NXTGinity / Όμιλος Μικροί Χάκερ Γυμνασίου Πειραματικού Δημοτικού Σχολείου Φλώρινας

NXTGinity Class Monitor

Περιγραφή προβλήματος

Στις σχολικές αίθουσες, οι περιβαλλοντικές συνθήκες όπως η θερμοκρασία, η υγρασία, η ποιότητα του αέρα και ο φωτισμός επηρεάζουν άμεσα την ευεξία και την απόδοση μαθητών και εκπαιδευτικών. Στην τοπική μας κοινότητα, ωστόσο, η παρακολούθηση αυτών των παραμέτρων είναι σχεδόν ανύπαρκτη. Οι σχολικές εγκαταστάσεις συχνά δεν διαθέτουν τα κατάλληλα εργαλεία ή συστήματα για τη μέτρηση αυτών των συνθηκών, γεγονός που οδηγεί σε ακατάλληλα περιβάλλοντα μάθησης, ιδιαίτερα κατά τους χειμερινούς μήνες που η θέρμανση και η ποιότητα του αέρα είναι κρίσιμες.

Ειδικότερα, η πόλη της Φλώρινας αντιμετωπίζει έντονη ρύπανση κατά τη χειμερινή περίοδο λόγω της χρήσης καυσόξυλων και της κοντινής λιγνιτικής μονάδας στη Βόρεια Μακεδονία. Αυτές οι συνθήκες αυξάνουν την έκθεση των μαθητών σε βλαβερές συγκεντρώσεις σωματιδίων σκόνης, ενώ η έλλειψη επαρκούς φωτισμού κατά τη διάρκεια της ημέρας επηρεάζει τη συγκέντρωση και την οπτική άνεση.

Η πρόκληση που αντιμετωπίζουμε είναι να κατανοήσουμε και να παρακολουθήσουμε αυτές τις συνθήκες, ώστε να δημιουργήσουμε ένα πιο υγιεινό και άνετο περιβάλλον μάθησης. Η καταγραφή αυτών των δεδομένων είναι το πρώτο βήμα για την ενημέρωση της κοινότητας και τη λήψη μέτρων που θα βελτιώσουν την ποιότητα ζωής στις σχολικές τάξεις.

Με το Class Monitor, στοχεύουμε να γεφυρώσουμε αυτό το κενό, προσφέροντας ένα σύστημα παρακολούθησης που είναι οικονομικό, πρακτικό και εύκολα υλοποιήσιμο σε οποιοδήποτε σχολείο.

Περιγραφή προτεινόμενης λύσης

Η λύση που προτείνουμε είναι το Class Monitor, ένα καινοτόμο σύστημα παρακολούθησης περιβαλλοντικών συνθηκών στις σχολικές αίθουσες, το οποίο αξιοποιεί σύγχρονες τεχνολογίες STEM. Το σύστημα βασίζεται στο ESP-32 Wroom32 dev module και περιλαμβάνει:

  • Αισθητήρα σκόνης Waveshare για τη μέτρηση της ποιότητας του αέρα.
  • DHT11 αισθητήρα θερμοκρασίας και υγρασίας για την παρακολούθηση του κλίματος της αίθουσας.
  • TSL25911 αισθητήρα φωτός για τη μέτρηση της έντασης του φωτισμού.

Το Class Monitor συλλέγει δεδομένα κάθε 30 λεπτά και τα αποστέλλει στην πλατφόρμα ThingSpeak, όπου καταγράφονται σε πραγματικό χρόνο και είναι διαθέσιμα για ανάλυση. Οι χρήστες μπορούν να παρακολουθούν τις συνθήκες μέσω οποιασδήποτε συσκευής με πρόσβαση στο διαδίκτυο, παρέχοντας ένα εργαλείο που διευκολύνει την έγκαιρη λήψη μέτρων όταν οι συνθήκες δεν είναι κατάλληλες. 

Η πρακτική εφαρμογή του συστήματος είναι ήδη σε εξέλιξη, καθώς έχουμε εγκαταστήσει το Class Monitor στο εργαστήριο ρομποτικής του Πειραματικού Δημοτικού Σχολείου Φλώρινας.  Μπορείτε να δείτε τα δεδομένα στο κανάλι μας στο ThingSpeak: https://thingspeak.mathworks.com/channels/2813296 Παράλληλα, σχεδιάσαμε το κουτί της συσκευής στο TinkerCAD, εξασφαλίζοντας τη σωστή τοποθέτηση και λειτουργία των αισθητήρων.

Το Class Monitor είναι μια οικονομική, εύκολα υλοποιήσιμη λύση, η οποία μπορεί να εφαρμοστεί σε κάθε σχολείο για τη δημιουργία υγιεινότερων περιβαλλόντων μάθησης. Μέσω αυτής της καινοτομίας, προωθούμε τη χρήση STEM τεχνολογιών για τη βελτίωση της καθημερινής ζωής, συμβάλλοντας στη βιωσιμότητα και στην ευαισθητοποίηση για τις συνθήκες των σχολικών εγκαταστάσεων.

Πηγές
  1. Φως και σχολική αίθουσα: Μελέτη της επίδρασης του φυσικού φωτισμού στην εκπαιδευτική δραστηριότητα (https://apothesis.eap.gr/archive/download/163f8f53-cc5d-4e34-b17a-4eac254a78a3.pdf)
  2. Σκιασμός και αξιοποίηση του φυσικού φωτισμού στις σχολικές αίθουσες. Συγκριτική μελέτη στις τέσσερις κλιματικές ζώνες της Ελλάδας. (https://www.apothesis.eap.gr/archive/download/bcd95458-44dd-4cc1-9332-983a6ea645da.pdf)
  3. Ρύπανση εσωτερικού περιβάλλοντος από υπομετρικά σωματίδια με ελεγχόμενες συνθήκες αερισμού σε κτίρια (https://www.didaktorika.gr/eadd/handle/10442/35297)
Η ομάδα
Καθηγητής: Γιάννης Αρβανιτάκης
Μέλη ομάδας: Γιώργος Αγγελόπουλος Α' Γυμνασίου, Ιωάννης Δημάκης Α' Γυμνασίου, Νεκτάριος Παπαδόπουλος Α' Γυμνασίου