισμούς και αισθητήρες.
- Να συλλέγουν δεδομένα από αισθητήρες και να τα αξιοποιούν για την υλοποίηση αυτοματισμών.
- Να ευαισθητοποιηθούν σε θέματα ανακύκλωσης – εξοικονόμησης πόρων και ενέργειας.
- Να εργάζονται σε ομάδες (ομαδοσυνεργατική μάθηση).
- Ανάπτυξη δημιουργικότητας και καινοτομίας με τη χρήση και εκπαίδευση μοντέλων τεχνητής νοημοσύνης
Λίστα προτεινόμενου εξοπλισμού
- 5 micro:bit v2
- 3 μοτέρ servo θέσης SG-90
- 4 αισθητήρες απόστασης sonar SR-04
- 2 traffic led
- 5 Keyestudio Sensor Shield Module for micro:bit
- 40cm dupont καλώδια female to female
- 2 5V 1-Channel H/L Trigger Optocoupler Relay Module For Arduino
- 1 robot THYMIO
- Σιδηροδρομική γραμμή μήκους μεγαλύτερου ή ίσου από 3 μέτρα με 2 τραίνα μπαταρίας με βαγόνια έκαστο (παιδικό παιχνίδι)
ΑΠΟΘΕΤΗΡΙΟ GITHUB:
https://github.com/inforobotics/Fixed-track_transportation_Safety_System
ΠΑΡΑΚΑΤΩ ΥΠΑΡΧΕΙ Ο ΣΥΝΔΕΣΜΟΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΤΟΥ PROJECT ΜΑΣ: