• Ενότητα 2

      Περιβαλλοντική Περιπολία με FOSSBot

      Προστασία Περιβάλλοντος/Τεχνολογία/Προγραμματισμός

      Ταυτότητα Ενότητας

      Τίτλος
      Περιβαλλοντική Περιπολία με FOSSBot
      Θεματικές Περιοχές
      Υπολογιστικά Συστήματα Τεχνολογία Περιβαλλοντική Επιστήμη
      Μορφή
      Κείμενο, Διαδραστικές δραστηριότητες προγραμματισμού, Περιβάλλον οπτικού προγραμματισμού (FOSSBot), Πειράματα με αισθητήρες, Ομαδική εργασία
      Χρόνος προετοιμασίας εκπαιδευτικού
      60-90 λεπτά
      Απαιτούμενος χρόνος μαθήματος
      90 λεπτά (2 x 45 λεπτά διδακτικές ώρες)
      Ηλικιακή ομάδα
      13-15 ετών (Τάξεις Γ' Γυμνασίου - Α' Λυκείου)
      Λέξεις-κλειδιά
      Αισθητήρες, Αυτοματισμός, Ρομποτική, Περιβαλλοντική Παρακολούθηση, Οπτικός Προγραμματισμός, Αισθητήρες Υπερήχων, Φωτορύπανση, Ηχορύπανση, Αποφυγή Εμποδίων, Βιωσιμότητα
      Περίληψη

      Σε αυτό το μάθημα, οι μαθητές εξερευνούν πώς τα ρομποτικά συστήματα βασισμένα σε αισθητήρες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την παρακολούθηση και προστασία του περιβάλλοντος. Μέσω πρακτικού προγραμματισμού με το ρομπότ FOSSBot και το περιβάλλον οπτικού προγραμματισμού του, συνδέουν αισθητήρες, δημιουργούν αυτοματοποιημένα συστήματα περιπολίας και αναπτύσσουν ένα βασικό σύστημα περιβαλλοντικής παρακολούθησης που ανιχνεύει εμπόδια, μετρά την ηχορύπανση και εντοπίζει τη φωτορύπανση. Εργαζόμενοι σε ομάδες, οι μαθητές περνούν μέσα από δομημένες δραστηριότητες που συνδυάζουν τη θεωρητική κατανόηση με την πρακτική εφαρμογή, χτίζοντας προοδευτικά το έργο τους από τον βασικό έλεγχο αισθητήρων σε ένα πλήρως λειτουργικό αυτοματοποιημένο σύστημα περιβαλλοντικής περιπολίας. Αυτή η προσέγγιση καλλιεργεί την επίλυση προβλημάτων, τη συνεργασία και την περιβαλλοντική συνείδηση.

      Εισαγωγή

      Τα συστήματα περιβαλλοντικής παρακολούθησης αποτελούν ουσιαστική εφαρμογή των σύγχρονων τεχνολογιών αυτοματισμού, βοηθώντας στη μείωση του ανθρώπινου αντίκτυπου και στη βελτίωση της ασφάλειας σε δημόσιους και ιδιωτικούς χώρους. Αυτή η ενότητα εισάγει τους μαθητές σε βασικές έννοιες του φυσικού υπολογισμού χρησιμοποιώντας αισθητήρες όπως φωτοαντιστάσεις και ανιχνευτές υπερήχων συνδεδεμένους σε προγραμματιζόμενο ρομπότ (FOSSBot). Μέσω πρακτικών δραστηριοτήτων, οι μαθητές μαθαίνουν πώς οι αισθητήρες συλλέγουν δεδομένα από το περιβάλλον και πώς τα αυτοματοποιημένα συστήματα μπορούν να λαμβάνουν αποφάσεις βάσει αυτών των δεδομένων. Εφαρμόζουν λογική υπό συνθήκες στον προγραμματισμό για τον έλεγχο LED, δημιουργώντας ένα έξυπνο σύστημα περιβαλλοντικής περιπολίας που ενεργοποιείται μόνο υπό συγκεκριμένες συνθήκες (π.χ., χαμηλό φως και ανίχνευση εμποδίων). Αυτό όχι μόνο ενισχύει την υπολογιστική σκέψη αλλά και ευαισθητοποιεί για τον ρόλο της τεχνολογίας στην περιβαλλοντική προστασία, την ενεργειακή απόδοση και τη βιώσιμη διαβίωση.

      Βασικές Γνώσεις

      • •Βασικές αριθμητικές πράξεις και λογική (πρόσθεση, αφαίρεση, δηλώσεις if/else)
      • •Εξοικείωση με οπτικό προγραμματισμό (περιβάλλοντα βασισμένα σε μπλοκ όπως το Scratch)
      • •Κατανόηση προγραμματιστικών δομών (βρόχοι, συνθήκες)
      • •Εισαγωγή σε αισθητήρες και ενεργοποιητές (φωτοαντιστάσεις, αισθητήρες υπερήχων, LED, αισθητήρες ήχου)
      • •Βασική χρήση διαδικτύου και συνδεσιμότητας Wi-Fi
      • •Κατανόηση περιβαλλοντικών εννοιών (ρύπανση, βιωσιμότητα, παρακολούθηση)

      Μαθησιακά Αποτελέσματα

      Στο τέλος αυτής της δραστηριότητας, οι μαθητές θα είναι σε θέση να:

      • ✓Διαμορφώνουν και χειρίζονται τη διεπαφή προγραμματισμού του FOSSBot μέσω περιηγητή ιστού
      • ✓Συνδέουν και ρυθμίζουν βασικούς αισθητήρες (υπερήχων, φωτός και ήχου) για περιβαλλοντική παρακολούθηση
      • ✓Ερμηνεύουν τιμές αισθητήρων και τις χρησιμοποιούν ως σκανδάλες για αυτοματοποιημένες αποκρίσεις
      • ✓Εφαρμόζουν λογική υπό συνθήκες για τον έλεγχο συσκευών βάσει περιβαλλοντικών δεδομένων πραγματικού χρόνου
      • ✓Σχεδιάζουν και κατασκευάζουν ένα λειτουργικό σύστημα περιβαλλοντικής περιπολίας χρησιμοποιώντας οπτικό προγραμματισμό
      • ✓Τροποποιούν παραμέτρους αισθητήρων για βελτιστοποίηση της συμπεριφοράς του ρομπότ για συγκεκριμένες περιβαλλοντικές συνθήκες
      • ✓Συνεργάζονται αποτελεσματικά σε ομάδες, κατανέμοντας ρόλους και ευθύνες
      • ✓Κατανοούν πώς η τεχνολογία μπορεί να προωθήσει την περιβαλλοντική υπευθυνότητα και ασφάλεια
      • ✓Αποσφαλματώνουν και βελτιστοποιούν τις προγραμματιστικές λύσεις τους μέσω επαναληπτικών δοκιμών
      • ✓Συσχετίζουν δεδομένα αισθητήρων με πραγματικές περιβαλλοντικές παραμέτρους

  • Τμήμα 1