Põhiidee: Õpistsenaariumi eesmärk on luua kasvuhoone / lillepottide automaatne kastmissüsteem.
Vaadeldakse erinevaid aspekte:
● Andurite kasutamine: 1) niiskus ja temperatuur 2) niiskus ja veetase
● Välise näidiku kasutamine, niiskuse / veetaseme läviväärtuste sisestamine
● Erinevate vooluahelate (pump, andurid) ühendamine
| Loojad | Jan Pawlowski, Martin Idzik |
| Õppeaine | Bioloogia, arvutiteadus |
| Kestus | 45 minutit |
| Pedagoogiline lähenemine | Uurimuslik õpe |
| Pädevus | Uued tehnoloogiad |
| Vanuserühm | Alates 5. klassist |
| Tarkvara | Vajalikud on järgmised komponendid Arduino Uno plaat, pistikuplaat, takistid, valgusdioodid, ühenduskaabel, USB-kaabel Arduino peaks olema juba valmis, arvutites peab olema Arduino IDE (https://www.arduino.cc/en/Main/Software) ja Open Roberta Connector laiendus (paigaldus Windows 10 jaoks:: https://github.com/OpenRoberta/openroberta-connector/releases/download/v1.2.1/OpenRobertaConnectorSetupDE-v1.2.1.msi). Tarkvarakeskkond on leitav aadressil https://lab.open-roberta.de Kokkuvõte ettevalmistusest siin: https://jira.iais.fraunhofer.de/wiki/display/ORInfo/Vorbereitung+Nepo4Arduino Lisaks on vaja ● Temperatuuriandur (DHT11 või TMP36) ● Niiskusandur (DHT11) ● Veetaseme andur ● Veepaak, voolik, kaabliside ● MOSFET-transistor Valikuline: ekraan (eelistatavalt I2C 16*2) / puutetundlik ekraan |
1. Kontekstualiseerimine
Õpilastele antakse igaühele kuivanud lillepott. Alternatiivina võib kasutada olukordi bioloogia tundidest (“kui palju niiskust vajab teatud tüüpi taim, nt aiakress”).
2. Uuringud
Õpilased uurivad andurite kasutamist. Kõigepealt ühendatakse niiskusandur ja veetasemeandur. Nad katsetavad erinevaid pinnase seisundeid (täiesti kuiv, täiesti märg). Nad mõtlevad, kuidas ehitada niisutussüsteemi.
Seejärel mõtlevad õpilased, mida taimed vajavad – sõnastatakse muutujad ja reeglid/tingimused, mida on vaja kasvuhoone kontrollimiseks.
Selleks kasutage töölehte Kasvuhoone (ettevalmistus) ja töölehte Kasvuhoone samm-sammult
Tööleht “Kasvuhoone (ettevalmistus)” : https://docs.google.com/document/d/1KFj2JBKXrybVn5y-X0aihVcjoFMTKQgS/edit
Tööleht “Kasvuhoone samm-sammult”: https://docs.google.com/document/d/1h7-rL7QVNtnMYDq56jJjHgmOGIzRKnnG/edit
3. Väljatöötamine
Ühendage esimesed andurid
Arendus algab Arduino ja kahe anduri kokkupanekuga.
Andurid on ühendatud analoogklemmidega. Kõigepealt testime, milliseid väärtusi andurid annavad kuivades tingimustes või ilma veeta. Seejärel testitakse andureid täiendavalt (niiske pinnas, veidi täidetud veepaak).
Laiendusena saab ühendada 2 LED-i, mis süttivad, kui teatud väärtus on ületatud.
(Tööleht Kasvuhoone samm-sammult)
Ühendage rohkem andureid
Nüüd on lisatud rohkem andureid, näiteks temperatuuri, niiskuse või heleduse andur.
Laiendusena saab ühendada 2 LED-i, mis süttivad, kui teatud väärtus on ületatud.
Kasutage ekraani / puuteekraani
Kõigepealt väljastatakse väärtused arvutile (PC). Seejärel ühendatakse väline ekraan, et arvuti ei peaks alati lillepoti kõrval seisma.
Ühendage pump
Töötlus algab MOSFET-transistoriga. Võib arutleda, kuidas erinevad vooluringid on omavahel ühendatud, kuna Arduino on ülekoormatud vooluga >40mA või annab toite ainult 3,3V või 5V.
Seejärel projekteeritakse vooluring, mis lülitab pumba sisse, kui õhuniiskus langeb alla teatava väärtuse. Lisaks tuleb kontrollida, kas paagis on vett, sest pump ei tohi kuivada.
Süsteem on paigaldatud kasvuhoonesse / lillepotti.
4. Mõtisklused
Kuidas saaks süsteemi veelgi laiendada?
