Έξυπνη διαχείριση θερμοκρασίας και ενέργειας στην τάξη – Όμιλος SPACE, Ζάννειο Πρότυπο Λύκειο
Ομάδα: Thermologic
Το έργο αφορά την ανάπτυξη ενός ανοιχτού συστήματος αισθητήρων θερμοκρασίας και υγρασίας ,BME 280,σε σχολικούς χώρους, με σκοπό την αυτόματη και αποδοτική λειτουργία του κλιματισμού. Τα δεδομένα συλλέγονται σε πραγματικό χρόνο από τον BME280 και πηγαίνουν σε ένα Arduino uno r3 με το οποίο είναι συνδεδεμένο. Έχουμε προγραμματίσει το Arduino ανάλογα με τις θερμοκρασίες που λαμβάνει από τον αισθητήρα μας να ανάβει: πράσινο όταν η θερμοκρασία είναι φυσιολογική δηλαδή από 19-30°C , κόκκινο όταν η θερμοκρασία είναι 30-40°C και ανάβει το κλιματιστικό και κίτρινο όταν η θερμοκρασία είναι πολύ χαμηλή ανάβει η θέρμανση 19- -10°C. Επίσης ο BME280 μετράει την υγρασία ενός χώρου, οπότε όταν η υγρασία βρίσκετε πάνω από 60% θα ανάβει ένα μπλε λαμπάκι δηλαδή θα παριστά τον αφυγραντήρα. Έτσι πετυχαίνουμε τις ιδανικές συνθήκες για ένα χώρο εξοικονομώντας ενέργεια και εξασφαλίζουμε ιδανικές συνθήκες για εκπαίδευση και εργασία
Eκπαιδευτικοί στόχοι του έργου:
- Κατανόηση βασικών εννοιών προγραμματισμού και ανοικτού λογισμικού.
- Εξοικείωση με τη χρήση αισθητήρων θερμοκρασίας και υγρασίας για τη συλλογή και ανάλυση δεδομένων.
- Σύνδεση θεωρητικών γνώσεων από τα μαθήματα Πληροφορικής, Φυσικής και Τεχνολογίας με μια πραγματική εφαρμογή.
- Ανάπτυξη δεξιοτήτων επίλυσης προβλημάτων, κριτικής σκέψης και λογικής ανάλυσης.
- Συνεργασία και αποτελεσματική ομαδική εργασία μέσα από κατανομή ρόλων.
- Καλλιέργεια περιβαλλοντικής συνείδησης και υπεύθυνης στάσης απέναντι στην εξοικονόμηση ενέργειας.
- Γνωριμία με έννοιες βιώσιμης ανάπτυξης και έξυπνων σχολικών υποδομών.
Λίστα προτεινόμενου εξοπλισμού:
- Gravity Environmental Sensor I2C – BME280
- LED diffused 5mm & Resistor 200Ω – 10pcs
- Jumper Wires 15cm Female to Male – Pack of 10
- Breadboard
- Arduino Uno r3
Διαδικασία:
1)Συνδέσαμε τον αισθητήρα BME280 με το Arduino με την κατάλληλη συνδεσμολογία
2)Συνδέσαμε τα λαμπάκια στο breadboard μαζί με αντιστάσεις και μετά με το Arduino
3)Προγραμματίσαμε το Arduino αναλόγως με τις μετρήσεις που παίρνει με τα αντίστοιχα λαμπάκια
Το βίντεο του project μας:
Πώς λειτουργεί:
- Ο ανιχνευτής BME280 αρχικά μετράει την θερμοκρασία και την υγρασία
- Στέλνει τις τιμές στο arduino και τις επεξεργάζεται
- Μετά, αναλόγως τις τιμές, ανάβει το αντίστοιχο λαμπάκι για να δείξει αν η θερμοκρασία χρειάζεται μεταβολή.
Τι μας έμαθε:
Αυτό το έργο διδάσκει και επιδεικνύει πολλά πολύτιμα πράγματα:
Δεξιότητες Ηλεκτρονικών & Υλικού
- Καλωδίωση ενός πραγματικού αισθητήρα (BME280) σε έναν μικροελεγκτή μέσω I2C
- Κατανόηση του τρόπου χρήσης αντιστάσεων για την προστασία των LED
- Ανάγνωση ενός φύλλου δεδομένων/ακίδων και δημιουργία σωστών συνδέσεων
- Εντοπισμός σφαλμάτων σε προβλήματα υλικού, όπως λανθασμένες διευθύνσεις I2C και ελαττωματικά καλώδια
Δεξιότητες Προγραμματισμού
- Σύνταξη και μεταφόρτωση κώδικα C++ σε έναν μικροελεγκτή
- Ανάγνωση δεδομένων αισθητήρα και λήψη αποφάσεων βάσει αυτών
- Χρήση βιβλιοθηκών για διασύνδεση με υλικό
- Χρήση της Σειριακής Οθόνης για εντοπισμό σφαλμάτων
Κατανόηση Βασικών Εννοιών
- Πρωτόκολλο επικοινωνίας I2C
- Ψηφιακή έξοδος (στροφή ακίδων ΥΨΗΛΗ/ΧΑΜΗΛΗ)
- Λογική βασισμένη σε κατώφλι (εάν η θερμοκρασία είναι στην περιοχή X, κάντε Y)
- Περιβαλλοντική ανίχνευση (θερμοκρασία και υγρασία)
Πρακτικές εφαρμογές
- Μετεωρολογικοί σταθμοί — παρακολούθηση εσωτερικού/εξωτερικού κλίματος
- Συστήματα έξυπνου σπιτιού — αυτόματη ενεργοποίηση θέρμανσης/ψύξης
- Παρακολούθηση θερμοκηπίου — ειδοποίηση όταν οι συνθήκες είναι λανθασμένες για εγκαταστάσεις
- Παρακολούθηση δωματίου διακομιστή — ανίχνευση επικίνδυνης θερμότητας ή υγρασίας
- Ειδοποιήσεις φορετών συσκευών — προειδοποίηση κάποιου για ακραίες θερμοκρασίες
Μπορείτε να δείτε τη σελίδα μας στο GitHub εδώ: