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”

 

Interactive European monuments board with raspberry pi and makey makey

The board consists of a wooden structure with various 3d printed monumets of Europe, and can be connected to any screen and speakers. In front of every monument there are two metal pins and when they are touched the screen shows information and photos of the monument while the same info are being played by the speakers.

The project started in May 2016 as a part of a larger project from ellak.gr for using 3d printers in education. My school (Experimental Elementary School of Florina) collaborated with the 5th Elementary school of Florina and we formed a small team of educators (Giannis Arvanitakis, Sotiris Georgiou, Giorgos Katikaridis and Giannis Kaskamanidis) and a more extended team of students from various schools of Florina.

At the end of May 2016 i went to Athens together with Giannis Kaskamanidis  to attend a seminar for using the 3d printer Rep Rap Prusa.

In June 2016 we scheduled and conducted four 3d design seminars using SketchUp and another four programming seminars using Scratch for students.

Following the seminars was the 3d printing day. Students printed small boards with their names 3d printed and we also printed the monuments for the interactive board. All of the monuments were downloaded from thingiverse.

After the summer vacations we continued the project in October 2016. Twenty two students of the sixth grade of my school formed a team and took the task to complete the project. 

Working is small groups of 3-4 the students collected fotos and information for the monuments from the web using Wikipedia and Creative Commons libraries. They also recorded the information using Audacity.

They made the main program using Scratch and at the final phase they integrated the makey makey board and saved the program on a raspberry pi.

The 3d printed monuments were glued with silicon to the board and we opened small holes to place the metal pins, two for every monument. From the inside of the board we place the makey makey and the raspberry pi and all the wiring.

The board was presented in the 7th Student Festival of Digital Creation.

The project is still ongoing. This school year (2017-2018) another team of students will take the task to add more monuments and improve the board and the program.

Trivia board game – playing with circuits

A school project from the Experimental Elementary School of Florina in collaboration with the teacher of the fifth grade. 

Students formed small groups of 5-6 and constructed four trivia board games using electric circuits. Each board game has 4 questions with 3 possible answers. Under every answer there are two metal pins. We can put a magnet over them to choose our answer. If we get all 4 questions right a led light turns on and a buzzer plays a beeping sound.

 

Each board game has a 9V battery, a led light and a buzzer. It also has 24 metal pins (two for every answer), cables and 4 magnets. The circuits starts from the battery’s positive and ends to the battery’s negative as shown in the pictures. The circuit remains in open state until the magnets are placed in the correct answers.

The final board games were presented by the students to the public along with other projects from all schools of Florina.