Hosted by OSOS , contributed by mdakanali on 8 March 2021
Το Εσπερινό ΕΠΑ.Λ. Ιεράπετρας συμμετέχει για πρώτη φορά στο πρόγραμμα του Open Schools for Open Societies το σχολικό έτος 2018-19 .
Το πρόγραμμα μας αφορά στην αναζήτηση λύσεων σε προβλήματα "πραγματικής ζωής". Οι μαθητές μας είχαν την περιέργεια να δουν πως μπορεί να δημιουργηθεί ένας μετεωρολογικός σταθμός κι αν αυτό είναι εφικτό.
Ο τίτλος του έργου μας μετά από την απόφαση της ολομέλειας των ομάδων ήταν: Αυτόνομος μετεωρολογικός σταθμός Πομπός- Δέκτης με χρήση Raspberry Pi 3B+ και PLC Siemens S7 1200 (ως Πομπός) και ο Δέκτης θα είναι ο Server (Raspberry Pi 3B+).
Το έργο θα αποτελείται από εβδομαδιαίες συναντήσεις. Ξεκινά με την απόκτηση δεξιοτήτων στην ομαδική εργασία, ακολουθούμενη από το διαχωρισμό σε επαγγελματικά μαθήματα (σχεδιασμός προϊόντων, σχεδιασμός κυκλωμάτων, Raspberry Pi, PLC S7-1200, Προγραμματισμός σε γλώσσα Python, ανάπτυξη εφαρμογών, διαχείριση, και έρευνα) και ομάδες εργασίας (περίπου 24 μαθητές ). Η σύσταση των ομάδων εργασίας γίνεται γύρω από τα τμήματα της Ηλεκτρολογίας και της Πληροφορικής, όπου κάθε ομάδα, στο τμήμα της, πρέπει να επιλέξει ένα θέμα προς αντιμετώπιση, ακολουθώντας τα εξής βήματα: να κάνει έρευνα για τον εντοπισμό των αναγκών, τον προσδιορισμό ενός προβλήματος, την εξεύρεση λύσεων και τη διαμόρφωση ενός πρωτοτύπου ή ενός μοντέλου. Στο τέλος του έτους, οι μαθητές θα παρουσιάσουν τα προϊόντα τους σε εορταστική εκδήλωση.
Απαιτούνται γενικοί πόροι:
- Σχολικό προσωπικό: 3 εκπαιδευτικοί ανά 24 μαθητές
- Yπολογιστές (1 για κάθε 1 μαθητή)
- 2 αίθουσες υπολογιστών
- Raspberry Pi + σχετικά αξεσουάρ
- 1 PLC S7 1200
- εξοπλισμός για εργαστήρια κατασκευών
Υπεύθυνοι Καθηγητές για το έργο μας είναι:
Δακανάλη Μαρία, ΠΕ86, Πληροφορικής
Διακάκης Γεώργιος, ΠΕ87, Ηλεκτρολογίας
Μπορείτε να επικοινωνήσετε με το σχολείο μας
Εσπερινό ΕΠΑΛ Ιεράπετρας
Εμμ. Λαμπράκη 8 , Τ.Κ. 72200
Ιεράπετρα
e-mail: mail@3epal-esp-ierap.las.sch.gr
δικτυακός τόπος: http://3epal-esp-ierap.las.sch.gr ή https://esperinoepalierapetras.blogspot.com
Αισθάνομαι
Το Εσπερινό ΕΠΑ.Λ. Ιεράπετρας συμμετέχει για πρώτη φορά στο πρόγραμμα του Open Schools for Open Societies το σχολικό έτος 2018-19 .
Ο τίτλος του έργου μας μετά από την απόφαση της ολομέλειας των ομάδων ήταν: Αυτόνομος μετεωρολογικός σταθμός Πομπός- Δέκτης με χρήση Raspberry Pi 3B+ και PLC Siemens S7 1200 (ως Πομπός) και ο Δέκτης θα είναι ο Server (Raspberry Pi 3B+).
Μιας και βρισκόμαστε στην νοτιότερη πόλη της Ευρώπης, την Ιεράπετρα.και την πιο ζεστή λόγω κλιματικών συνθηκών, σκεφτήκαμε να δημιουργήσουμε έναν αυτόνομο μετεωρολογικό σταθμό. με την έννοια ότι θα μπορεί με ειδικά φωτοβολταικά πάνελ να δίνει την απαιτούμενη ενέργεια που χρειάζεται για να είναι σε λειτουργία όλα τα κυκλώματά του. Ένας μετεωρολογικός σταθμός που θα στέλνει τα δεδομένα του σε έναν Εξυπηρετητή (Server) και θα έχουμε την δυνατότητα να βλέπουμε τις μετρήσεις από μακρυά.
Φαντάζομαι
Το έργο μας αποτελείται από 24 μαθητές όπου τους χωρίσαμε σε 3 ομάδες των 8 ατόμων.
Η ολομέλεια της 1ης ομάδας αποφάσισε να σχεδιάσει πως φανταζόμαστε ότι θα είναι το έργο μας έτσι ώστε να δώσουμε το έναυσμα στις υπόλοιπες ομάδες να εργαστούν με τα υλικά μέρη του έργου.
Η 1η ομάδα φαντάστηκε και κατασκεύασε στο Google Drawings το σχέδιο του σταθμού μας:
Οι ομάδες λοιπόν αποφάσισαν ότι ο μετεωρολογικός σταθμός θα περιλαμβάνει:
- Το Εξυπηρετητή (Server) :
- Από ένα modem-router στον οποίο θα πρέπει να κάνουμε κάποιες βασικές ρυθμίσεις συνδεσμολογίας για τον Server μας και την VPN σύνδεσή μας
- Τον μετεωρολογικό σταθμό μας που θα είναι ένα Raspberry Pi και το PLC Siemens S7-1200 με τα αισθητήρια πάνω όπως είναι της βροχής, της θερμοκρασίας, της Υγρασίας, της Ατμ.Πίεσης, και του Ανεμόμετρου
- ΗΜΙ οθόνη απεικόνισης από το PLC S7-1200 τη γραφική απεικόνιση του ανέμου από το ανεμόμετρο
- GPS/GPRS Sim808 v3.3.2 για αποστολή μέσω sms αλλά και στον server την θέση του μετεωρολογικού σταθμού
- Camera να μας δείχνει εικόνα από το σημείο.
Δημιουργώ
Μετά από την ολομέλεια της 1ης ομάδας, 2ης ομάδας και της 3ης ομάδας και την έρευνα που έκαναν καταλήξαμε στα υλικά που θέλουμε για τον μετεωρολογικό μας σταθμό:
Οι ομάδες λοιπόν αποφάσισαν ότι ο μετεωρολογικός σταθμός θα περιλαμβάνει:
- Το Εξυπηρετητή (Server) : στον οποίο εγκατέστησαν:
- τον Apache Server και
- τον PHP Server για να δημιουργήσουμε την σελίδα μας που θα φιλοξενεί τα δεδομένα του μετεωρολογικού σταθμού.
- MySQLi Βάση Δεδομένων μας που έχουμε δημιουργήσει την Βάση Δεδομένων Weather Station και τον Πίνακα data όπου θα αποθηκεύουμε τις μετρήσεις από τα αισθητήρια του Μετεωρολογικού Σταθμού
- Δημιουργήσαμε μια VPN σύνδεση ανάμεσα στο Μετεωρολογικό Σταθμό και τον Server για να έχουμε αξιόπιστη σύνδεση χωρίς παρεμβολές από άλλους μέσω της σύνδεσής μας.
- Το Modem-Router στο οποίο συνδέετεαι ο Server μας:
- Έπρεπε να κάνουμε Port-forward και να ανοίξουμε κάποιες θύρες για να μπορέσουμε να επικοινωνήσουμε με τον Server μας
- Ports 80, 1194
- Έπρεπε να ανοίξουμε και την πόρτα 1194 για το OVPN
- Επίσης για να έχουμε πρόσβαση απομακρυσμένα από άλλες συσκευές ή υπολογιστές έπρεπε να δημιουργήσουμε Dynamic DNS Server
- no-ip --> δεσμεύσαμε ένα Domain Name για να βλέπουμε τη σελίδα του Server μας : espepaledu.ddns.net
- Ο Μετεωρολογικός σταθμός περιλαμβάνει:
- Αισθητήρα SenseHat (Θερμοκρασία, Υγρασία, Ατμοσφαιρική Πίεση)
- Αισθητήρα Βροχής - RainDrop Sensor
- OVPN Client
- SSH Client/Server
- Σύνδεση με PLC S7-1200 μέσω MODBUS επικοινωνίας αποστολή δεδομένων στον Server
- PLC S7-1200 με τον ασθητήρα Ανεμόμετρου
- Απεικόνιση σε οθόνη HMI της γραφικής Παράστασης του Ανέμου
- GPS/GPRS Sim808 v3.3.2 για αποστολή μέσω sms αλλά και στον server την θέση του μετεωρολογικού σταθμού
- Camera να μας δείχνει εικόνα από το σημείο
Το Υλικό μέρος (Hardware) για το στήσιμο του μετεωρολογικού σταθμού, μετά από έρευνα αγοράς και παραγγελίας από την 3η Ομάδα, αποτελείται από:
- 2 Raspberry Pi 3B+
- 1 PLC Siemens S7-1200
- 1 HMI οθόνη για το PLC
- 1 Camera
- SenseHat αισθητήριο για να πάρουμε την Θερμοκρασία, Υγρασία, Ατμ.Πίεση
- RainDropSensor
- Anemometer - Αισθητήρας ανεμόμετρου
- GSM/GPRS module και μια κάρτα σύνδεσης What;s up
Η 1η και 2η ομάδα μαθητών μας κατασκεύασαν το κουτί με τα φωτοβολταικά πάνελ και μέσα σε αυτό θα στηρίξουμε τα υπόλοιπα μέρη του σταθμού μας:
Η 4η ομάδα μαζί με την 5η ομάδα θα στήσουν τον Server (Raspberry Pi) και θα προγραμματίσουν τα αισθητήρια που θα μπούν στο μετεωρολογικό σταθμό (2ο Raspberry Pi):
Σύνδεση SenseHat (Temperature, Humidity, Pressure) , Raindrop Sensor, GSM/GPRS module, Camera:
Η 6η ομάδα θα δημιουργήσει τις γραφικές απεικονίσεις των αισθητηρίων και το φωτογραφικό υλικό με τη σύνδεση του PLC με το Ανεμόμετρο:
