ΝΤΟΜΑΤΟΣΥΛΛΕΚΤΗΣ Κέρδη από την εργασία μας.
Κέρδη από την εργασία μας.
Εφαρμογή των θεωριών στην πράξη, έρευνα για επίλυση προβλημάτων, συνεργασία και ομαδικό πνεύμα, υλοποίηση κατασκευής για συγκεκριμένη λειτουργία, χρήση λογισμικών στον πραγματικό κόσμο, εκπόνηση σχεδίου κατασκευών, εξαγωγή συμπερασμάτων και παρουσίαση ενός έργου.
Μελλοντικοί σχεδιασμοί.
Έχουμε κάνει πολλές παρατηρήσεις μέχρι τώρα και πολλές βελτιώσεις που θα μπορούσαν να εφαρμοσθούν. Κάποιες είναι στο δρόμο, αλλά τρέχουσες υποχρεώσεις μας σαν μαθητές μας καθυστερούν.
Προς το παρόν κάθε τμήμα, τόσο στο υλικό όσο και στο λογισμικό, είναι κατασκευασμένο από την ομάδα μας. Και αυτό μπορείτε να το διαπιστώσετε από τα επισυναπτόμενα αρχεία με τους κώδικες και τα διαγράμματα κατασκευής.
- Το σύστημα που ανεβοκατεβάζει την κεφαλή θέλει άλλαγμα με κάποιο με ατέρμονα κοχλία. Έτσι δεν θα χρειάζονται πλέον τα αντίβαρα (που προσθέτουν έξτρα βάρος) , θα είναι πολύ πιο γρήγορη η κίνηση της κεφαλής και φυσικά πιο σταθερή.
- Θα γίνει χρήση γραμμικού σερβομηχανισμού για την αρπάγη της κεφαλής ώστε να είναι σταθερότερος και με μεγαλύτερη ακρίβεια.
- Θα αντικατασταθεί το αμαξίδιο μεταφοράς με κάποιο με ερπύστριες ή με άρθρωση, ή ακόμα και με 2 ισχυρές ρόδες ώστε να γίνονται οι στροφές στο θερμοκήπιο πιο εύκολα και χωρίς τριβές.
- Θα αντικατασταθεί ο αισθητήρας RGB με κάμερες και φυσικά αντίστοιχο λογισμικό ώστε να ξεχωρίζει τους καρπούς. Τότε θα μπορούμε να συλλέγουμε κάθε λογής καρπό. Χρειαζόμαστε εδώ την βοήθεια του Raspberry PI, αν θέλουμε να διατηρήσουμε το κόστος χαμηλό.
- Θα τοποθετηθούν μπαταρίες στο αμαξίδιο για αυτοτέλεια και βεληνεκές κίνησης με ταυτόχρονη διαδικασία φόρτισής τους.
Οφέλη για τους πολίτες
Όπως φαίνεται από την παρουσίαση της εργασίας μας, σε πρώτη φάση είναι κερδισμένοι οι εργαζόμενοι στην περισυλλογή καρπών σε θερμοκήπια. Θα αποφύγουν την επαφή με το εχθρικό, πολλές φορές, περιβάλλον καλλιέργειας. (θερμοκρασία, υγρασία, φυτοφάρμακα κ.λ.π.) Η περισυλλογή θα γίνεται στοχευμένα σε νεκρό χρόνο και η ποιότητα των καρπών πιθανότατα θα είναι καλύτερη. Μικρό κόστος αγοράς του ρομπότ.
Οφέλη για την πόλη μου
Τα οφέλη που θα προκύψουν για την πόλη μου υπολογίζουμε ότι θα είναι ευεργετικά και πολυποίκιλα.
- Βελτίωση ποιότητας προϊόντων
- Άμεση παράδοση φρέσκων καρπών
- Εξοικονόμηση ενέργειας και κίνητρα για χρήση γεωθερμίας κυρίως το χειμώνα που η απόδοση των Stirling αυξάνεται.
- Έρευνα και παραγωγή τεχνογνωσίας στη χώρα μας.
Παράδειγμα εφαρμογής
Στο SITE που παραθέτουμε στην πρώτη σελίδα θα βρείτε πλήρη video, τεκμηρίωση και παρουσιάσεις της εργασίας μας.
ΝΤΟΜΑΤΟΣΥΛΛΕΚΤΗΣ ΚΑΙ ΕΝΕΡΓΕΙΑ
ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΕΣ ΠΡΟΫΠΟΘΕΣΕΙΣ
Εξ’ αρχής είχαμε θέσει και μια άλλη προϋπόθεση για την κατασκευή μας. Να χρησιμοποιεί ενέργεια που θα παρέχεται από το περιβάλλον. Στον τόπο μας υπάρχουν πολλές θερμές πηγές με θερμοκρασία νερού πολύ υψηλή. Έχουμε επίσης άφθονη ηλιοφάνεια, οπότε είμαστε έτοιμοι για το επόμενο βήμα. Στο διαδίκτυο είδαμε μηχανές Stirling να περιστρέφονται με τη θερμότητα ενός κεριού. Σκεφθήκαμε λοιπόν ότι είναι δυνατόν να χρησιμοποιήσουμε τέτοιες μηχανές για να έχουμε την απαιτούμενη ενέργεια να κινήσουμε τα ρομπότ μας. Στην περίπτωση που δεν έχουμε ζεστό νερό η ηλιακή ή ακόμα και η αιολική ενέργεια μπορεί να δώσει λύση.
Στόχος μας ήταν να παρουσιάσουμε κάτι που να μπορεί να κατασκευασθεί με μικρό κόστος αλλά να είναι και αποδοτικό. Χρησιμοποιήσαμε Arduino Mega 1280. Διαθέτει πληθώρα γραμμών εισόδου-εξόδου, καθώς και δυνατότητες χρήσης των PWM & UART.
Χωρίς να ξεχνάμε πάντα ότι το Raspberry PI είναι ένα πολύ δυνατό εργαλείο για να ολοκληρώσουμε την κατασκευή μας.
ΝΤΟΜΑΤΟΣΥΛΛΕΚΤΗΣ ΚΑΙΝΟΤΟΜΙΕΣ
Βασικές καινοτομίες
- Ο τρόπος με τον οποίο συλλέγουμε τις ντομάτες: χρησιμοποιούμε έναν κινητήρα για να πραγματοποιήσουμε τις δύο κινήσεις που κάνει ο άνθρωπος. Πιάνει τον ώριμο καρπό, τον γυρίζει για να κόψει το κοτσάνι και στη συνέχεια τον συλλέγει.
- Χρησιμοποιήσαμε RGB αισθητήρα χρώματος 16 pixels, σαρώνοντας το χώρο με κόκκινο laser για να ανιχνεύσουμε το κόκκινο.
- Αυξήσαμε την ευαισθησία χρησιμοποιώντας έναν μαύρο σωλήνα και τον τηλεφακό από μια φωτογραφική μηχανή μιας χρήσης.
Χρησιμοποιήσαμε BASCOM Compiler.
Τοποθετήσαμε βηματικούς κινητήρες για πολύ μεγάλη ακρίβεια θέσης.
Με κάμερες στο χώρο θα μπορούμε να εντοπίζουμε με ακρίβεια τη θέση των καρπών και να τις συλλέγουμε με εντελώς τυφλά ρομπότ. Τροφοδοτείται, στα πλαίσια της σχολικής εργασίας με ρεύμα από το δίκτυο, αλλά οι προδιαγραφές του είναι να εκμεταλλεύεται την ηλεκτρική ενέργεια που θα παράγεται με τη γεωθερμία του τόπου μας (Πολιχνίτος, Εφταλού, Θέρμα κ.λ.π.) χωρίς να αποκλείονται και άλλες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, για να λειτουργήσει κατά τη διάρκεια μέρας και νύχτας, ενώ σε περίπτωση πλεονάσματος ενέργειας θα έχει τη δυνατότητα αποθήκευσης αυτής σε μπαταρίες για περεταίρω χρήση από άλλες συσκευές.
Στην επόμενη έκδοση κινείται αποκλειστικά με μπαταρίες.
ΝΤΟΜΑΤΟΣΥΛΛΕΚΤΗΣ ΓΕΝΙΚΑ
Σύνοψη της ιδέας
Κατασκευάσαμε ένα ρομπότ που συλλέγει ντομάτες τη νύχτα (συνθήκες χαμηλού φωτισμού) χρησιμοποιώντας γεωθερμία. Η εργασία μας αποτελείται από δύο ρομποτικά συστήματα. Το τμήμα παραλαβής και εξόδου γίνεται με LEGO EV3. Η περισυλλογή γίνεται με ξεχωριστό ρομπότ (μετατροπή ενός εκτυπωτή inkjet) που κατασκευάσαμε ειδικά για την περίπτωση χρησιμοποιώντας Arduino Mega 1280. Διαθέτει πληθώρα γραμμών εισόδου-εξόδου, καθώς και δυνατότητες χρήσης των PWM & UART. Το ρομπότ προχωρά σε 4 ρόδες για μεγαλύτερη σταθερότητα και κατευθύνεται με ψηφιακή πυξίδα. Επικοινωνεί ασύρματα με Bluetooth.
Πλεονεκτήματα
- Κινείται σε κάθε έδαφος διαγράφοντας διάφορες τροχιές.
- Αναφέρει ασύρματα κάθε φάση της λειτουργίας του.
- Λαμβάνει και εκτελεί εντολές.
- Δεν χρειάζεται ειδικές υποδομές.
- Συνεργάζεται με άλλα υπολογιστικά συστήματα.
- Χρησιμοποιεί ενέργεια από το περιβάλλον.
- Είναι χαμηλού κόστους κατασκευή.
SOLAR TRACKER Ηλεκτρονικά στοιχεία
Ηλεκτρονικά στοιχεία
Αποτελεί την καρδιά του συστήματος, δηλαδή, με την χρήση μικροεπεξεργαστή ανοιχτού κώδικα τύπου Arduino Uno με επαρκή χώρο μνήμης EPROM 32KB & RTC με μετρητές , συγκριτές , καταχωρητές. Χρησιμοποιούμε στατιστική μέθοδο και όχι κάποιο μαθηματικό μοντέλο.
Αναλυτικά : ορίζουμε σημείο έναρξης των κινήσεων (zero point) μια ηλιόλουστη μέρα με την χρήση τριών φωτοστοιχείων, τα οποία θέτουν συνεχώς το πλαίσιο με τα πάνελ σε κάθετη θέση ως προς τις ακτίνες του ήλιου, γεγονός που σημαίνει βέλτιστη απόδοση του συστήματος. Οι μετρήσεις αυτές ανανεώνονται κάθε μέρα για να μπορεί το σύστημα να παρακολουθεί την τροχιά του ήλιου ανάλογα με τις εποχές.
Τις μέρες που δεν έχουμε ηλιοφάνεια ο μικροεπεξεργαστής σε συνάρτηση με το ρολόι του, από τα ήδη καταγεγραμμένα ανά λεπτό στοιχεία θέσης του πάνελ στην EEPROM, εφαρμόζει τα δεδομένα της τελευταίας ηλιόλουστης μέρας. Εκμεταλλευόμενοι το επαγωγικό φαινόμενο (βλ. αμπεροτσιμπίδα – κλέφτη το ονομάζουν οι ηλεκτρολόγοι) μετράμε mV, τα ενισχύουμε μέσω ενός τελεστικού ενισχυτή , μετράμε παλμούς από τα μοτεράκια , υπολογίζουμε παλμούς ανά μοίρα, π.χ. 100 παλμοί (κίνηση ρότορα κινητήρα) έχουμε 1 μοίρα περιστροφής της κατασκευής είτε στον άξονα των X είτε στον άξονα των Y.
Συνοψίζοντας έχουμε εισόδους, τα φωτοαισθητήρια, επεξεργασία δεδομένων και τελικά έξοδος (οδήγηση κινητήρων από Arduino uno) και έλεγχος των ορίων των κινήσεων, με τις μαγνητικές επαφές. Όλα είναι στεγανά, προστατευμένα από καιρικές συνθήκες, χτυπήματα κτλ. Τέλος με αισθητήρες νυκτός, το πλαίσιο θα οριζοντιώνεται (παράλληλη ως προς το έδαφος ) και ανέμου για το ενδεχόμενο πολύ δυνατών ανέμων, πάλι θα έχουμε οριζοντίωση.
Εν κατακλείδι , κατά τα γνωστά, τα φωτοβολταϊκά μέσω ενός ρυθμιστή τάσης θα φορτίζει συστοιχία μπαταριών, στην συνέχεια μπορούμε να πάρουμε DC ρεύμα απευθείας και να τροφοδοτήσουμε τους κατάλληλους καταναλωτές ή με έναν αναστροφέα (inverter) θα μετατρέπουμε το ρεύμα από DC σε AC και θα τροφοδοτούμε κλασσικούς καταναλωτές.
Choosing the correct video game for a real project.
Ενα project από τα Coursera εδω
SOLAR TRACKER Σύνοψη της ιδέας
SOLAR TRACKER
Σύνοψη της ιδέας
Ομάδα του τομέα ηλεκτρονικών από το 1ο εσπερινό ΕΠΑΛ Μυτιλήνης, υπό την επίβλεψη των καθηγητών, κυρίων Κορδογιάννη Γ., Δεληγιάννη Στ. και Παντέμη Γρ., εκπονεί και κατασκευάζει ένα project το οποίο οδηγεί δύο μεγάλα φωτοβολταϊκά πάνελ (δηλαδή στηρίζει και τα κινεί, κατά δύο άξονες χ και y) θέτοντάς τα διαρκώς κάθετα στις ακτίνες του ήλιου, επιτυγχάνοντας έτσι αύξηση της απόδοσης του συστήματος κατά 40%. Έτσι επιτυγχάνουμε περισσότερες ώρες απορρόφησης ενέργειας από τον ήλιο. Ως επί των πλείστο, χρησιμοποιούμε υλικά από την ανακύκλωση όπως παλιά γρανάζια ποδηλάτου, μειωτήρα στροφών από τέντα, κινητήρες από υαλοκαθαριστήρες αυτοκινήτου, σιδερογωνιές κ.λ.π. Η τεχνική κατασκευή σε συνεργασία με ηλεκτρονικά στοιχεία (μικροεπεξεργαστής Arduino) διάφορα αισθητήρια, φωτοτρανζιστορ, μαγνητικές επαφές κ.λ.π. ολοκληρώνουν την ιδέα μας.
Οφέλη για τους πολίτες
Η ωφέλεια για τους πολίτες είναι ότι με φθηνά και απλά υλικά μπορούν να φτιάξουν παρόμοιες κατασκευές χρησιμοποιώντας την ενέργεια του ήλιου και να τροφοδοτήσουν με ηλεκτρικό ρεύμα το σπίτι τους, περιορίζοντας έτσι την εξάρτησή τους, από την ηλεκτρική εταιρία (ΔΕΗ). Αξιοσημείωτη και ιδιοφυή είναι η επινόηση του επιβλέποντος καθηγητή κυρίου Κορδογιάννη Γιώργου, σχετικά με τον τρόπο ελέγχου και καταγραφή της ακριβής θέσης και κίνησης, του κάθε ρότορα των μοτέρ, με το να μετράμε παλμούς και έμμεσα μοίρες περιστροφής. Σχέδια, λογισμικό και οποιαδήποτε άλλη πληροφορία θα είναι διαθέσιμη δωρεάν για τον καθένα.
Οφέλη για την πόλη μου
Τώρα όσον αφορά την πόλη, θα μπορέσει π.χ. να φωτίσει χώρους, δημοτικά κτήρια, σκοτεινούς δρόμους κ.λ.π. Θα προκύψουν περιβαλλοντικά οφέλη από τη μείωση της κατανάλωσης των συμβατικών καυσίμων (πετρέλαιο, κοκ, λιγνίτη κ.λ.π.). Επιπρόσθετα θα δοθεί ένα έναυσμα στους δημότες, ένας τρόπος σκέψης για ενίσχυση της περιβαλλοντικής συνείδησης και στροφή στην χρήση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας.
Πρόσφατα σχόλια