КЕЙС

Кейс-лонгрид для наставников образовательных организаций в рамках проведения мероприятия «Педагогическая мастерская» Всероссийской ярмарки технологических проектов «Павильон инженерных идей»

Создай свою теплицу!

О ЧЁМ КЕЙС?

Предлагаем Вам исследовать широкий спектр возможностей устройства, созданного для одной конкретной задачи. В рамках кейса вы и Ваши ученики сможете собрать устройство автоматического полива растений с использованием датчика влажности почвы и испытать его в действии. После успешной сборки мы предлагаем Вам выйти за рамки привычного применения и предложить новые, креативные способы использования датчика влажности почвы в различных областях. Это станет отличной возможностью для развития критического мышления и творческого подхода к решению задач.

КОМУ ПОЛЕЗЕН КЕЙС?

Этот кейс станет ценным ресурсом для обучающихся и наставников в образовательных организациях и технологических кружках, позволяя погрузиться в тему автоматизации и применения датчиков в повседневной жизни. Он может быть использован на уроках технологии (труд), включая модуль по умному дому, а также для занятий внеурочной деятельности и дополнительного образования в области автоматизированных систем управления.

ТРЕНДЫ И ИННОВАЦИИ

В современном мире автоматизация и «умные» технологии проникают во все сферы жизни. Этот кейс предлагает Вам и Вашим учащимся изучить практические аспекты создания таких систем, развивая инженерное мышление и творческие способности. Ваши ученики смогут почувствовать себя изобретателями, находя новые применения существующим технологиям.

КАК ВЫ МОЖЕТЕ ПОМОЧЬ ШКОЛЬНИКАМ ВКЛЮЧИТЬСЯ?

Для ребят, которые интересуются этой тематикой, есть возможность участвовать в Национальной технологической олимпиаде по профилю «Умный город», организованным Томским политехническим университетом.
Другим профилем НТО, где могут пригодится данные компетенции, является профиль «Инженерные биологические системы».

Для ребят из сельских поселений и малых городов есть Всероссийский конкурс АгроНТРИ, трек АгроСмарт.

В рамках Всероссийской конференции «Юные техники и изобретатели» школьникам можно представить научные статьи и доклады в номинации «Био и АгроТех».

ДЛЯ РАБОТЫ НАД КЕЙСОМ ПОНАДОБИТСЯ

ЛИКБЕЗ ПО ЭЛЕКТРОНИКЕ

ХОД РАБОТЫ

1

Схема подключения:
1.Датчик влажности почвы:
VCC: 5V Arduino
GND: GND Arduino
A0: Аналоговый вход Arduino (например, A0)
2.Светодиоды:
Катод (короткая ножка) каждого светодиода через резистор подключается к GND Arduino.
Анод (длинная ножка) каждого светодиода подключается к цифровым выходам Arduino (например, D3, D4).
3.Помпа:
Плюс помпы подключается к D2. через конденсатор.
Минус помпы подключается к коллектору GND.

2

На компьютере откройте среду разработки Arduino IDE и напишите следующий скетч. Обратите внимание на комментарии в программе.

// Константы
#define SENSOR_PIN A0 // Аналоговый вход датчика влажности
#define PUMP_PIN 2 // Цифровой выход для управления помпой
#define LED_RED 3 // Цифровой выход для красного светодиода
#define LED_GREEN 4 // Цифровой выход для зеленого светодиода

#define DRY_THRESHOLD 500 // Порог сухости почвы (измеряется экспериментально)

void setup() {
// Настройка выходов
pinMode(PUMP_PIN, OUTPUT);
pinMode(LED_RED, OUTPUT);
pinMode(LED_GREEN, OUTPUT);

// Настройка входов
pinMode(SENSOR_PIN, INPUT);

// Инициализация последовательного порта
Serial.begin(9600);
}

void loop() {
// Чтение значения с датчика влажности
int sensorValue = analogRead(SENSOR_PIN);

// Вывод значения в монитор порта
Serial.println(sensorValue);

// Управление светодиодами в зависимости от уровня влажности
if (sensorValue < DRY_THRESHOLD) {
digitalWrite(LED_RED, HIGH);
digitalWrite(LED_GREEN, LOW);

// Включение помпы
digitalWrite(PUMP_PIN, HIGH);
} else {
digitalWrite(LED_RED, LOW);
digitalWrite(LED_GREEN, HIGH);

// Выключение помпы
digitalWrite(PUMP_PIN, LOW);
}

// Задержка для стабильности работы
delay(2000);

3

С помощью кабеля USB подключите Arduino к компьютеру. Отключите помпу перед загрузкой (разомкните цепь, отсоединив красный провод помпы). Загрузите скетч на плату с помощью кнопки .

4

Установите датчик влажности почвы на полную глубину в грунт. Помпу положите в емкость для воды, вода должна полностью закрывать помпу, при необходимости удлините провод, добавив еще провода «мама-папа». Вставьте один конец силиконового шланга в выходной патрубок помпы, второй разместите над грунтом. После этого включите помпу (вернуть красный провод обратно в 5 пин).

Готовое устройство передачи сигнала SOS будет выглядеть так

ВОПРОСЫ ДЛЯ РЕФЛЕКСИИ

ЧТО ДАЛЬШЕ?

ПОЛЕЗНЫЕ ССЫЛКИ И РЕСУРСЫ

АВТОР КЕЙСА

Пушкарев Михаил Сергеевич

учитель информатики

МАОУ СОШ №19 г. Томска, ассистент кафедры медицинской и биологической кибернетики СибГМУ