Hosted by OSOS , contributed by zygouritsas on 17 April 2018
Παρουσίαση της συμμετοχής του Talos εκπαιδευτική ρομποτική και προγραμματισμός για παιδιά του πανεπιστημίου Θεσσαλίας στο διαγωνισμό "Φτιάξε το δικό σου σεισμογράφο"
Feel
Στο πλαίσιο του διαγωνισμού "Φτιάξε το δικό σου Σεισμογράφο" oι μαθητές της Ομάδας TALOS του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας που αποτελείται από παιδιά δημοτικού και γυμνασίου κατασκεύασαν δύο σεισμογράφους: έναν σεισμογράφο από Lego Mindstorm EV3, ένα σεισμογράφο Γεώφωνο καθώς και έναν ενημερωτικό ιστότοπο σχετικά με το φυσικό φαινόμενο του σεισμού και τα μέτρα προστασίας για την αντιμετώπιση και πρόληψη των επιπτώσεων ενός σεισμού.
Σκοπός της συμμετοχής στο διαγωνισμό ήταν:
1. Να γνωρίσουν οι μαθητές τις αιτίες δημιουργίας των σεισμών, τα στοιχεία ενός σεισμού όπως π.χ. την εστία, το επίκεντρο, τα σεισμικά κύματα και τις κλίμακες που χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση του μεγέθους του σεισμού
2. Να γνωρίσουν τη λειτουργία του σεισμογράφου.
3. Να ευαισθητοποιηθούν σε θέματα προστασίας από σεισμό που αφορούν στις ευάλωτες κοινωνικές ομάδες του πληθυσμού.
4. Να αναπτύξουν δεξιότητες συνεργασίας, επικοινωνίας και αποδοχής.
5. Να μάθουν να ερευνούν, να συνδυάζουν και να συνθέτουν γνώσεις και πληροφορίες.
Imagine
ΣΕΙΣΜΟΓΡΑΦΟΣ με LEGO EV3
Αποτελείται από 4 μέρη
- την βάση στην οποία στηρίζεται το χαρτί
- την βάση όπου είναι τοποθετημένοι οι 2 αισθητήρες απόστασης (ultrasonic sensor)
- τον κινητήρα που γυρνάει την ρόδα για να προχωράει το χαρτί
- τον κινητήρα που κινεί τον μαρκαδόρο
Σεισμογράφος με γεώφωνο
Η ομάδα κατασκεύασε ένα σεισμογράφο από απλά υλικά. Προσπαθήσαμε και βρήκαμε υλικά που στους άλλους φαίνονταν «άχρηστα» και τα αντιστοιχίσαμε στα κομμάτια ενός σεισμογράφου.
1 Μεγάφωνο (woofer)
Βαρίδι ψαρέματος που δανειστήκαμε από μαγαζί με είδη αλιείας και καταδύσεων (μάζας 500gr)
Ελατήριο 50cm που βρήκαμε σε υπαίθριο παζάρι
Μεταλλικά στηρίγματα τα οποία βρήκαμε στο υπαίθριο παζάρι
Καλώδιο mini jack σε RCA (για την σύνδεση του μεγαφώνου με την κάρτα ήχου του υπολογιστή)
Λογισμικό καταγραφής ήχου Audacity (το βρήκαμε δωρεάν στο internet)
Αφαιρέσαμε όλον τον χάρτινο κώνο του μεγαφώνου, καθώς και το κάλυμμα του πηνίου του.
Καλύψαμε το πηνίο του με ένα πλαστικό καπάκι από ένα παιδικό γιαούρτι, για να μπορέσουμε να έχουμε ομαλότερη καταγραφή της κίνησης του βαριδίου από το πηνίο, χωρίς να το καταστρέψουμε
Δανειστήκαμε ένα βαρίδι ψαρέματος, καρφώσαμε έναν γάντζο, ώστε το βαρίδι να μπορεί να αναρτηθεί από το ελατήριο.
Στους ακροδέκτες του μεγαφώνου (+,-) κολλήσαμε το καλώδιο mini jack σε RCA κόβοντας τα RCA βύσματα. Έτσι το ρεύμα που παράγεται από την κίνηση του πηνίου του μεγαφώνου μεταφέρεται μέσω της κάρτας ήχου του υπολογιστή και καταγράφεται από το λογισμικό που χρησιμοποιήσαμε
Συνδέουμε το βύσμα mini jack στην είσοδο τη κάρτας ήχου του υπολογιστή μας.
Create
Πείραμα με Legp EV3
Το πείραμα αποτελείται από τα παρακάτω μέρη:
- παίρνουμε δεδομένα για 60’’, χρησιμοποιώντας τον αισθητήρα ultrasonic για μέτρηση σε cm/s
- Περνάμε τα δεδομένα σε ένα φύλλο excel και στην συνέχεια περνάμε τις τιμές από μία εξίσωση για να μας δώσει τα ρίχτερ του σεισμού.
- Ο κατακόρυφος άξονας περιέχει δεδομένα απόστασης από τον αισθητήρα που στο πείραμά μας έχουμε ορίσει να μετράει πάνω από 5cm/sec. Στο οριζόντιο άξονα είναι ο χρόνος σε sec. Παρακολουθούμε λοιπόν την ταλάντωση του σεισμού όταν παίρνει τις μέγιστες τιμές του και στην συνέχεια πως «σβήνει» σύμφωνα με το γράφημα
Πείραμα με γεώφωνο
Ανοίγουμε το λογισμικό Audacity που έχουμε ήδη εγκαταστήσει στον υπολογιστή μας.
Ενεργοποιούμε την ηχογράφηση και ρυθμίζουμε την ευαισθησία της εισόδου, έτσι ώστε να βλέπουμε την κυματομορφή που ηχογραφούμε. Κάναμε δοκιμές ακουμπώντας ελαφρά το μεγάφωνο και έτσι είδαμε ότι καταγράφεται η παραμικρή δόνηση.
Προφανώς θα ήταν πιο πιστή η καταγραφή των δονήσεων της γης αν είχαμε πακτώσει την κατασκευή μας στο έδαφος.
Έτσι λοιπόν με το σύστημά που κατασκευάσαμε έχουμε την δυνατότητα να καταγράψουμε τις δονήσεις που έρχονται από το έδαφος.
Αν είχαμε την δυνατότητα μακροχρόνιων δοκιμών και συγκρίσεων με δεδομένα από σεισμογράφους που υπάρχουν ήδη εγκατεστημένοι, θα μπορούσαμε να ρυθμίσουμε την ευαισθησία του συστήματός μας, ώστε να μην είχαμε μεγάλα σφάλματα και καταγραφή «ψευδοσεισμών».
Σύγκριση της ευαισθησίας του σεισμογράφου με το επιταχυνσιόμετρο ενός κινητού
- Τοποθετούμε το σεισμογράφο και το κινητό σε ένα θρανίο.
- Προκαλούμε συνεχείς δονήσεις στο θρανίο.
- Συγκρίνουμε τις καταγραφές κινητού – σεισμογράφου.
Προσπαθήσαμε να καταγράψουμε όσο καλύτερα και ακριβέστερα μπορούσαμε τη διαδικασία με την οποία τα παιδιά κατασκεύασαν τον σεισμογράφο και διαφορετικούς τρόπους, με Lego EV3, Γεώφωνο και την προσπάθεια συσχέτισης με την πραγματικότητα. Παρότι τα αποτελέσματα που είχαμε κατά τη διάρκεια των πειραμάτων ήταν άκρως ενθαρρυντικά, θα χρειαστούν πολλά ακόμη πειράματα για να πετύχουμε τη μέγιστη δυνατή ακρίβεια.