Αυτόματο τελεφερίκ πόλης

Κατασκευή από τις μαθήτριες της Ε τάξης του Πειραματικού Δημοτικού Σχολείου Φλώρινας, κατά το σχολικό έτος 2016-2017.

Το τελεφερίκ είναι ένα σύστημα μεταφοράς το οποίο χρησιμοποιεί βαγόνια τα οποία κρέμονται με τροχούς από καλώδια τα οποία στηρίζονται σε πυλώνες, ενώ ένα καλώδιο τα κινεί με έναν ηλεκτρικό κινητήρα. Τα τελεφερίκ είναι κατασκευασμένα έτσι ώστε να κινούνται μπρος-πίσω ανάμεσα σε δύο σταθμούς ανάλογα με την φορά που κινείται το καλώδιο κίνησης.

Τα πρώτα πρωτόγονα τελεφερίκ γεφύρωναν χαράδρες ή ποταμούς κάνοντας χρήση σχοινιών πλεγμένων από φυτά και απλών καλαθιών, και κινούνταν με τη χρήση της μυϊκής δύναμης των χεριών. Παρόμοια πρωτόγονα τελεφερίκ βρίσκονται ακόμα σε χρήση στην Ασία, την Αφρική και την νότια Αμερική.

Κατά την διάρκεια της βιομηχανικής επανάστασης η χρήση ατμομηχανών σαν κινητήρια δύναμη για τα τελεφερίκ μεταφοράς υλικών στα ορυχεία, ήταν το πρώτο μεγάλο βήμα για την δημιουργία δυνατών και μεγάλων τελεφερίκ. Το δεύτερο σημαντικό βήμα ήταν η δημιουργία και χρήση των πλεχτών συρματόσκοινων, τα οποία επέτρεψαν λόγω της μεγάλης τους αντοχής να γεφυρωθούν μεγάλες αποστάσεις, και έδωσαν στα τελεφερίκ τη δυνατότητα να ανυψώνουν και να μεταφέρουν μεγάλα φορτία.

Στην σύγχρονη εποχή τα τελεφερίκ χρησιμοποιούνται κυρίως για τουριστικούς λόγους σε χιονοδρομικά κέντρα και σε άλλες γραφικές διαδρομές όπου υπάρχει υψομετρική διαφορά.

Η συγκεκριμένη πρόταση είναι ένα αυτόματο τελεφερίκ πόλης, το οποίο θα είναι μια οικολογική λύση μετακίνησης και θα μπορεί να σταματάει σε διάφορα κτίρια. Θα ελέγχεται μέσω εφαρμογής που θα βρίσκεται σε tablet και κινητά τηλέφωνα.

Το αυτόματο τελεφερίκ μπορεί να ενώνει παραπάνω από δυο κτίρια και κινείται με την βοήθεια ενός κινητήρα που βρίσκεται σε ένα από τα ακριανά κτίρια. Η καμπίνα μπορεί να σταματάει με ακρίβεια σε κάθε κτίριο χρησιμοποιώντας τον αισθητήρα απόστασης που υπάρχει σε αυτήν.

Για τον έλεγχο του τελεφερίκ έχουμε αναπτύξει πρόγραμμα στο Scratch. Όταν κάποιος κάτοικος της περιοχής καλεί το τελεφερίκ αυτό αμέσως αναγνωρίζει σε ποιο κτίριο πρέπει να πάει και ξεκινάει την διαδρομή του. Όσο ταξιδεύει για λόγους ασφάλειας απενεργοποιεί την δυνατότητα να το καλέσει κάποιος άλλος.

  • Μπορείτε να κατεβάσετε τις οδηγίες κατασκευής για την γόνδολα εδώ: Γόνδολα
  • Μπορείτε να κατεβάσετε τις οδηγίες κατασκευής για τον περιστρεφόμενο κτίριο εδώ: Περιστρεφόμενο κτίριο
  • Μπορείτε να κατεβάσετε τα προγράμματα σε μορφή Scratch εδώ: Προγράμματα

Η κατασκευή συμμετείχε στον 3ο Περιφερειακό Διαγωνισμό Ρομποτικής με θέμα “Οι μεταφορές του μέλλοντος” όπου και διακρίθηκε με την τρίτη θέση, ενώ συμμετείχε και στον τελικό του Πανελλήνιου Διαγωνισμού Ρομποτικής στην Αθήνα. 

Έξυπνο ταξί

Κατασκευή από τις μαθήτριες της Ε τάξης του Πειραματικού Δημοτικού Σχολείου Φλώρινας κατά το σχολικό έτος 2016-2017.

Ως έξυπνο – αυτόνομο αυτοκίνητο ορίζουμε αυτό που μπορεί να κινηθεί στον δρόμο με την βοήθεια αισθητήρων χωρίς κάποιον άνθρωπο να το οδηγεί. Πολλά τέτοια αυτοκίνητα αναπτύσσονται τα τελευταία χρόνια από Πανεπιστήμια και μεγάλες εταιρίες αλλά προς το παρόν δεν υπάρχει μαζική χρήση τους στους δρόμους των πόλεων μας.

Οι πρώτες προσπάθειες για αυτόνομα – έξυπνα οχήματα ξεκίνησαν από την δεκαετία του 1920 με την συνεργασία αυτοβιομηχανιών, πανεπιστημίων και ερευνητικών κέντρων. Τα πλεονεκτήματα ενός έξυπνου αυτοκινήτου είναι η μεγαλύτερη ασφάλεια που θα προσφέρει εξαλείφοντας τα λάθη που γίνονται στην οδήγηση από τους ανθρώπους καθώς και πιο γρήγορη μεταφορά, καθώς ένα έξυπνο υπολογιστικό σύστημα θα μπορεί να μας μετακινεί από τις καλύτερες διαδρομές στον προορισμό μας.

Από την άλλη πλευρά υπάρχουν οι ανησυχίες για το αν θα υπάρχουν λάθη και προβλήματα στα προγράμματα και τους αισθητήρες των αυτοκινήτων που θα μπορούσαν να αποτελούν εμπόδιο στην ασφάλεια των ανθρώπων.

Τα έξυπνα αυτοκίνητα έχουν έναν κεντρικό υπολογιστή που αποτελεί τον εγκέφαλο τους. Εκεί πηγαίνουν δεδομένα από εκατοντάδες αισθητήρες που υπάρχουν σε αυτά. Αυτά τα δεδομένα τα χρησιμοποιεί ο εγκέφαλος για να καταλάβει την ακριβή θέση του αυτοκινήτου, αν υπάρχουν εμπόδια και σε τι απόσταση, αν ο δρόμος είναι ολισθηρός κλπ. Με βάση όλα αυτά τα στοιχεία το έξυπνο αυτοκίνητο αποφασίζει πως θα κινηθεί στον δρόμο.

Η συγκεκριμένη πρόταση αφορά ένα έξυπνο ταξί το οποίο θα κινείται μόνο του, χωρίς οδηγό και θα μπορούμε να το καλούμε με την βοήθεια έξυπνων κινητών τηλεφώνων και tablet. Όταν χρειαστούμε ένα ταξί απλά ανοίγουμε την εφαρμογή και κάνουμε την κλήση. Αμέσως το πρώτο διαθέσιμο ταξί καταλαβαίνει που είμαστε μέσω GPS και έρχεται να μας παραλάβει. Μας ζητάει τον προορισμό και μας πηγαίνει εκεί.

Το έξυπνο ταξί που κατασκευάσαμε διαθέτει έναν κινητήρα που το βοηθάει να κινείται μπρος – πίσω. Για να καταλαβαίνει την θέση στην οποία βρίσκεται αξιοποιούμε έναν αισθητήρα απόστασης που κοιτάει προς το έδαφος. Ανά τακτά διαστήματα υπάρχουν στο δρόμο μαύρες γραμμές. Κάθε φορά που ο αισθητήρας απόστασης βλέπει μια μαύρη γραμμή την καταλαβαίνει καθώς λειτουργεί με υπέρυθρες ακτίνες φωτός που απορροφούνται από το μαύρο.

Επίσης ο ίδιος κινητήρας χρησιμοποιείται για να ανοίγει – κλείνει η σκεπή-πόρτα του αυτοκινήτου. Με έναν αισθητήρα κλίσης μπορεί να καταλάβει αν η πόρτα είναι ανοιχτή ή κλειστή και αν έχουν μπει – βγει οι επιβάτες.

  • Μπορείτε να κατεβάσετε τα δυο προγράμματα που ελέγχουν το ταξί σε μορφή Scratch από εδώ: Προγράμματα
  • Μπορείτε να κατεβάσετε τις οδηγίες συναρμολόγησης του αυτοκινήτου σε μορφή φωτογραφιών από εδώ: οδηγίες

Η κατασκευή συμμετείχε στον Περιφερειακό Διαγωνισμό Ρομποτικής Δυτικής Μακεδονίας όπου και διακρίθηκε καταλαμβάνοντας την πρώτη θέση ενώ συμμετείχε και στον τελικό του Πανελλήνιου Διαγωνισμού Ρομποτικής στην Αθήνα.

Αυτόματο Monorail

Κατασκευή από τους μαθητές της Ε τάξης του Πειραματικού Δημοτικού Σχολείου Φλώρινας κατά το σχολικό έτος 2016-2017.

Το τρένο είναι ένα από τα πρώτα μηχανοκίνητα μεταφορικά μέσα. Αρχικά με την χρήση ατμομηχανών που έκαιγαν κάρβουνο, στην συνέχεια με την χρήση πετρελαίου και ηλεκτρισμού μεταφέρει για αιώνες ανθρώπους και εμπορεύματα σε όλον τον κόσμο πάνω σε ράγες, πάνω και κάτω από την επιφάνεια του εδάφους (μετρό), πάνω από γέφυρες και μέσα από τούνελ.

Μια υποκατηγορία τρένων είναι τα monorail τα οποία κινούνται πάνω σε μία δοκό – γραμμή. Συνήθως τα monorail κινούνται πάνω από την επιφάνεια του εδάφους σε ειδικά σχεδιασμένες γέφυρες. Με αυτόν τον τρόπο δεν υπάρχουν διασταυρώσεις με άλλα μέσα μεταφοράς όπως τα αυτοκίνητα και άλλα τρένα και δεν υπάρχουν καθυστερήσεις και κίνδυνοι για συγκρούσεις.

Η δική μας πρόταση είναι ένα αυτόματο τρένο – monorail το οποίο θα κινείται χωρίς οδηγό, με την χρήση αισθητήρων και θα μεταφέρει επιβάτες και εμπορεύματα με ασφάλεια και ακρίβεια από σταθμό σε σταθμό. Η φόρτωση θα γίνεται με αυτόματες μηχανές, ενώ η εκφόρτωση θα γίνεται μηχανικά με ειδικά σχεδιασμένο σύστημα στον τελικό σταθμό.

Το τρένο μας κινείται με την βοήθεια ενός κινητήρα, ενώ καταλαβαίνει την θέση του με την βοήθεια ενός αισθητήρα απόστασης. Έτσι μπορεί να καταλάβει αν βρίσκεται στην αρχή καθώς και αν έχει φτάσει στο τέλος της διαδρομής.

Για την φόρτωση του τρένου χρησιμοποιούμε άλλον έναν κινητήρα ο οποίος κινεί μια ειδική πλατφόρμα και με την βοήθεια ενός αισθητήρα κλίσης την μετακινεί με ακρίβεια.

Όταν το τρένο φτάσει στον τελικό σταθμό η εκφόρτωση γίνεται με την βοήθεια μιας ειδικά σχεδιασμένης κατασκευής που ανασηκώνει το βαγόνι του τρένου και ρίχνει τα εμπορεύματα στην δεξαμενή.

  • Μπορείτε να κατεβάσετε το πρόγραμμα ελέγχου της κατασκευής σε μορφή Scratch εδώ: Monorail
  • Μπορείτε να κατεβάσετε τις οδηγίες για την κατασκευή του βασικού βαγονιού του monorail σε μορφή φωτογραφιών εδώ: Οδηγίες βαγόνι

Το αυτόματο Monorail συμμετείχε στον Περιφερειακό Διαγωνισμό Ρομποτικής Δυτικής Μακεδονίας με θέμα “Οι μεταφορές του μέλλοντος” όπου και διακρίθηκε με το βραβείο “Καλύτερης Μηχανικής Κατασκευής”.

Ανελκυστήρας Διαστήματος

Κατασκευή των μαθητών της Ε τάξης του Πειραματικού Δημοτικού Σχολείου Φλώρινας κατά το σχολικό έτος 2016-2017.

Το διαστημικό ασανσέρ είναι ένας πρωτοποριακός τρόπος για την μεταφορά ανθρώπων και υλικών στο διάστημα χωρίς την χρήση πυραύλων, γεγονός που θα αυξήσει την ασφάλεια και θα μειώσει το κόστος. Δεν έχει κατασκευαστεί ακόμα αφού οι επιστήμονες δεν έχουν καταφέρει να λύσουν όλα τα τεχνολογικά προβλήματα για την υλοποίηση του.

1

Η πιο διαδεδομένη πρόταση για την κατασκευή του είναι όπως φαίνεται στην διπλανή εικόνα. Θα υπάρχει μια βάση πάνω στην Γη η οποία θα βρίσκεται στον ισημερινό και ένα αντίβαρο – διαστημικός σταθμός που θα βρίσκεται περίπου 36.000 χιλιόμετρα μακριά από την Γη. Τα δυο άκρα θα συνδέονται με ένα καλώδιο από κάποιο ειδικό υλικό με μεγάλη αντοχή. Πάνω στο καλώδιο θα κινείται ο ανελκυστήρας.

Για να κατασκευαστεί ένα καλώδιο που θα αντέχει τις μεγάλες δυνάμεις που θα του ασκούνται απαιτείται ένα υλικό πάρα πολύ ισχυρό. Αυτή τη στιγμή δεν υπάρχει τέτοιο υλικό στην γη και οι επιστήμονες πειραματίζονται με νέα συνθετικά υλικά νανοτεχνολογίας όπως οι νανοσωλήνες άνθρακα.

Ένα ακόμα σημαντικό θέμα που δεν έχει λυθεί είναι ο τρόπος με τον οποίο θα παίρνει ενέργεια ο ανελκυστήρας για να κινείται. Τα 36.000 χιλιόμετρα είναι μια τεράστια απόσταση και αν υποθέσουμε ότι ο ανελκυστήρας θα ταξιδεύει με 200 χιλιόμετρα την ώρα θα χρειάζεται πάνω από μια εβδομάδα για να φτάσει από την γη στον διαστημικό σταθμό. Πως θα παίρνει ενέργεια; Τι καύσιμα θα χρησιμοποιεί; Μια πιθανή λύση είναι να παίρνει την ενέργεια του από ένα πολύ δυνατό laser που θα είναι τοποθετημένο στην βάση.

Η κατασκευή των μαθητών περιγράφει την βασική λειτουργία του διαστημικού ασανσέρ. Στην βάση υπάρχει μια σκάλα για να ανεβαίνουν οι επιβάτες η οποία λειτουργεί με την βοήθεια ενός κινητήρα και ενός αισθητήρα κλίσης. Αφού τελειώσει η επιβίβαση μπαίνει σε λειτουργία το laser το οποίο δίνει ενέργεια στον ανελκυστήρα. Η ενεργοποίηση του γίνεται με τον ίδιο κινητήρα με την χρήση ενός μοχλού που του αλλάζει λειτουργία.

Ο ανελκυστήρας μας ανεβαίνει από την βάση στον διαστημικό σταθμό και κατεβαίνει χρησιμοποιώντας έναν κινητήρα που υπάρχει πάνω στην κατασκευή. Για να ξέρει που ακριβώς να σταματήσει στην ανάβαση και την κατάβαση χρησιμοποιεί έναν αισθητήρα απόστασης. Η εκκίνηση του ανελκυστήρα γίνεται ύστερα από φωνητικές εντολές που δίνονται μέσω μικροφώνου.

  • Τα αρχικά σχέδια του ανελκυστήρα σε μορφή Lego Digital Designer: elevator
  • Το τελικό πρόγραμμα ελέγχου της κατασκευής σε μορφή Scratch: space elevator

Η κατασκευή συμμετείχε στον Περιφερειακό Διαγωνισμό Ρομποτικής Δυτικής Μακεδονίας 2017 όπου και διακρίθηκε κατακτώντας την 2η θέση, ενώ συμμετείχε και στο τελικό του Πανελλήνιου Διαγωνισμού Ρομποτικής στην Αθήνα όπου και κατάφερε να προκριθεί στις 30 καλύτερες.

Διαδραστική μακέτα μνημείων της Ευρώπης

Η κατασκευή αποτελείται από μια ξύλινη μακέτα της Ευρώπης, στην οποία βρίσκονται κολλημένα διάφορα μνημεία και συνδέεται με οποιαδήποτε οθόνη και ηχεία. Μπροστά από κάθε μνημείο υπάρχουν δυο μικρά μεταλλικά στοιχεία τα οποία μόλις τα αγγίξουμε, εμφανίζονται φωτογραφίες και πληροφορίες για το μνημείο στην οθόνη, ενώ παράλληλα οι ίδιες πληροφορίες μεταδίδονται από τα ηχεία.

Το project ξεκίνησε στα τέλη Μαΐου του 2016 στο πλαίσιο της πρόσκλησης της ΕΛΛΑΚΕκπαίδευση σε 3 διαστάσεις“, για την αξιοποίηση τρισδιάστατων εκτυπωτών στην εκπαίδευση. Σε συνεργασία με τον καθηγητή Πληροφορικής του 5ου Δημοτικού Σχολείου Φλώρινας Σωτήρη Γεωργίου, τον δάσκαλο του 5ου Δημοτικού Σχολείου Φλώρινας Γιώργο Κατικαρίδη και τον σχολικό σύμβουλο δημοτικής εκπαίδευσης Γιάννη Κασκαμανίδη σχηματίσαμε μια ομάδα μαθητών και μαθητριών από διάφορα δημοτικά σχολεία της πόλης που εκδήλωσαν ενδιαφέρον για συμμετοχή.

Τέλη Μαΐου παρακολουθήσαμε στην Αθήνα ένα σεμινάριο για την συναρμολόγηση και την χρήση του τρισδιάστατου εκτυπωτή Rep Rap Prusa. Τον εκτυπωτή τον μεταφέραμε στην Φλώρινα και τον τοποθετήσαμε στο εργαστήριο ρομποτικής του Πειραματικού Δημοτικού Σχολείου Φλώρινας.

Στις αρχές Ιουνίου πραγματοποιήσαμε 4 εργαστηριακές συνεδρίες για την εισαγωγή στην τρισδιάστατη σχεδίαση στο εργαστήριο πληροφορικής του 5ου Δημοτικού Σχολείου Φλώρινας. 

Ακολούθησαν άλλες 4 εργαστηριακές συνεδρίες προγραμματισμού οι οποίες έγιναν στο εργαστήριο πληροφορικής του Πειραματικού Δημοτικού Σχολείου Φλώρινας.

Μετά τις 8 εργαστηριακές συνεδρίες ακολούθησε η ημέρα εκτύπωσης στο εργαστήριο ρομποτικής του Πειραματικού Δημοτικού Σχολείου Φλώρινας. Οι μαθητές και οι μαθήτριες εκτύπωσαν μικρά 3Δ σχέδια με τα ονόματα τους, τα οποία είχαν σχεδιάσει στο Google Sketchup ενώ παράλληλα εκτυπώσαμε και διάφορα μνημεία της Ευρώπης που βρήκαμε από τον δικτυακό τόπο Thingiverse. Επίσης την ίδια ημέρα ο εκπαιδευτικός Γιώργος Κατικαρίδης ολοκλήρωσε την ξύλινη μακέτα της Ευρώπης, την οποία και παρουσίασε στην ομάδα.

Το project συνεχίστηκε από τον Οκτώβριο του 2016 και την ολοκλήρωση του ανέλαβαν οι μαθητές και οι μαθήτριες της ΣΤ τάξης του Πειραματικού Δημοτικού Σχολείου Φλώρινας.

Εργαζόμενοι σε ομάδες των 3 ατόμων συνέλεξαν φωτογραφίες από τα μνημεία που είχαμε εκτυπώσει και επέλεξαν τις πληροφορίες που θα παρουσιάζαμε από την Βικιπαίδεια για κάθε μνημείο. Ακολούθησαν οι απαραίτητες ηχογραφήσεις για κάθε μνημείο χρησιμοποιώντας το λογισμικό Audacity.

Έχοντας το απαραίτητο υλικό (φωτογραφίες, πληροφορίες, ηχογραφήσεις) οι μαθητές προχώρησαν στην δημιουργία του προγράμματος της μακέτας στο Scratch. Κάθε μνημείο εμφανίζει τις πληροφορίες, τις φωτογραφίες και το ηχητικό του απόσπασμα όταν πατηθεί κάποιο πλήκτρο από το πληκτρολόγιο του υπολογιστή. 

Μετά την ολοκλήρωση του προγράμματος ξεκίνησε η τελική φάση της ενσωμάτωσης του στην ξύλινη μακέτα. Τα μνημεία κολλήθηκαν με σιλικόνη, ανοίχτηκαν τρύπες με ειδικά εργαλεία και μπροστά από κάθε μνημείο τοποθετήθηκαν 2 διπλόκαρφα. Το πρόγραμμα αποθηκεύτηκε σε ένα Raspberry pi το οποίο μπήκε στο εσωτερικό της μακέτας και το οποίο συνδέθηκε με ένα Makey Makey. Με τον τρόπο αυτό μετατρέψαμε τα διπλόκαρφα της μακέτας σε πλήκτρα τα οποία εκκινούσαν την εμφάνιση των μνημείων στο Scratch. Για κάθε μνημείο το ένα από τα δυο διπλόκαρφα συνδέθηκε στο αντίστοιχο πλήκτρο μέσω του Makey Makey ενώ το άλλο ήταν συνδεδεμένο στην γείωση.

Η διαδραστική μακέτα παρουσιάστηκε στο 7ο Μαθητικό Φεστιβάλ Ψηφιακής Δημιουργίας.