Σενάριο έργου για το διαγωνισμό εκπαιδευτικής ρομποτικής "Από τον Αρχιμήδη στον Ντα Βίντσι"

1. 1

2. 2
Υδροηλεκτρική ανεμογεννήτρια
&
Συσσωρευτές-μπαταρίες
Μία από τις μεγαλύτερες προκλήσεις που αντιμετωπίζουν τα αιολικά πάρκα είναι η παύση της
παραγωγής ενέργειας όταν δεν υπάρχει άνεμος.To πρόβλημα αυτό έρχεται να λύσει ο
συνδυασμός ανεμογεννητριών με την τεχνολογία υδροηλεκτρικής ενέργειας. Η νέα μονάδα αιολικής
- υδροηλεκτρικής ενέργειας είναι πρωτοποριακή και έχει σχεδιαστεί για να παράγει ενέργεια ακόμα
και όταν δεν φυσάει άνεμος.
Η βάση της ανεμογεννήτριας θα χρησιμεύει ως δεξαμενή και το αιολικό πάρκο θα περιβάλλεται
από μια πρόσθετη δεξαμενή. Για τη λειτουργία της, η αιολική - υδροηλεκτρική εγκατάσταση θα
πρέπει να βρίσκεται πάνω σε λόφο. Το νερό θα ρέει από το λόφο για να παράγει υδροηλεκτρική
ενέργεια, και θα αντλείται πίσω στο λόφο, όταν δεν απαιτείται ενέργεια. Το ίδιο νερό δηλαδή, θα
ακολουθεί την αντίστροφη διαδρομή. Αυτό επιτρέπει την αδιάκοπη παραγωγή ενέργειας.
Επίσης, ένα από τα μεγάλα προβλήματα των Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας είναι ο
ταυτοχρονισμός της προσφοράς-παραγωγής με την ζήτηση. Πού πηγαίνει η ενέργεια που
παράγεται από τις ανανεώσιμες πηγές όταν δεν την χρειαζόμαστε; Το μεγάλο αυτό πρόβλημα
έρχονται να λύσουν οι συσσωρευτές-μπαταρίες, οι οποίες αποθηκεύουν την ενέργεια όταν η ζήτηση
είναι χαμηλή.
Προβλήματα που επιλύει το project
Η χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας θα συμβάλει στην μείωση εκπομπών αερίων που
συντελούν στο φαινόμενο του θερμοκηπίου που είναι υπεύθυνο για την κλιματική αλλαγή.
Ρομποτικές κατασκευές
1. Ανεμογεννήτρια
2. Φράγμα
3. Υδροστρόβιλος
4. Ρομποτική κατασκευή για αυτόματο άνοιγμα διακόπτη
5. Αντλία νερού

3. 3
Η πρώτη ρομποτική κατασκευή είναι μια ανεμογεννήτρια
(αντικείμενο turbin). Αποτελείτε από ένα hub1, έναν κινητήρα
motorA και έναν αισθητήρα απόστασης sensorA. Ο sensorA
χρησιμοποιείτε για συγχρονισμό της ρομποτικής κατασκευής
με το αντικείμενο turbin του scratch. Όταν αλλάζω την ισχύ του
κινητήρα της ρομποτικής ανεμογεννήτριας, αλλάζει αυτόματα
και η ταχύτητα που κινείται το αντικείμενο turbin στο scratch. Η
ανεμογεννήτρια γυρνάει όταν φυσάει(αισθητήρας απόστασης
sensorF>15) και ταυτόχρονα αλλάζει χρώμα το led του hub1
που αντιστοιχεί στο αντικείμενο battery του scratch που
φορτίζει μέχρι την τιμή 60.
Η δεύτερη ρομποτική κατακευή είναι ένα υδροηλεκτρικό
φράγμα ( αντικείμενο gate). Αποτελείτε από ένα hub2, εναν
κινητήρα motorD και έναν αισθητήρα κλίσης sensorC. Όταν
σταματάει να φυσάει (αισθητήρας απόστασης sensorF<15)
τότε ανοίγει η πύλη για να τρέξει το νερό σε έναν αγωγό ο
οποίος το οδηγεί σε μια τουρμπίνα. Όταν ανοίγει η πύλη τότε ο
αισθητήρας κλίσης που είναι κουμπωμένος πάνω της αλλάζει
τιμή (sensorC=3) και δίνει εντολή στην τουρμπίνα (water
turbin) να γυρίσει.
Η τουρμπίνα είναι η τρίτη ρομποτική κατασκευή (αντικείμενο
water turbin). Αποτελείτε από ένα hub3, έναν κινητήρα motorE
και έναν αισθητήρα απόστασης sensorF που προσομοιώνει
τον αέρα στο πρόγραμμα. Καθώς γυρίζει ο κινητήρας, φορτίζει
το υπόλοιπο της μπαταρίας (αντικείμενο battery) ,δηλαδή μέχρι
την τιμή 100 και αλλάζει χρώμα το led του hub1. Η τουρμπίνα
σταματάει να γυρνάει όταν αδειάσει η δεξαμενή κάτω από την
ανεμογεννήτρια (custom turbin water tank=7).

4. 4
Η τέταρτη ρομποτική κατασκευή χρησιμεύει για αυτόματο
άνοιγμα και κλείσιμο ενός διακόπτης μπαταρίας. Αποτελείτε από
ένα hub4 (wedo1), έναν κινητήρα motorB και έναν αισθητήρα
κλίσης που ορίζει την κατεύθυνση που κινούνται τα σύννεφα. Ο
κινητήρας θα ενεργοποιηθεί για 3 sec όταν φορτίσει η μπαταρία(
αντικείμενο battery στο scratch) στο 100, έτσι ώστε να τεθεί σε
λειτουργία η αντλία νερού. Όταν αδειάσει η μεγάλη δεξαμενή
(meter for closing switch=5),θα ενεργοποιηθεί στην αντίθετη
κατεύθυνση για 3 sec, για να κλείσει ο διακόπτης και να
σταματήσει η λειτουργία της αντλίας νερού.
Η πέμπτη ρομποτική κατασκευή είναι μια αντλία νερού. Ο αρχαιότερος
τύπος αντλίας είναι ο κοχλίας του Αχιμήδη που χρησιμοποιήθηκε για το
πότισμα των Κρεμαστών κήπων της Βαβυλώνας τον 7 αιώνα Π.Χ. Η
αντλία επιτυγχάνει την ανύψωση των ρευστών μέσω μηχανικής δράσης
Αποτελείται από έναν κινητήρα ο οποίος γυρνάει μια πτερωτή στο
εσωτερικό της.
Σύνολο κατασκευής

5. 5
Εκπαιδευτικοί στόχοι
Το παρόν project ενδείκνυται ως παράδειγμα:
 χρήσης απλών και εμφωλευμένων δομών επιλογής (Εάν τότε)
 χρήσης προκαθορισμένου πλήθους επαναλήψεων, δομών επανάληψης υπό συνθήκη και "περίμενε
ώσπου".
 Χρήση τεχνικής polling με αποστολή μηνυμάτων που αντιστοιχούν στις προσημειώσεις του
αυτοματισμού που γίνονται στον υπολογιστή.
 σειριακού προγραμματισμού των κωδικών σε διαφορετικά αντικείμενα.
 Χρήση αριθμητικών παραστάσεων για τον υπολογισμό μεταβλητών.
Χαρακτηριστικά του έργου
Διάρκεια (σε διδακτικές ώρες ) 40
Δυσκολία(υλοποίησης κατασκευαστικά)(1-5) 3
Όνομα Ομάδας: 54Power of Piraeus
Σχολείο υλοποίησης: 54ο Δημοτικό Σχολείο Πειραιά
Προπονητής : Γεωργακοπούλου Χρυσούλα

6. 6
Σχολιασμός
του κώδικα
Στο παρόν έργο το πρόγραμμα αναπαριστάνεται με το παρακάτω
κωδικΌραμα

7. 7

8. 8
Ο κώδικας εμπλέκει 11 αντικείμενα σε 6 καταστάσεις, σχηματίζοντας 66 κελιά, εκ των οποίων στα 18
υπάρχει τμήμα κώδικα
Η διαχείριση
του πρώτου
κινητήρα
γίνεται από το
αντικείμενο Α
στην
κατάσταση 1
Η διαχείριση του δεύτερου κινητήρα motorD γίνεται από
το αντικείμενο C στην κατάσταση 1 και 4

9. 9
Η διαχείριση του τρίτου
κινητήρα motorE γίνεται από
το αντικείμενο F στην
κατάσταση 3

10. 10
Η διαχείριση του τέταρτου
κινητήρα motorB γίνεται από
το αντικείμενο G στην
κατάσταση 1 και 4

11. 11
Είναι χαρακτηριστικό ότι οι
κώδικες του αντικειμένου Α της
κατάστασης στις γραμμές 1 με 2
εκτελούνται ταυτόχρονα
(παράλληλος προγραμματισμός)
και υλοποιούν την προσομοίωση
του αυτοματισμού στον
υπολογιστή.
Ο κώδικας του
αντικειμένου C της
κατάστασης 1 με 5, και 4
με 6 υλοποιούν επίσης,
την προσομοίωση του
αυτοματισμού στον
υπολογιστή.

12. 12
Ο κώδικας του αντικειμένου Β
της κατάστασης στην γραμμή 1
υλοποιούν επίσης, την
προσομοίωση του
αυτοματισμού στον υπολογιστή.
Ο κώδικας του αντικειμένου G
της κατάστασης στην γραμμή
1 και ο κώδικας στην γραμμή
4 υλοποιούν επίσης, την
προσομοίωση του
αυτοματισμού στον
υπολογιστή.
Ο κώδικας του
αντικειμένου F
της κατάστασης
στην γραμμή 3
υλοποιούν την
προσομοίωση του
αυτοματισμού
στον υπολογιστή.

13. 13
Χρησιμοποιούνται δομές
επανάληψης υπό συνθήκη
"επανάλαβε ώσπου" (κάποιες
φορές μέσα σε δομές επιλογής.
Τα δεδομένα που
χρησιμοποιούνται είναι:
 σταθερές τιμές
 μεταβλητές
 τιμές από τους αισθητήρες
wedo