Τίτλος έργου: Έξυπνη Διαχείριση Οδικού Φωτισμού
Περιφερειακή Ενότητα: Ευρυτανίας
Όνομα ομάδας: Ορεινοί Εφευρέτες
Σχολείο: Δημοτικό Σχολείο Φουρνάς Ευρυτανίας
Τάξη: Δ Δημοτικού
Υπεύθυνοι καθηγητές
Διαμαντή Παναγιώτα, Φαίδρα Παπανικολούδη
Περιγραφή
Το έργο που σχεδιάζει η ομάδα ρομποτικής του μονοθέσιου Δημοτικού Σχολείου του Φουρνάς Ευρυτανίας αφορά την έξυπνη διαχείριση του οδικού φωτισμού, με στόχο τη μείωση της κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας και τη μείωση του περιβαλλοντικού αποτυπώματος του χωριού.
Μέσα από μια βιωματική και συνεργατική μαθησιακή εμπειρία, οι μαθητές θα ανακαλύψουν τρόπους αξιοποίησης της ρομποτικής και του προγραμματισμού μικροελεγκτών για τη δημιουργία ενός βιώσιμου, ενεργειακά αποδοτικού συστήματος φωτισμού.
Το πρόβλημα
Μέχρι πρόσφατα, η ηλεκτρική ενέργεια στη χώρα μας παραγόταν κυρίως από την καύση λιγνίτη, γεγονός που είχε ως αποτέλεσμα υψηλές εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα (CO₂) και ρύπανση της ατμόσφαιρας. Παρόλο που τα τελευταία χρόνια υπάρχει στροφή προς ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (ΑΠΕ), αυτές χαρακτηρίζονται από αστάθεια στην παραγωγή, καθώς τα φωτοβολταϊκά λειτουργούν μόνο την ημέρα και οι ανεμογεννήτριες μόνο όταν υπάρχει άνεμος. Ένα βασικό πρόβλημα είναι η υπερκατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας από τον δημόσιο φωτισμό, ειδικά σε περιοχές με μικρή νυχτερινή κίνηση. Στη Φουρνά, όπου ο φωτισμός δρόμων γίνεται με παλιές λάμπες υψηλής κατανάλωσης, η ετήσια κατανάλωση φτάνει τις 65.408 kWh, κοστίζοντας στους δημότες 9.811,2€ ετησίως. Η λύση μας Για να αντιμετωπίσουμε αυτό το πρόβλημα, σχεδιάσαμε ένα έξυπνο σύστημα φωτισμού που αξιοποιεί την εκπαιδευτική ρομποτική, το STEM και τις δεξιότητες του 21ου αιώνα. Το σύστημα περιλαμβάνει: • Αισθητήρες κίνησης (PIR sensors), που θα ανιχνεύουν την παρουσία πεζών. • Έναν μικροελεγκτή (Arduino ή Raspberry Pi), που θα ελέγχει την ενεργοποίηση των λαμπτήρων. • Δύο τύπους λαμπτήρων LED: 1. Έναν μικρό λαμπτήρα 5W, που θα φωτίζει ελαφρώς τους δρόμους όλη τη νύχτα. 2. Έναν ισχυρότερο λαμπτήρα 60W, ο οποίος θα ενεργοποιείται μόνο όταν ανιχνεύεται κίνηση πεζού και θα παραμένει αναμμένος για 5-10 δευτερόλεπτα μετά την απομάκρυνση του πεζού. Με αυτό το σύστημα, ο φωτισμός θα ακολουθεί τον πεζό, δημιουργώντας ένα "κύμα φωτός", που θα φωτίζει μόνο όπου είναι απαραίτητο. Εκπαιδευτικοί στόχοι και δεξιότητες Μέσα από το συγκεκριμένο έργο, οι μαθητές ευαισθητοποιούνται σε περιβαλλοντικά ζητήματα και στην ανάγκη εξοικονόμησης ενέργειας, ενώ ανακαλύπτουν πώς η ρομποτική και ο προγραμματισμός μπορούν να δώσουν λύσεις σε πραγματικά προβλήματα. Ταυτόχρονα, αναπτύσσουν την κριτική και αναλυτική τους σκέψη, εφαρμόζοντας διαδικασίες ανάλυσης και πρακτικής εφαρμογής, ενώ παράλληλα σχεδιάζουν, κατασκευάζουν και δοκιμάζουν το δικό τους τεχνολογικό σύστημα, βασισμένο σε πραγματικά δεδομένα, ενισχύοντας έτσι την κατανόηση και τη δημιουργικότητά τους. Επιπλέον, μέσα από τη συνεργατική μάθηση, οι μαθητές εργάζονται σε ομάδες, καλλιεργώντας δεξιότητες επικοινωνίας και ομαδικής εργασίας. Η βιωματική προσέγγιση της μάθησης τους επιτρέπει να εφαρμόσουν γνώσεις Φυσικής, Μαθηματικών, Προγραμματισμού και Τεχνολογίας σε ένα πρακτικό έργο, αναπτύσσοντας παράλληλα οικολογική συνείδηση και κατανοώντας την έννοια της βιωσιμότητας και της ενεργειακής απόδοσης. Οι εκπαιδευτικοί στόχοι της παραπάνω δράσης είναι οι εξής: Oι μαθητές: • Θυμούνται βασικές έννοιες φυσικής και ηλεκτρισμού (Ανάκληση γνώσεων). • Κατανοούν πώς λειτουργούν οι αισθητήρες και οι μικροεπεξεργαστές (Κατανόηση). • Εφαρμόζουν τις γνώσεις τους για να δημιουργήσουν το σύστημα φωτισμού, προγραμματίζοντας τον μικροεπεξεργαστή, συνδέοντας τους αισθητήρες και δοκιμάζοντας τη λειτουργία του σε πραγματικές συνθήκες (Εφαρμογή). • Αναλύουν το ενεργειακό πρόβλημα και τα πλεονεκτήματα της λύσης τους, εξετάζοντας πραγματικά δεδομένα κατανάλωσης και εξοικονόμησης (Ανάλυση). • Αξιολογούν την απόδοση του συστήματός τους, εντοπίζουν σημεία βελτίωσης και προτείνουν εναλλακτικές λύσεις για μεγαλύτερη ενεργειακή αποδοτικότητα (Αξιολόγηση). • Δημιουργούν ένα πλήρες και λειτουργικό σύστημα φωτισμού, από τον αρχικό σχεδιασμό έως την κατασκευή και την παρουσίασή του, αναπτύσσοντας δεξιότητες καινοτομίας και επίλυσης προβλημάτων (Δημιουργία). Το έργο ενθαρρύνει τη συμμετοχικότητα, καθώς οι μαθητές συνεργάζονται στη διαμόρφωση και υλοποίηση μιας βιώσιμης λύσης για την κοινότητά τους. Παράλληλα, καλλιεργούν την τοπική τους ταυτότητα, καθώς το πρόβλημα που μελετούν και προσπαθούν να επιλύσουν αφορά άμεσα το χωριό τους, τη Φουρνά Ευρυτανίας. Μέσα από αυτή τη διαδικασία, οι μαθητές αποκτούν όχι μόνο τεχνικές δεξιότητες, αλλά και βαθύτερη κατανόηση της σημασίας της εξοικονόμησης ενέργειας, της μείωσης του ενεργειακού αποτυπώματος και της ανάγκης για περιβαλλοντική υπευθυνότητα, συμβάλλοντας ενεργά στη δημιουργία ενός πιο βιώσιμου μέλλοντος. Υπολογισμός εξοικονόμησης ενέργειας • Ο μικρός λαμπτήρας (5W) θα λειτουργεί 8 ώρες/νύχτα → 5W × 8 ώρες = 40Wh/νύχτα • Ο μεγάλος λαμπτήρας (60W) θα λειτουργεί κατά μέσο όρο 1 ώρα/νύχτα → 60W × 1 ώρα = 60Wh/νύχτα • Σύνολο κατανάλωσης ανά στύλο: 100Wh/νύχτα • Ετήσια κατανάλωση για 140 στύλους: 5.110kWh αντί για 65.408kWh • Ετήσιο κόστος: 766,5€ αντί για 9.811,2€ • Ετήσια εξοικονόμηση: 9.044,7€ Οφέλη του έργου • Περιβαλλοντικό όφελος: Μείωση κατανάλωσης ενέργειας και εκπομπών CO₂. • Οικονομικό όφελος: Σημαντική εξοικονόμηση χρημάτων για τους δημότες. • Εκπαιδευτική αξία: Οι μαθητές μαθαίνουν μέσω της βιωματικής και συνεργατικής μάθησης. • Εφαρμογή στην κοινότητα: Μπορεί να δοκιμαστεί πιλοτικά και να επεκταθεί σε άλλες περιοχές. Συμπέρασμα Η ομάδα μας θέλει να αποδείξει πως η εκπαιδευτική ρομποτική και η τεχνολογία μπορούν να δώσουν πραγματικές λύσεις σε κοινωνικά και περιβαλλοντικά προβλήματα. Το έργο δεν είναι απλώς μια άσκηση, αλλά μια καινοτόμος ιδέα που μπορεί να εφαρμοστεί σε πραγματικές συνθήκες, ενισχύοντας την περιβαλλοντική συνείδηση, τη δημιουργικότητα και τη συνεργατική μάθηση.
Είδος έργου
Εκπαιδευτική ρομποτική
Σύνδεσμος για το βίντεο του έργου
https://blogs.sch.gr/dimfourneyr/files/2025/03/FOYRNA_UT-1.mp4
Ιστοσελίδα
https://blogs.sch.gr/dimfourneyr/2025/03/31/diagonismos-rompotikis-to-project-mas
Χαρακτηριστική εικόνα
