6ο Γυμνάσιο Σερρών Safer House με ArduBlock

6ο Γυμνάσιο Σερρών Safer House με ArduBlock

Η κατασκευή μας-προσομοίωση σπιτιού- θα ελέγχει για εν δυνάμει υλικές ζημιές ή περιβαλλοντικές σπατάλες. Θα πραγματοποιείται σε τακτά χρονικά διαστήματα έλεγχος του σπιτιού για 4 βασικές πιθανές αιτίες καταστροφής ή περιβαλλοντικής σπατάλης.

Στόχος της κατασκευής είναι:

Α) να ελέγχει αν τα φώτα του σπιτιού έχουν «ξεχαστεί» αναμμένα και να τα κλείνει.

Β) να ελέγχει αν υπάρχει φωτιά

Γ) να ελέγχει αν υπάρχει κάπου διαρροή νερού

Δ) να ελέγχει αν εμφανιστούν απρόσκλητοι «τετράποδοι» επισκέπτες πχ. ποντίκια. Γνωρίζουμε όλοι ότι η εμφάνισή τους συνδέεται με ζημιές στο δίκτυο ύδρευσης και αποχέτευσης του σπιτιού.

Τέλος να ειδοποιεί τον ιδιοκτήτη σε περίπτωση απουσίας του με μήνυμα στο κινητό.

Επιπλέον επειδή τα προαναφερθέντα συμβάντα προκαλούν άγχος στον ιδιοκτήτη όχι μόνο όταν απουσιάζει, αλλά και όταν βρίσκεται στο σπίτι, ενσωματώσαμε στην κατασκευή οθόνη LCD Display, που εμφανίζει τα αποτελέσματα ελέγχου σε τακτά περιοδικά διαστήματα και Buzzer που προειδοποιεί και σε μορφή συναγερμού.

Επιλέξαμε τους παραπάνω ελέγχους διότι είναι αυτές που προκαλούν τη μεγαλύτερη οικονομική και οικολογική επιβάρυνση. Ακόμη και η ύπαρξη τρωκτικών έχει συνδεθεί με καταστροφές στο δίκτυο ύδρευσης και στις αποχετεύσεις ενός σπιτιού.

Βίντεο έργου (παρουσίαση λειτουργίας των αισθητήρων από τους μαθητές και συνεντεύξεις τους)

Υλικά έργου

Καταμερισμός εργασιών, καταγραφή υλικών και προμήθεια αυτών. Χρειαστήκαμε τα εξής:

  •  Arduino Starter Kit  35 € (περιέχει όλον το  βασικό εξοπλισμό και κάποιους αισθητήρες π.χ. φωτοευαισθησίας κλπ)
  • Flame Sensor Module for Arduino (Flame Temp Board Detector Smartsense For Temperature Detecting Suitable) 2 €

  • HC-SR501 PIR Motion Sensor Module for Arduino 2.98€

  • Active Buzzer Module for Arduino 2.19 €

  • 40Pcs M/M Dupont Wire Jumper Cables 30cm Extra Long 4.34 €

  • Raindrops Detection and Humidity Sensor For Arduino 2,29 €

  • ENC28J60 Ethernet Network Module For Arduino 6,50 €

  • υλικά για μακέτα (μακετόχαρτα, σιλικόνη, διαφάνειες κλπ) περίπου 5,5 €
  • SCT-013 AC Current Transformer Non-invasive Sensor Split Core Transformer 0-30A 11,90€ δεν λειτούργησε (ελαττωματικός, επεστράφη και περιμένουμε αντικατάστασή του)
  • 5V 4-Channel Relay Module Board for Arduino 5,51

Συνολικό κόστος κατασκευής  αρχικά 78,21 €, κατόπιν επιστροφής του SCT-013 AC Current sensor (ελαττωματικός) 66,31 €

Πως εργασθήκαμε

Αρχικά καθορίστηκε ο σκοπός της κατασκευής και τα υλικά που θα χρειαστούν. Στη συνέχεια έγινε κατανομή ρόλων. Κάθε μαθητής ανέλαβε τη δημιουργία ενός τμήματος του κώδικα. Επιπλέον ένας μαθητής ανέλαβε τη δημιουργία της μακέτας σε συνεργασία με τους συντονιστές εκπαιδευτικούς.

Στη συνέχεια οι μαθητές ασχολήθηκαν με το arduino και τα εξαρτήματά του. Πειραματιστήκαμε με το Scratch S4A μέσω της εγκατάστασης ενός Firmware, αλλά δεν ήταν λειτουργικό με τους αισθητήρες μας. Επειδή πρόκειται για παιδιά γυμνασίου χρησιμοποιήθηκε τελικά η γλώσσα προγραμματισμού ArduBlock. Υλοποιήθηκαν από τους μαθητές αρκετές δραστηριότητες από τις σημειώσεις του κ. Παλιούρα Α. με στόχο την κατανόηση λειτουργίας του υλικού και του λογισμικού. Ξεκινήσαμε αρχικά σταδιακή κατασκευή του κώδικα δηλ. ανά αισθητήρα. Στο τέλος οι μαθητές δημιούργησαν την τελική ενιαία κατασκευή. Δυσκολευτήκαμε αρκετά διότι κάποια εξαρτήματα ήταν προβληματικά.

Τέλος ολοκληρώθηκε η τελική κατασκευή από μακετόχαρτο και τοποθετήθηκαν όλα τα εξαρτήματα ελέγχου και αυτόνομη τροφοδοσία. Δημιουργήθηκε ενιαίος κώδικας σε Ardublock όπως φαίνεται και στο βίντεο παραπάνω.

Εργασθήκαμε κάθε εβδομάδα κάποιες μέρες μετά το τέλος του σχολικού ωραρίου αλλά και κάποια απογεύματα όταν κρίθηκε απαραίτητο.

Απολογισμός έργου

Ολοκληρώθηκε το 90% του έργου μας και οι μαθητές κατόρθωσαν να παράγουν κώδικα σε μία γλώσσα που δεν έχει επαρκή αποθετήριο ούτε βιβλιογραφία στα Ελληνικά. Η αποστολή mail δεν πρόλαβε να ολοκληρωθεί. Έχουμε βρει έτοιμο κώδικα σε γλώσσα Arduino και θα το προσαρμόσουν στις επόμενες ημέρες στον κώδικα της κατασκευή μας, αλλά δυσκολεύονται σε ArduBlock.  Θα ασχοληθούν όμως με τις βελτιώσεις και θα τις έχουν έτοιμες ως τα τέλη Μαΐου.

Περισσότερες πληροφορίες για το έργο μας, για την εγκατάσταση του ArduBlock, ο κώδικας (τμηματικά αλλά και συνολικά), οι βιβλιοθήκες που χρησιμοποιήθηκαν  και οδηγίες για τη χρήση του Module Δικτύου στο GitHub https://github.com/6gymserron/SafeHouse

 Περαιτέρω Βελτιώσεις

Θα μπορούσε η κατασκευή να ελέγχει και για συσκευές υψηλής κατανάλωσης και επικινδυνότητας που ξεχάστηκαν αναμμένες. Φυσικά εφόσον χρησιμοποιήσαμε ρελέ για έλεγχο φώτων είναι αυτονόητο ότι θα μπορούσαμε να τον χρησιμοποιήσουμε και για έλεγχο ηλεκτρικών συσκευών π. χ. θερμοσίφωνο, κουζίνα κλπ. Κάθε συσκευή να έχει δικό της ρελέ που κλείνει με ένα διακόπτη φεύγοντας ο ιδιοκτήτης από το σπίτι.

Οι μαθητές ορμώμενοι και από την τεράστια οικολογική καταστροφή στο ΜΑΤΙ επιθυμούν και στοχεύουν το επόμενο σχολικό έτος, να επεκτείνουν την κατασκευή ώστε να ελέγχει και τους εξωτερικούς χώρους ενός σπιτιού για τα παραπάνω, κυρίως όμως για φωτιά και για διαρροή νερού. Επιπροσθέτως θα προστεθούν διακόπτες που θα δίνουν τη δυνατότητα στον ιδιοκτήτη να απομονώνει τον έλεγχο κάποιων αισθητήρων, όποτε αυτός το επιθυμεί. Επιπλέον στο εσωτερικό του σπιτιού θα προσθέσουν έλεγχο που όταν εντοπίζει συσκευές που είναι σε αναμονή πχ. τηλεόραση, οθόνες υπολογιστών κλπ θα τις απενεργοποιεί για εξοικονόμηση ηλεκτρικής ενέργειας.

 

ArduinoTeam

Οι μαθητές: Λαμπριανίδης Ευθύμιος, Μαγγενάκης Κοσμάς και Φλώρος Μιχαήλ.

Συντονιστές οι εκπαιδευτικοί: Κυριακίδης Μ. ΠΕ86, Σταμάτη Αικ. ΠΕ86