Έξυπνη Τέντα – Όμιλος SPACE, Ζάννειο Πρότυπο Λύκειο
Ομάδα: The Engineers
Το σύστημα αποτελεί ένα ολοκληρωμένο και έξυπνο σύστημα αυτοματισμού για τον έλεγχο μιας τέντας, σχεδιασμένο να ανταποκρίνεται άμεσα και αποτελεσματικά στις μεταβαλλόμενες περιβαλλοντικές συνθήκες. Στόχος του είναι η προστασία τόσο της ίδιας της κατασκευής όσο και του χώρου που καλύπτει, ενώ παράλληλα συμβάλλει στη βελτίωση της άνεσης και της ενεργειακής απόδοσης. Το σύστημα λειτουργεί αυτόνομα, χωρίς την ανάγκη συνεχούς ανθρώπινης παρέμβασης, αξιοποιώντας αισθητήρες, μηχανισμούς κίνησης και ανανεώσιμες πηγές ενέργειας.
Η βασική αρχή λειτουργίας του στηρίζεται στη συλλογή δεδομένων από το περιβάλλον μέσω ειδικών αισθητήρων και στην επεξεργασία αυτών των δεδομένων από μια μονάδα ελέγχου, όπως ένας μικροελεγκτής. Ο μικροελεγκτής αναλύει συνεχώς τις μετρήσεις και λαμβάνει αποφάσεις σύμφωνα με προκαθορισμένα όρια και συνθήκες. Ανάλογα με τα αποτελέσματα αυτής της επεξεργασίας, αποστέλλονται εντολές σε έναν κινητήρα, ο οποίος ρυθμίζει τη θέση της τέντας.
Ένα από τα βασικά εξαρτήματα του συστήματος είναι ο αισθητήρας βροχής τύπου Speed Grove Water Sensor. Ο αισθητήρας αυτός διαθέτει μια επιφάνεια στην οποία όταν πέφτουν σταγόνες νερού δημιουργούνται αγώγιμες διαδρομές, με αποτέλεσμα να μεταβάλλεται το ηλεκτρικό σήμα που παράγεται. Η αλλαγή αυτή ανιχνεύεται από τη μονάδα ελέγχου, η οποία αναγνωρίζει την ύπαρξη βροχόπτωσης. Σε αυτή την περίπτωση, δίνεται άμεσα εντολή για το άνοιγμα της τέντας, ανεξάρτητα από τις υπόλοιπες συνθήκες.
Επιπλέον, το σύστημα περιλαμβάνει έναν αισθητήρα φωτός, ο οποίος μετρά την ένταση της φωτεινότητας στο περιβάλλον. Ο αισθητήρας αυτός λειτουργεί συνήθως με βάση μια φωτοαντίσταση, της οποίας η τιμή μεταβάλλεται ανάλογα με το φως που δέχεται. Όταν η ένταση της ηλιακής ακτινοβολίας ξεπεράσει ένα προκαθορισμένο όριο, η μονάδα ελέγχου το ερμηνεύει ως έντονη ηλιοφάνεια και ενεργοποιεί το άνοιγμα της τέντας, ώστε να παρέχεται σκίαση. Με τον τρόπο αυτό μειώνεται η έκθεση στον ήλιο και περιορίζεται η αύξηση της θερμοκρασίας στον προστατευόμενο χώρο.
Η κίνηση της τέντας πραγματοποιείται μέσω ενός μικρού αλλά αξιόπιστου κινητήρα, του Micro Servo FS90MG. Ο συγκεκριμένος κινητήρας έχει τη δυνατότητα να περιστρέφεται σε συγκεκριμένες γωνίες με μεγάλη ακρίβεια, επιτρέποντας τον ακριβή έλεγχο της θέσης της τέντας. Ο μικροελεγκτής στέλνει κατάλληλα σήματα στον servo κινητήρα, ο οποίος μετακινεί την τέντα είτε σε ανοιχτή είτε σε κλειστή θέση. Για παράδειγμα, μια συγκεκριμένη γωνία μπορεί να αντιστοιχεί στην πλήρως ανοιχτή θέση, ενώ μια άλλη στην πλήρως κλειστή.
Ένα ιδιαίτερα σημαντικό στοιχείο του συστήματος είναι η ενεργειακή του αυτονομία. Αυτή επιτυγχάνεται μέσω του Sunflower Solar Power Manager, ενός συστήματος διαχείρισης ενέργειας που αξιοποιεί την ηλιακή ακτινοβολία για τη φόρτιση μιας μπαταρίας. Το ηλιακό πάνελ μετατρέπει την ηλιακή ενέργεια σε ηλεκτρική, η οποία αποθηκεύεται στη μπαταρία και χρησιμοποιείται για την τροφοδοσία όλων των επιμέρους εξαρτημάτων. Με τον τρόπο αυτό, το σύστημα μπορεί να λειτουργεί ανεξάρτητα από το ηλεκτρικό δίκτυο, γεγονός που το καθιστά πιο οικονομικό και φιλικό προς το περιβάλλον.
Η λογική λειτουργίας του συστήματος βασίζεται σε μια ιεραρχία συνθηκών. Πρώτα ελέγχεται η παρουσία βροχής, η οποία έχει την υψηλότερη προτεραιότητα. Αν εντοπιστεί βροχή, η τέντα ανοίγει άμεσα. Αν δεν υπάρχει βροχή, τότε εξετάζονται η ένταση του φωτός. Αν κάποια από αυτές τις παραμέτρους ξεπερνά τα επιτρεπτά όρια, το σύστημα ενεργοποιεί και πάλι το άνοιγμα της τέντας. Μόνο όταν όλες οι συνθήκες βρίσκονται εντός φυσιολογικών ορίων, η τέντα παραμένει κλειστή, επιτρέποντας τη φυσική χρήση του χώρου.
Συνολικά, το σύστημα αυτό συνδυάζει τεχνολογίες αισθητήρων, αυτοματισμού και ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, δημιουργώντας μια πρακτική και αποδοτική λύση για τον έλεγχο σκίασης. Παρέχει προστασία από καιρικά φαινόμενα, βελτιώνει την ποιότητα ζωής των χρηστών και μειώνει την ανάγκη για χειροκίνητη παρέμβαση. Παράλληλα, η απλότητα των υλικών που χρησιμοποιούνται το καθιστά κατάλληλο για εκπαιδευτικές εφαρμογές και κατασκευές, ενώ προσφέρει τη δυνατότητα περαιτέρω επέκτασης, όπως η ενσωμάτωση ασύρματης επικοινωνίας ή η σύνδεση με συστήματα «έξυπνου σπιτιού».
Το βίντεο του project:
Υλικα που χρησιμοποιησαμε:
FC-37
Speed grove water sensor
Fermion BH1750 light sensor
Kitronik temperature sensor breakout
Board
Sunflower:Solar power Manager
Polymer lithium ion battery
Feetech FS90MG Micro Servo with metal Gears
Εκπαιδευτικοί Στόχοι:
To project αυτό στοχεύει στην μετρίαση των αποτελεσμάτων της κλιματικής αλλαγής όπως η υψηλή θερμοκρασία και ο δυνατός αέρας ή η υπερβολική βροχόπτωση μέσα σε οικιακά η δημόσια πλαίσια , καθώς το έργο αυτό μπορεί να αξιοποιηθεί σε κάποιο σπίτι ή σε ένα δημόσιο έργο.
Επίσης το έργο αυτό στοχεύει στην βιωσιμότητα και στην αξιοποίηση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας καθώς μέσω της χρήσης φωτοβολταικού για την τροφοδοσία του δεν μολύνει το περιβάλλον
Μπορείτε να δείτε τη σελίδα μας στο GitHub εδώ: