Διαδραστικά Μουσεία με Makey Makey

Μια συνεργασία των Ομίλων «Μάγοι της Τεχνολογίας» και «Τέχνη και Πολιτισμός» του Πειραματικού Δημοτικού Σχολείου Φλώρινας κατά το σχολικό έτος 2017-2018.

Τρία διαδραστικά μουσεία με εκθέματα εκτυπωμένα σε 3Δ εκτυπωτή, τα οποία έχουν αισθητήρες αφής και μόλις τα αγγίξουμε παρουσιάζονται πληροφορίες και εικόνες μαζί με αφήγηση στον συνδεδεμένο υπολογιστή.

Τον Οκτώβριο του 2017 αποφασίσαμε με τον συνάδερφο Παύλο Σταυρίδη που είναι υπεύθυνος του Ομίλου «Τέχνη και Πολιτισμός» να συνεργαστούμε ώστε να δημιουργήσουμε τα διαδραστικά μουσεία. Ως θέμα επιλέξαμε τα μνημεία Ελληνικού Πολιτισμού που βρίσκονται σε μουσεία του εξωτερικού.

Τα παιδιά του ομίλου «Τέχνη και Πολιτισμός» ανέλαβαν να αναζητήσουν και να επιλέξουν τα εκθέματα που θα παρουσιαστούν στα μουσεία. Ταξινόμησαν τα εκθέματα σε τρεις ομάδες:

Τα μοντέλα για κάθε έκθεμα αναζητήθηκαν σε δικτυακούς τόπους όπως το thingiverse και το my mini factory και εκτυπώθηκαν στον 3Δ εκτυπωτή του σχολείου μας από τους μαθητές του ομίλου «Μάγοι της τεχνολογίας» οι οποίοι χειρίζονταν το πρόγραμμα Repetier για να ρυθμίσουν τις διαστάσεις και τις υπόλοιπες λεπτομέρειες της εκτύπωση (αν θα μπουν στηρίγματα κλπ).

Τα παιδιά του ομίλου «Τέχνη και πολιτισμός» ηχογράφησαν τις πληροφορίες που βρήκαν για κάθε έκθεμα και έδωσαν τα αρχεία ήχου στους μαθητές και τις μαθήτριες του ομίλου «Μάγοι της τεχνολογίας», οι οποίοι δημιούργησαν τρία προγράμματα στο Scratch τα οποία μπορείτε να κατεβάσετε εδώ: Προγράμματα – Διαδραστικά μουσεία

Κατασκευάζοντες τις μακέτες των μουσείων

Τα παιδιά του ομίλου «Τέχνη και πολιτισμός» κατασκεύασαν τις μακέτες των μουσείων από ξύλο μπάλσα, πλέξι γκλας και άλλα υλικά τις οποίες έδωσαν στους «Μάγους της τεχνολογίας» για να περάσουν τις καλωδιώσεις, τα makey makey και τους αισθητήρες αφής (απλά διπλόκαρφα). Στο κάθε έκθεμα υπάρχουν δυο διπλόκαρφα τα οποία συνδέονται το ένα στην γείωση του makey makey και το άλλο σε κάποιο από τα διαθέσιμα πλήκτρα.

Κατασκευάζοντες τις μακέτες των μουσείων
Διπλόκαρφα και καλωδιώσεις
Καλωδιώσεις στο Makey Makey

Τέλος τα παιδιά των δυο ομίλων συνεργάστηκαν και στην δημιουργία των πινακίδων των μουσείων.

Πινακίδα μουσείου
Πινακίδα μουσείου

Τα διαδραστικά μουσεία παρουσιάστηκαν στο 8ο Μαθητικό Φεστιβάλ Ψηφιακής Δημιουργίας, στις εκδηλώσεις για την Παγκόσμια Ημέρα Περιβάλλοντος και στην διήμερη έκθεση «Τα παιδιά της πόλης μας δημιουργούν» που συνδιοργανώθηκε από το Πειραματικό Δημοτικό Σχολείο Φλώρινας και τον ΦΣΦ Αριστοτέλη.

Από την παρουσίαση στο 8ο Μαθητικό Φεστιβάλ Ψηφιακής Δημιουργίας
Από την έκθεση “Οι μαθητές της πόλης μας δημιουργούν”

Ο έξυπνος κήπος

Το τελευταίο project της φετινής χρονιάς (2017-2018) με τα παιδιά του Ομίλου «Μικροί Χάκερ», ήταν ο έξυπνος κήπος. Απαιτητικό και χρονοβόρο έργο το οποίο μας πήρε αρκετές συναντήσεις και μήνες για να το ολοκληρώσουμε.

Η τελική κατασκευή μπορεί να φιλοξενήσει δυο γλάστρες και να ελέγχει την υγρασία του εδάφους τους, την θερμοκρασία του αέρα καθώς και την φωτεινότητα.

  • Αν η υγρασία πέφτει κάτω από μια συγκεκριμένη τιμή, τότε η κατασκευή ενεργοποιεί την συγκεκριμένη αντλία νερού για να ποτίσει το φυτό.
  • Αν η φωτεινότητα πέσει κάτω από κάποια συγκεκριμένη τιμή, τότε η κατασκευή ενεργοποιεί μια ταινία led για να δίνει συνεχές φως στα φυτά.
  • Αν η θερμοκρασία του αέρα ανέβει πάνω από κάποια συγκεκριμένη τιμή, τότε ενεργοποιείται ο ανεμιστήρας της κατασκευής.

Ο έξυπνος κήπος επικοινωνεί με Bluetooth με το κινητό μας τηλέφωνο ή tablet με την βοήθεια εφαρμογής που κατασκευάσαμε και μπορούμε να βλέπουμε τις τιμές των αισθητήρων, καθώς και να αλλάζουμε τα όρια στα οποία ενεργοποιούνται οι αντλίες, τα φώτα και ο ανεμιστήρας.

Ήδη με τα παιδιά είχαμε χρησιμοποιήσει αισθητήρες φωτός και κινητήρες σε προηγούμενα έργα, οπότε εδώ επικεντρωθήκαμε αρχικά στην υγρασία του εδάφους. Αρχικά μελετήσαμε την λειτουργία ενός τέτοιου αισθητήρα αξιοποιώντας το παρακάτω φύλλο εργασίας.

Φύλλο εργασίας – υγρασία εδάφους

Κατασκευάζοντας τους δικούς μας αισθητήρες

Στη συνέχεια κατασκευάσαμε τους δικούς μας αισθητήρες υγρασίας, χρησιμοποιώντας καρφιά και μακετόχαρτο, αξιοποιώντας τα παρακάτω φύλλα εργασίας.

Φύλλο εργασίας – Δοκιμή αισθητήρα υγρασίας εδάφους

Φύλλο εργασίας – Κατασκευή αισθητήρα υγρασίας εδάφους

Δοκιμάζοντας τους αισθητήρες

Μετά περάσαμε στον αισθητήρα θερμοκρασίας, τον οποίο και πάλι δοκιμάσαμε αξιοποιώντας το παρακάτω φύλλο εργασίας.

Φύλλο εργασίας – Δοκιμή αισθητήρα Θερμοκρασίας

Αφού ολοκληρώσαμε την εργασία με τους αισθητήρες, περάσαμε στα φώτα και τους κινητήρες. Για τον φωτισμό του κήπου αξιοποιήσαμε μια παλιά 12V ταινία led που είχαμε στο εργαστήριο, ενώ για τον αερισμό του κήπου αξιοποιήσαμε έναν από τους πολλούς ανεμιστήρες από παλιά PC που έχουμε στο υπόγειο του σχολείου.

Για τις δυο αντλίες χρησιμοποιήσαμε κινητήρες από CD-ROM από τους ίδιους παλιούς υπολογιστές ενώ εκτυπώσαμε στον 3D Printer του σχολείου διάφορα έτοιμα σχέδια από αντλίες που βρήκαμε στο thingiverse.

αντλίες με παλιούς κινητήρες από CD ROM

Επίσης από το thingiverse βρήκαμε και τα σχέδια για τις γλάστρες τα οποία εκτυπώσαμε και πάλι στον 3Δ εκτυπωτή.

Για να ελέγξουμε τις 2 αντλίες, τον ανεμιστήρα και την ταινία led με το Arduino χρησιμοποιήσαμε και 4 relay στα οποία συνδέσαμε έναν μετασχηματιστή 12 Volt.

Αναλυτικό σχηματικό έξυπνου κήπου

Ο προγραμματισμός της κατασκευής έγινε σε δυο στάδια. Αρχικά ξεκινήσαμε με τον προγραμματισμό του Arduino, χρησιμοποιώντας την πλατφόρμα tinkercad όπως και με τα προηγούμενα έργα μας. Κατορθώσαμε να κάνουμε το μεγαλύτερο μέρος του προγράμματος από εκεί αλλά επειδή δεν υποστηρίζει ακόμα όλες τις εντολές του Arduino και την προσθήκη κάποιων βιβλιοθηκών αναγκαστήκαμε να ολοκληρώσουμε το πρόγραμμα πληκτρολογώντας τον υπόλοιπο κώδικα.

Το δεύτερο μέρος του προγραμματισμού αφορούσε την δημιουργία της εφαρμογής η οποία θα επικοινωνεί με τον έξυπνο κήπο με Bluetooth. Αξιοποιήσαμε την πλατφόρμα AppInventor και κατασκευάσαμε μια εφαρμογή η οποία μπορεί να παίρνει τις τιμές της θερμοκρασίας, της υγρασίας και του φωτισμού από τον κήπο, καθώς και να αλλάζει τα όρια στα οποία ενεργοποιούνται τα φώτα, οι αντλίες και ο ανεμιστήρας. Μπορείτε να κατεβάσετε ελεύθερα τα αρχεία apk και aia της εφαρμογής από εδώ: Προγράμματα

Ο σχεδιασμός της εφαρμογής στο AppInventor
Μέρος από τον κώδικα για την επικοινωνία της εφαρμογής με τον κήπο

Ο έξυπνος κήπος παρουσιάστηκε από τα παιδιά του Ομίλου στις εκδηλώσεις για την Παγκόσμια Ημέρα Περιβάλλοντος που έγιναν στο Νέο Πάρκο της Φλώρινας, καθώς και στην διήμερη έκθεση «Τα παιδιά της πόλης μας δημιουργούν» που συνδιοργάνωσε το σχολείο μας με τον ΦΣΦ Αριστοτέλη.

Παρουσίαση κατασκευής στις εκδηλώσεις για την Παγκόσμια Ημέρα Περιβάλλοντος
Παρουσίαση κατασκυεής στην έκθεση “Οι μαθητές της πόλης μας δημιουργούν”

Αυτόματα περιστρεφόμενος ηλιακός συλλέκτης

Ο αυτόματα περιστρεφόμενος ηλιακός συλλέκτης κατασκευάστηκε στο πλαίσιο των συναντήσεων του Ομίλου Μικροί Χάκερ κατά το σχολικό έτος 2017-2018. Απαιτητική κατασκευή η οποία χρειάστηκε αρκετές συναντήσεις για να ολοκληρωθεί. Περιλαμβάνει ένα μικρό ηλιακό πάνελ 5V το οποίο το περιστρέφει σε δυο άξονες ώστε να έχει την μέγιστη δυνατή απόδοση.

Αρχικά μελετήσαμε με τα παιδιά του ομίλου τον τρόπο λειτουργίας των ηλιακών πάνελ και ειδικά των περιστρεφόμενων. Εισαγωγική Παρουσίαση

Στη συνέχεια αναζητήσαμε και εκτυπώσαμε στον 3Δ εκτυπωτή του σχολείου ένα έτοιμο σχέδιο για ένα περιστρεφόμενο πάνελ δυο αξόνων από το thingiverse.

Ο σχεδιασμός των ηλεκτρονικών κυκλωμάτων έγινε στην πλατφόρμα tinkercad. Εκτός από το Arduino τα ηλεκτρονικά που χρησιμοποιήσαμε είναι:

  • Δυο κινητήρες servo
  • Τέσσερις αισθητήρες φωτός
  • Δυο ποτενσιόμετρα
  • Ένα push button
  • Δυο λαμπάκια led
  • Διάφορες αντιστάσεις
Σχηματικό ηλεκτρονικών

Για την συναρμολόγηση και την σύνδεση των ηλεκτρονικών τα παιδιά χωρίστηκαν σε διάφορες ομάδες εργασίας αναλαμβάνοντας συγκεκριμένες δουλειές (σύνδεση καλωδίων, κόλληση καλωδίων, μόνωση καλωδίων, βίδωμα κινητήρων και γραναζιών κ.α.)

Ομάδες εργασίας
Κατά την διάρκεια της κατασκευής
Μόνωση καλωδίων
Κόλληση καλωδίων
Βίδωμα – συναρμολόγηση

Θέλαμε η κατασκευή μας να έχει δυο δυνατότητες λειτουργίας:

  • Χειροκίνητη, όπου θα περιστρέφαμε τους κινητήρες με τα δυο ποτενσιόμετρα
  • Αυτόματη, όπου η θέση του φωτοβολταϊκού θα ελέγχονταν από τους αισθητήρες φωτός.

Για αυτόν τον λόγο προγραμματίσαμε την συσκευή να αλλάζει κατάσταση με την χρήση ενός push button και να μας ειδοποιεί για την κατάσταση με δύο φωτάκια led. Το πρόγραμμα έγινε με την χρήση της πλατφόρμα tinkercad. Μπορείτε να κατεβάσετε ένα pdf με την επεξήγηση του προγράμματος εδώ:Κώδικας φωτοβολταικού

Τα παιδιά παρουσίασαν την κατασκευή τους στο 8ο Μαθητικό Φεστιβάλ Ψηφιακής Δημιουργίας, στις εκδηλώσεις για την Παγκόσμια Ημέρα Περιβάλλοντος και στην διήμερη έκθεση «Τα παιδιά της πόλης μας δημιουργούν» που συνδιοργανώθηκε από το Πειραματικό Δημοτικό Σχολείο Φλώρινας και τον ΦΣΦ Αριστοτέλη.

Παρουσίαση των παιδιών στο 8 Μαθητικό Φεστιβάλ Ψηφιακής Δημιουργίας

Από την έκθεση “Τα παιδιά της πόλης μας Δημιουργούν”

 

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.

Ο παντογνώστης – παιχνίδια με ηλεκτρικά κυκλώματα

Κατασκευές από τους μαθητές και τις μαθήτριες της Ε΄τάξης του Πειραματικού Δημοτικού Σχολείου Φλώρινας κατά το σχολικό έτος 2016-2017. 

Το project υλοποιήθηκε σε συνεργασία με την δασκάλα της τάξης και στο πλαίσιο των μαθημάτων της Φυσικής και της Πληροφορικής. Τα παιδιά εργάστηκαν σε ομάδες των 5-6 ατόμων και κατασκεύασαν συνολικά τέσσερις “Παντογνώστες” αξιοποιώντας τις αρχές των ηλεκτρικών κυκλωμάτων.

Ο κάθε παντογνώστης έχει 4 ερωτήσεις με 3 πιθανές απαντήσεις για κάθε μία. Κάτω από κάθε πιθανή απάντηση υπάρχουν δυο μεταλλικά στοιχεία και για να επιλέξουμε αυτήν που θεωρούμε σωστή τοποθετούμε πάνω της έναν μαγνήτη. Αν καταφέρουμε να βρούμε και τις 4 ερωτήσεις τότε ανάβει ένα λαμπάκι και παίζει ένας ήχος από ένα buzzer που βρίσκεται πάνω στην κατασκευή.

Η κάθε κατασκευή περιλαμβάνει μια μπαταρία 9V ένα λαμπάκι LED και ένα buzzer. Επίσης περιλαμβάνει 24 διπλόκαρφα, δύο για κάθε απάντηση, καλώδια σύνδεσης και 4 μαγνήτες. Το κύκλωμα ξεκινάει από τον θετικό πόλο της μπαταρίας και καταλήγει στον αρνητικό, αφού έχουν συνδεθεί το λαμπάκι, το buzzer και οι σωστές απαντήσεις για κάθε ερώτηση. Το κύκλωμα παραμένει ανοιχτό μέχρι να τοποθετηθούν οι μαγνήτες στις σωστές απαντήσεις. Σε αυτή την περίπτωση το κύκλωμα κλείνει και ενεργοποιείται το λαμπάκι και το buzzer.

Για την ολοκλήρωση του project απαιτήθηκαν 3 ωριαίες συναντήσεις οι οποίες έγιναν στην αίθουσα ρομποτικής του σχολείου. Εκτός από τις μπαταρίες, τα λαμπάκια, τα buzzer, τα καλώδια,  τους μαγνήτες και τα διπλόκαρφα, χρησιμοποιήσαμε μακετόχαρτο, κόλλα σιλικόνης, ψαλίδια, κοπίδια και μαρκαδόρους.

Οι κατασκευές παρουσιάστηκαν από τους μαθητές και τις μαθήτριες της τάξης στο πλαίσιο των εκδηλώσεων για την παγκόσμια ημέρα περιβάλλοντος που έγιναν στο Νέο Πάρκο της Φλώρινας.