Numer projektu: 1356
Kategoria projektu: Szkoła podstawowa 4–8

Inteligentny ogród - IoT w naszym domu

Grant Jury

Grant Jury

Przyznawany przez Kapitułę Konkursową.

Dziękujemy za oddanie głosu
Opis pomysłu

Opis pomysłu

Głównym celem projektu jest wykonanie komputerowej stacji do automatycznego nawadniania roślin i kontroli procesu wegetacji -  wyposażonej w komputer Arduino i Rassbery Pi 3, systemy pomiarowe, systemy wizualizacji danych jak również moduły do zdalnego sterowania (przez sieć Internet) całą konstrukcją. 

Naturalna zmienność i współczesne zmiany klimatu wywierają określone skutki w środowisku i gospodarczej działalności człowieka. W rolnictwie są one przyczyną zmienności warunków meteorologicznych wegetacji i wahań plonów. Stacja będzie kontrolowała proces wzrostu nadzorowanych roślin poprzez automatyczne, komputerowe sterowanie nawodnieniem i nasłonecznieniem w zależności od zmierzonych parametrów - wilgotności gleby, oświetlenia, i temperatury. proce odbywa się w pełni automatycznie bez nadzoru człowieka a podgląd na pracę stacji może odbywać się z dowolnego punktu na Ziemi poprze złącze Internetowe. Program komputerowy sterujący stacją odpowiednio dobiera i dawkuje ilość potrzebnej  wody do optymalnego wzrostu kontrolowanej roślinności. 

Pomysł realizacji projektu powstał w głowach uczniów realizujących swoje pasję związane z nowymi technologiami, robotyką elektroniką i informatyką na działającej od kilku lat Robotics Academy w Szkole Podstawowej Nr 98 w Krakowie. Projekt ma charakter interdyscyplinarny, oznacza to że musimy stworzyć zespół który będzie zajmował się rozwiązywaniem problemów z wielu dziedzin podczas projektowania i  konstruowania stacji. Nasz zespół ma już doświadczenie w realizacji podobnych konstrukcji ponieważ od kilku lat konstruujemy autonomiczne roboty i urządzenia elektroniczne oparte o sterowniki mikroprocesorowe. Nasze roboty wygrywają z konstrukcjami starszych kolegów i koleżanek z liceów, techników a ostatnio nawet ze studentami! Po wielu wspólnych dyskusjach podjęliśmy decyzje o samodzielnym wykonaniu pod opieką p. Marcin Dudy projektu – komputerowej stacji do automatycznego nawadniania roślin i kontroli procesu wegetacji „SMART Plant vegetation control station”. 

Plan działania

Plan działania

  • Projektowanie stacji, montaż podstawowych modułów (RTC zegary czasu rzeczywistego, moduł i oprogramowanie do zapisu na danych na karty SD, montaż przekaźników do sterowania pompą wody, symulacja i testowanie oprogramowania moduł mikrokomputera Arduino, montaż i testowania czujników wilgotności, pomiaru temperatury, oświetlenia).
  • Zakup mikrokomputera Raspberry Pi 3, dotykowego ekranu LCD oraz mini pompy wody, zainstalowanie, konfiguracja otwartej i uniwersalnej platformy do zarządzania funkcjami inteligentnego domu Domoticz, montaż całości modułów do funkcjonalnej obudowy oraz uruchomienie całej stacji.
  • Promocja projektu - konferencje , prezentacje, spotkania, realizacja spotu reklamowego.
Miejsce i czas realizacji

Miejsce i czas realizacji

Szkoła Podstawowa z Oddziałami Integracyjnymi nr 98 im. H. Sienkiewicza

Projektowanie, oprogramowanie, montaż i testowanie stacji-  koło - Robotics Academy - Szkoła Podstawowa Nr 98 w Krakowie

Czas realizacji projektu: rok szkolny 2019/2020

Pierwszy etap realizacji projektu: 
(listopad 2019 - luty 2020)
projektowanie stacji, montaż podstawowych modułów (RTC zegary czasu rzeczywistego, moduł i oprogramowanie do zapisu na danych na karty SD, montaż przekaźników do sterowania pompą wody, symulacja i testowanie oprogramowania moduł mikrokomputera Arduino, montaż i testowania czujników wilgotności, pomiaru temperatury, oświetlenia).

Drugi etap realizacji projektu: 
(marzec 2020 - kwiecień 2020)
zakup mikrokomputera Raspberry Pi 3, dotykowego ekranu LCD  oraz mini pompy wody, zainstalowanie, konfiguracja otwartej i uniwersalnej platformy do zarządzania funkcjami inteligentnego domu Domoticz, montaż całości modułów do funkcjonalnej obudowy oraz uruchomienie całej stacji.

Działania promocyjne – działającą stację będziemy prezentować na spotkaniu Sekcji Inżynierii Kosmicznej koła naukowego automatyków "Integra" przy Katedrze Automatyki wydziału EAIiE na Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, turniejach robotycznych, konferencjach organizowanych w Centrum Nauki Kopernik – Festiwal Przemiany 2020, Digital Youth Forum 2020 – DYF. Zrealizujemy również spot promocyjno - reklamowy na platformie YouTube i stronie Internetowej szkoły.
Korzyści dla uczniów

Korzyści dla uczniów

Wykorzystujemy umiejętności z podstawowych przedmiotów których uczymy się w szkole podstawowej: matematyka, informatyka, fizyka, technika jak również wiedzę i umiejętności które rozwijamy na zajęciach Robotcs Academy: 

- programowanie mikroprocesorów jednoukładowych,
- programowanie z wykorzystaniem platformy Arduiuno,
- programowanie systemów wbudowanych,
- programowanie w języku C, C++, C# i Phyton wykorzystywanymi w minikomputerze Raspberry Pi 3
- sterowanie przekaźnikami i pompami wody,
- przesyłanie sygnałów i danych przez sieć Internet,
- projektowanie z wykorzystaniem symulacji komputerowych: LTspice IV, Electronic Circuit Simulator, CircuitMaker Student 6.2c, Fritzing,
- wykorzystanie  czujników temperatury, ciśnienia , wilgotności i odległości,
- analiza i wykorzystanie danych zawartych w mierzonych parametrach,
- sterowanie urządzeniami elektronicznymi przez sieć Internet.

Stworzyliśmy zespołów w którym młodzi konstruktorzy będą  odpowiedzialni za zaprojektowanie i wykonanie poszczególnych modułów stacji: 

  • Mikołaj Nowakowski -  zaprogramowania mikrokomputera Arduino, testowanie oprogramowania, optymalizacja pracy oprogramowania
  • Jakub Warzecha - montaż modułów elektronicznych, czujników i okablowania
  •  Dariusz Koziara - symulacja i testowanie pracy stacji, oprogramowanie minikomputera  Raspberry Pi 3, instalacja i konfigurowanie oprogramowania Domoticz
  •  Krzysztof Kołton - projektowanie i montaż - hydro-modułu - systemu nawadniania i sterowania pompą wody
  • Patryk Kwaśniewski - montaż mechaniczny modułów stacji w dedykowanej obudowie, przygotowanie mechaniczne obudowy, testowanie systemów stacji
Wykorzystanie grantu

Wykorzystanie grantu

Dysponujemy już największą wartością projektu – naszą pasją, umiejętnościami i wiedzą stosowaną w praktyce! 

Przyznany grant wykorzystalibyśmy na zakup brakujących elementów naszej Smart stacji: komputera Raspberry Pi 3, obudowy z przeźroczystą płytą czołową, kolorowy wyświetlacz LCD (pojemnościowy) do sterowania dotykowego stacją i prezentacji wykresów mierzonych parametrów (temperatury powietrza i gleby, natężenia oświetlenia, wilgotności gleby) oraz aktualnego stanu pracy urządzenia. Zakupilibyśmy również „serce” naszego urządzenia czyli miniaturową pompę wody do nawadniania kontrolowanych rośli.

Elementy unikatowe

Elementy unikatowe

Nasza Smart Stacja ma unikalne cechy użytkowe których nie posiadają żadne podobne modele dostępne na rynku komercyjnym:

- duży 7'' dotykowy, pojemnościowy ekran o rozdzielczości  800x480px do sterowania stacją,
- wyświetlanie wszystkich mierzonych i kontrolowanych parametrów,
- zapis mierzonych wartości na kartę pamięci i do chmury danych,
- modułową budowę umożliwiającą nawadnianie dowolnej ilości rośli w kontrolowanym obszarze,
- sterowanie stacją z dowolnego miejsca na Ziemi poprzez podłączenie jej do sieci Internet,
- kontrola parametrów wegetacji nadzorowanych rośli,
- stosunek ceny do możliwości urządzania wypada na korzyść naszej stacji w porównaniu z podobnymi urządzeniami na rynku komercyjnym.

Szkoła

Szkoła Podstawowa z Oddziałami Integracyjnymi nr 98 im. Henryka Sienkiewicza

Adres

Os. Na Stoku 52, 31-708 Kraków

Dziękujemy za oddanie głosu
<< Wróć do listy projektów