🕗 ΔΕΥΤ-ΠΑΡ: 08.15-14.00
PROJECT : «Arduino και προσομοίωση αλληλεπιδραστικού συστήματος σκίασης ή αρχιτεκτονικής κατασκευής”
Το project μας έχει να κάνει με την δημιουργία ενός συστήματος αυτοματισμού το οποίο με την ανίχνευση κίνησης σε απόσταση 50 εκατοστών, η οποία φυσικά ρυθμίζεται όπου εμείς θέλουμε, θέτει σε κίνηση τον μηχανισμό που ανοίγει ή κλείνει τα φτερά της κατασκευής μας, δημιουργώντας μία αλληλεπίδραση. Η τεχνική αυτή βασίζεται στην τέχνη του Origami και η συγκεκριμένη προσομοιώνει την κίνηση ενός λουλουδιού το οποίο ανοίγει και κλείνει τα πέταλα του.
Παρόμοιες αρχιτεκτονικές κατασκευές βρίσκουμε στις προσόψεις μεγάλων κτιρίων, για παράδειγμα στο Budai, όπου σε μεγάλη κλίμακα χρησιμοποιούνται για την ηλιοπροστασία των κτιρίων. Στην δική μας περίπτωση, δεν προτιμήθηκε ο αισθητήρας φωτός λόγω της φωτεινότητας που ξέραμε ότι θα υπήρχε εδώ που είμαστε και φυσικά είναι διαφορετική από αυτήν στα εργαστήρια μας. Η μετατροπή του κώδικα όμως είναι πολύ εύκολη και η κατασκευή δεν αλλάζει σε τίποτα πέραν της σύνδεσης ενός νέου αισθητήρα.
Η ιδέα προήλθε από την παρακολούθηση ενός βίντεο όταν με τους καθηγητές μας ψάχναμε το θέμα του φετινού project. Πέραν του βίντεο, δεν υπήρχε καμία άλλη πηγή πληροφοριών, οπότε τόσο ο κώδικας όσο και η τρισδιάστατη εκτύπωση και κατασκευή έγινε εξ’ ολοκλήρου από εμάς. Για την κατασκευή χρησιμοποιήθηκαν :
- Πλακέτα Arduino Uno
- Αισθητήρας Ultrasonic και ανίχνευσης φωτός
- Σέρβο κινητήρας MG 90 S
- Καλώδια
- Και μακετόχαρτο (ως πιο ελαφρύ υλικό)
Να σημειώσουμε ότι χρησιμοποιήσαμε το σέρβο MG90S επειδή σε αντίθεση με το μικρό σέρβο SG90 έχει μεταλλικά μέρη πιο ανθεκτικά και παράγει ελαφρώς μεγαλύτερη δύναμη. Αντίθετα, για πιο μεγάλη κατασκευή θα μπορούσαμε να χρησιμοποιήσουμε το σέρβο MG996R το οποίο όμως παρήγαγε πολύ θόρυβο για το μέγεθος του μοντέλου που θέλαμε εμείς και το μακετόχαρτο λειτουργούσε σαν ηχείο στην περίπτωσή του. Υπόψιν ότι δοκιμάσαμε όλα τα παραπάνω σέρβο μέχρι να καταλήξουμε στο κατάλληλο.
Η μεγάλη δυσκολία όμως της κατασκευής ήταν το μηχανικό της μέρος. Μελετήσαμε 2 διαφορετικούς τρόπους για να ανοίγουν τα φτερά της κατασκευής. Ο πρώτος λειτουργούσε με μία κεντρική σπείρα και ήταν δύσκολος σχετικά ο έλεγχος της μέσω ενός servo 360 μοιρών. Έτσι υιοθετήσαμε τον τρόπο που βλέπετε, όπου η περιστροφή του κεντρικού μέρους, τραβάει και αφήνει τις ακτίνες ώστε να κλείνουν και να ανοίγουν αντίστοιχα τα φτερά, δημιουργώντας τον ελάχιστο θόρυβο που θα μπορούσαμε να έχουμε.
Φυσικά, η εκτύπωση των τόσο μικρών βοηθητικών στοιχείων στον 3d printer με την βοήθεια του TinkerCAD, δημιουργούσε συνεχώς προβλήματα επειδή σπάγαν. Όπου μπορέσαμε τα αντικαθιστούσαμε με μεταλλικά μέρη, αυτοσχεδιάζοντας.
Ο κώδικας δεν ήταν κάτι δύσκολος και έγινε σε περιβάλλον Arduino IDE. Όταν ο ultrasonic αισθητήρας υπερήχων, αντιληφθεί εμπόδιο σε απόσταση μικρότερη των 50 εκατοστών, ενεργοποιεί τον μηχανισμό να ανοίξει. Αν το εμπόδιο σταθεί ακίνητο μπροστά του, θα παραμείνει ανοιχτό και το λουλούδι. Αν το εμπόδιο απομακρυνθεί ή κινηθεί, το λουλούδι θα κλείσει.
Το φετινό μας project είναι αναμφίβολα ένα έργο STEM καθώς συνδυάζει την Πληροφορική με τα Μαθηματικά και συγκεκριμένα την Γεωμετρία στην κατασκευή της μακέτας και εμπλέκει κυρίως και την Μηχανική όσον αφορά τον τρόπο που ανοίγουν και κλείνουν τα φτερά.
Σκοπός μας είναι η παραγωγή άλλων τριών όμοιων κατασκευών (σύνολο τέσσερις) όπου θα συνδυαστούν να δημιουργήσουν ένα μεγαλύτερο τρίγωνο που θα τοποθετηθεί στο εσωτερικό του σχολείου και θα αλληλοεπιδρά με τις κινήσεις των μαθητών μπροστά του, αποτελώντας μία αρχιτεκτονική πινελιά στον χώρο του σχολείου.
Υπεύθυνοι εκπαιδευτικοί : Αρβάλης Κωνσταντίνος ΠΕ86, Ζυγούρα Μαρία ΠΕ86