Eko – projekt  Zalijevanje biljke pomoću micro:bita u sklopu godišnjeg školskog eko – projekta Meteorološka medijska kuća započeli smo 10. veljače 2018. godine. 

Tim koji sudjeluje u eko – projektu Zalijevanje biljke pomoću micro:bita:

Vlasta Vrbanić Nemec, učiteljica razredne nastave

Tajana Tintor, učiteljica razredne nastave

Alma Žugaj, učiteljica razredne nastave

Lidija Župan, učiteljica likovne kulture

Sanda Pavlek, učiteljica matematike i informatike

učenici 1.c, 2.b, 2.c, 6.a i 6.b razreda te članovi foto i video grupe

Ciljevi projekta:

Napraviti sustav za automatsko zalijevanje sobne biljke.

Usporediti rast biljaka ovisno o zalijevanju upotrebom micro:bita i bez njega.

Održavanje i sudjelovanje učenika u radionicama na kojima izvode pokuse i organiziraju predavanja iz meteorologije za učenike razredne i predmetne nastave.

Prikupljanje materijala o radu sustava za navodnjavanje, prikupljanje materijala o napretku rasta biljaka, prikupljanje mjerenih podataka o temperaturi i vlažnosti tla.

Izrada dokumentarnog filma “Meteorološka medijska kuća“. 

Potreban materijal:

• sobne biljke za tri učionice s jednakim uvjetima
• zemlja za cvijeće
• 3 velike lončanice
• micro:bit
• 2 AAA baterije od 1.5 V
• sustav za mjerenje vlažnosti zemlje
• sustav za navodnjavanje (pumpa za vodu, gumeno crijevo, kablovi za spajanje na micro:bit)
• posuda za vodu
• računalo za programiranje micro:bita

Sobne biljke:
Za projekt smo izabrali lukovice gladiola – 18 komada (po 6 za svaku od tri učionice). Htjeli smo prikazati cijeli razvoj biljke od lukovice do cvijeta te promatrati rast i razvoj biljaka. Važno je bilo i to što će gladiole procvasti sredinom svibnja jer će se koncem mjeseca održavati prezentacija uradaka eko – aktivnosti. Cvijet dugo traje i time smo osigurali završnu fazu projekta.

Smještaj biljaka:

S obzirom da će lukovice biti posađene u tri učionice razmotrili smo i potražili one s jednakim uvjetima. Izabrali smo učionice koje su sve okrenute prema jugu. Lončanice su smještene na prozorske daske. Sve učionice imaju istu temperaturu (izvršili smo mjerenja kroz tjedan dana i usporedili rezultate). Dogovoreno je da se prozori koji su direktno iznad lončanica neće otvarati niti u jednoj učionici.

Tri razreda – tri različita ponašanja – tri rezultata:

• Učenici 2.b razreda – biljke će se zalijevati sustavom za zalijevanje uporabom micro:bita. Učenici će svakodnevno bilježiti promjene u razvoju biljke. Pomoću micro:bita očitavat će vrijednosti temperature i vlažnosti tla te ih unositi u tablice. Provjeravati će razinu vode u posudi s vodom kako bi je na vrijeme dotočili.
• Učenici 1.c razreda – biljke će se zalijevati ručno promatranjem biljke i zemlje te opipavanjem zemlje. Učenici će svakodnevno bilježiti promjene u razvoju biljke. U tablice će upisivati vrijednosti temperature zraka izmjerene termometrom postavljenim uz lončanicu.
• Učenici 2.c razreda – biljke će se zalijevati ručno promatranjem biljke i zemlje te opipavanjem zemlje. Učenici će svakodnevno bilježiti promjene u razvoju biljke. U tablice će upisivati vrijednosti temperature zraka izmjerene termometrom postavljenim uz lončanicu. Osim toga učenici će svakodnevno u više navrata pjevati u učionici. Želimo provjeriti ima li pjevanje utjecaja na rast ili ne.

Spajanje dijelova sustava za mjerenje vlažnosti tla s micro:bitom:

Dvije elektrode (2 čavla) se stavljaju u zemlju gdje je posađena biljka. Elektrode se ne smiju dodirivati!

Crnim kabelom se povezuje jedna elektroda (stezaljkama – krokodilkama) s micro:bitom na GND priključku. Crveni  i zeleni kabel se spajaju na drugu elektrodu (krokodilkama) te povezuju s micro:bitom – crveni na pin 3V, a zeleni na pin 0.

Micro:bit se postavlja izvan lončanice jer ne smije doći u doticaj s vodom i vlagom iz zemlje. Na njega se priključuje baterijsko napajanje (sadržano u micro:bit kompletu).

Program za rad micro:bita je ranije napravljen na računalu te pohranjen na micro:bit.

Baždarenje sustava za mjerenje vlažnosti tla:

Prije početka rada sustava bilo je potrebno baždariti sustav za mjerenje vlažnosti. Na internetu su učenici 6. razreda pronašli da se očitavaju vrijednosti u rasponu od 0 do 1023. Intuitivno su rekli –  što je manji broj to je suhlje, a što je veći to je tlo više vlažno. Kroz nekoliko pokušaja mjerenja vlažnosti – elektrode su bile u zraku – uočili su kako su za suho rezultati mjerenja bili oko 1000. Potom su stavili elektrode u izrazito mokro tlo – rezultati mjerenja su bili oko 80.

Zaključak: Što je tlo vlažnije to je očitana vrijednost bliže nuli. Što je tlo više suho to je očitana vrijednost bliže 1023.

Spajanje dijelova sustava za navodnjavanje s micro:bitom:

Gumeno crijevo se spaja s pumpom za vodu i stavlja na zemlju lončanice u kojoj su posađene lukovice. Pumpa za vodu se stavlja u posudu s vodom – mora biti pod vodom. Crni kabel od pumpe se priključuje na GND pin, crveni na 3V pin, a zeleni na pin 1.

Algoritam

S obzirom da će učenici drugog razreda očitavati vrijednosti vlažnosti tla, a ne znaju troznamenkaste i četveroznamenkaste brojeve programiranjem smo skalirali vrijednosti od 0 do 1023 u novi raspon od 99 do 0.

Osim što će sada učenici očitavati brojeve od 0 do 99 izmijenili smo i „strane“ suho – vlažno. Kako im je intuitivno pojam suho vezan uz sve manji broj, a mokro uz sve veći tako će se programski manjim brojevima prikazivati suho tlo, a većim vlažnije.

Umjesto naziva vlažnost tla koristimo naziv vlaga. Temperatura označava temperaturu zraka.

Granicu za preslabu vlažnost tla postavili smo na 40.

Pumpa za vodu je u razini lončanice i stoga je vrijeme zalijevanja postavljeno na 5 sekundi.

Učenici sami pritiskanjem gumba A na micro:bitu očitavaju vlažnost tla, a pritiskanjem gumba B temperaturu zraka.

Kako želimo da sustav za zalijevanje čim dulje bude samostalan programski smo smanjili potrošnju baterije. Smanjili smo osvjetljenje ekrana na 70 kako bi LED diode trošile manje energije. Vlažnost se automatski provjerava svakih sat vremena jer se vlažnost tla ne mijenja brzo.

Program

Program za zalijevanje biljaka upotrebom micro:bita izrađen je uređivačem JavaScript Blocks kodiranjem u Blocksu i JavaScriptu na poveznici http://microbit.org/hr/code/

Prilikom programiranja bilo je potrebno pretvoriti minute i sate u milisekunde.

Zaključak

Ovim projektom smo pokazali kako se ekološki može djelovati i uporabom tehnologije. Povezali smo učenike i učitelje predmetne i razredne nastave. Učenici su razvijali suradnički rad i uvidjeli kako se u životnim situacijama povezuju i isprepliću sva njihova znanja (u ovom slučaju iz informatike, matematike, prirode, tehničke i likovne kulture, hrvatskog jezika).

Prednosti sustava za zalijevanje: pod praznicima smo bili mirni jer smo znali da će biljke pravovremeno biti zalijevane. Ekološki, biljke su dobivale vode koliko im je zaista i bilo potrebno te smo time štedili vodu što je omogućavao sustav za mjerenje vlažnosti tla.

Nedostaci sustava za zalijevanje: baterijsko napajanje od 3 AAA baterije od 1.5 V je za dulji period problematično jer se baterije brzo troše. Prilikom projekta smo tijekom radnog dana spajali micro:bit USB kabelom s računalom kako bi štedili baterije. Svakako treba obratiti pažnju i na posudu za vodu ukoliko dulje vremena neće biti čovjeka radi kontrole količine vode. Rješenje je jednostavno – čim veća posuda tim bolje. Mi smo promatranjem kroz tjedan dana uočili koliko se tjedno potroši vode i tako smo znali kolika posuda nam je potrebna za vrijeme proljetnih praznika.

Razredi koji nisu imali sustav za zalijevanje uočili su prednosti sustava kad nisu u mogućnosti biti uz biljke i sami ih zalijevati.

Priprema projekta i dijeljenje zadataka je bilo od velike važnosti.

U prvoj fazi su učenici imali predavanja o meteorologiji i zašto se rade mjerenja. Dogovaralo se i razmatralo koje bi biljke bile idealne za naš projekt. Šestaši su upoznali mogućnosti micro:bita i naučili kako se programira u Java Script Blocksu.

U drugoj fazi su šestaši uz pomoć učiteljice napisali programski kod u koji su morali dodati posebne zahtjeve kako sustav ne bi samo mjerio vlažnost tla i zalijevao biljke. Dodali su mogućnost da se u bilo kojem trenutku može očitati vlažnost tla i temperatura zraka. Važno nam je bilo i prilagoditi brojčane vrijednosti za učenike drugog razreda kako bi razumjeli koji su broj pročitali.

U trećoj fazi su posađene lukovice, a micro:bit spojen sa sustavom za zalijevanje i sustavom za određivanje vlažnosti tla te postavljen u lončanicu s lukovicama.

U četvrtoj fazi koja i dalje traje smo pratili napredovanje biljaka, bilježili promjene, foto i video dokumentirali. Sve izmjerene podatke učenici su uz pomoć učiteljica unosili u tablice i izrađivali plakate i crteže. Osmišljavali su i dogovarali repertoar pjesama koje će svaki dan pjevati u razredu. Foto i video grupa su fotografiranjem i snimanjem videozapisa pratile sve faze projekta. Dokumentarni film će biti izrađen u svibnju povodom Dana škole kad očekujemo nagradu za naš trud – obilje prekrasnih cvjetova gladiola.

Biljke su u sva tri razreda podjednako napredovale. Nakon proljetnih praznika ćemo nastaviti sa zapažanjima i provedbom projekta jer će se tek tada vidjeti korisnost sustava za zalijevanje.

Učenici su cijelo vrijeme od početka projekta sa zanimanjem pratila rast biljaka, bilježili rezultate, pokazivali više interesa za meteorologiju i praćenje vremenske prognoze koja može utjecati na biljke u prirodi, uočili potrebu praćenja temperature zraka i vlažnosti tla. Razvijali su odgovornost i ustrajnost u radu.

Svi zajedno smo razmjenjivali iskustva i zapažanja. Međusobno smo se bolje upoznali i pokazali kako je svaki od članova tima, bio mlad ili star, važan dio cjeline za uspješnost provođenja projekta.