Ελέγχοντας ένα παιχνίδι στο Scratch με τον αισθητήρα κλίσης του WEDO

Η συγκεκριμένη δραστηριότητα περιλαμβάνει την κατασκευή ενός χειριστηρίου από δομικά στοιχεία Lego, έναν κινητήρα και έναν αισθητήρα κλίσης από το εκπαιδευτικό πακέτο Lego WEDO, καθώς επίσης και τον προγραμματισμό ενός παιχνιδιού στο Scratch. Κατασκευάζουμε ένα μοντέλο αεροπλάνου σύμφωνα με τις οδηγίες στις φωτογραφίες που ακολουθούν. Στο αεροπλάνο τοποθετούμε τον αισθητήρα κλίσης, ο οποίος μπορεί να πληροφορήσει τον Η/Υ για την θέση στην οποία το έχουμε στραμμένο. Στο Scratch δημιουργούμε ένα παιχνίδι, στο οποίο ελέγχουμε ένα αεροπλάνο στην οθόνη, το οποίο προσπαθεί να μαζέψει αλεξιπτωτιστές που πέφτουν στον αέρα. Η κίνηση του αεροπλάνου στην οθόνη γίνεται με το χειριστήριο που έχουμε φτιάξει. Στόχος της δραστηριότητας είναι η εξοικείωση με την χρήση των δεδομένων του αισθητήρα κλίσης για τον έλεγχο της ροής ενός προγράμματος στο Scratch. Κατά το σχολικό έτος 2017-2018 η  συγκεκριμένη δραστηριότητα υλοποιήθηκε στην τάξη με διαφορετικό σχέδιο για το χειριστήριο, το οποίο να μοιάζει με air-joystick το οποίο να έχει δόνηση. Μπορείτε να κατεβάσετε το μοντέλο σε μορφή Lego Digital Designer. 

Αυτόνομα αυτοκίνητα

Μια εισαγωγική δραστηριότητα, η οποία υλοποιήθηκε το σχολικό έτος 2017-2018 από τα παιδιά του Ομίλου “Πολυμήχανοι κατασκευαστές”. Οι μαθητές και οι μαθήτριες εργάζονται σε ομάδες των 4-5 ατόμων και αρχικά κατασκευάζουν το μοντέλο του αυτοκινήτου: Σχέδιο – Έξυπνο αυτοκίνητο.

Στην συνέχεια η κάθε ομάδα αναλαμβάνει να συμπληρώσει το Φύλλο εργασίας – έλεγχος αυτόνομου οχήματος, χρησιμοποιώντας το Scratch ως εργαλείο προγραμματισμού του αυτοκινήτου.

Μετά το τέλος της διαδικασίας στην τάξη, μοιράζεται στα παιδιά το Φύλλο εργασίας: Αυτόνομα οχήματα, αναστοχασμός, το οποίο το συμπληρώνουν στο σπίτι.

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”.