Αποθετήριο του σχολείου "Εκπαιδευτήρια ΓΕΝΕΣΙΣ Ιδιωτικό Δημοτικό Σχολείο" για τη συμμετοχή στο Διαγωνισμό Ρομποτικής Ανοιχτών Τεχνολογιών.

Όνομα Ομάδας: Genesis Robotics Team

Τίτλος Έργου: Διαγωνισμός ανακύκλωσης

Υπεύθυνος Εκπαιδευτικός – συντονιστής ομάδας: Βασίλειος Λαδάς

[Συμβουλή]: Για την ευκολότερη μελέτη του έργου μας στο παρόν αποθετήριο, τονίζουμε ότι η μελέτη πρέπει να ξεκινήσει από το αρχείο ‘Τεκμηρίωση έργου_Διαγωνισμός ανακύκλωσης’ το οποίο βρίσκεται στον φάκελο ‘docs’. Το παραπάνω αρχείο καθοδηγεί τον αναγνώστη βήμα – βήμα ώστε να μελετήσει με τη σωστή σειρά τον σκοπό του έργου μας, την τεκμηρίωση του, τα υλικά που χρησιμοποιήθηκαν, τους περιορισμούς που πρέπει να τηρηθούν κ.α.

Γενική περιγραφή: Το έργο μας, έχει σκοπό να προσομοιώσει ένα διαγωνισμό ανακύκλωσης μεταξύ των 2 σχολείων μιας μικρής κωμόπολης.

Συνοπτικά (το σενάριο του έργου): Μια κωμόπολη (η επιφάνεια/ο χώρος όπου θα εκτελεστεί το έργο μας) αποτελείται από 2 σχολεία (θα αναφερόμαστε σε αυτά ως ΣΧΟΛΕΙΟ_1 και ΣΧΟΛΕΙΟ_2). Στην κωμόπολη αυτή υπάρχουν 2 διαφορετικοί δρόμοι (θα αναφερόμαστε σε αυτούς ως ΠΡΩΤΟΣ_ΔΡΟΜΟΣ και ΔΕΥΤΕΡΟΣ_ΔΡΟΜΟΣ) οι οποίοι ΔΕΝ τέμνονται, δηλαδή κανείς δρόμος δεν συναντάει σε κανένα σημείο τον άλλον, και κάθε δρόμος οδηγεί σε διαφορετικό σχολείο (ο ΠΡΩΤΟΣ_ΔΡΟΜΟΣ οδηγεί-καταλήγει μόνο στο ΣΧΟΛΕΙΟ_1 και ο ΔΕΥΤΕΡΟΣ_ΔΡΟΜΟΣ οδηγεί-καταλήγει μόνο στο ΣΧΟΛΕΙΟ_2). Κάθε σχολείο θα έχει από έναν κάδο ανακύκλωσης και δίπλα σε κάθε κάδο θα υπάρχει ένας αυτόματος μετρητής (robot) ο οποίος μετρά το πλήθος των τεμαχίων που έχουν τοποθετηθεί στον συγκεκριμένο κάδο ανακύκλωσης. Σύμφωνα με το διαγωνισμό αυτό, νικητής του διαγωνισμού είναι το σχολείο εκείνο, του οποίου οι μαθητές θα προλάβουν και θα τοποθετήσουν πρώτοι στον κάδο ανακύκλωσής του 5 ανακυκλώσιμα τεμάχια! Με άλλα λόγια, ο πρώτος από τους αυτόματους μετρητές των σχολείων που θα ανιχνεύσει/προσμετρήσει το πέμπτο (5) ανακυκλώσιμο τεμάχιο στον κάδο του σχολείου του, πρέπει να ειδοποιήσει τον διοργανωτή του διαγωνισμού ότι το σχολείο στο οποίο ανήκει ο μετρητής αυτός είναι το σχολείο νικητής. Ο διοργανωτής του διαγωνισμού υποθέτουμε ότι είναι ένα αυτόνομο όχημα (robot) το οποίο είναι σταθμευμένο σε συγκεκριμένο σημείο της κωμόπολης και περιμένει σταθμευμένος εκεί, μέχρι να ειδοποιηθεί από τον αυτόματο μετρητή κάποιου σχολείου ότι το σχολείο αυτό νίκησε. Όταν λάβει την ειδοποίηση νίκης από κάποιο από τα 2 σχολεία, πρέπει να επιλέξει τον κατάλληλο από τους 2 δρόμους της κωμόπολης και να ακολουθήσει αυτό το δρόμο μέχρι να φτάσει στο σχολείο νικητή! Όταν φτάσει στο σχολείο νικητή, σταματά μπροστά του και το βραβεύει αναπαράγοντας μια συγκεκριμένη μελωδία.

Αναλυτικότερα (το σενάριο και τα υλικά του έργου): Σε κάθε σχολείο (τα 2 σχολεία αντιπροσωπεύονται από 2 κουτιά) έχει τοποθετηθεί ένας κάδος ανακύκλωσης καθώς επίσης και ένας ειδικός αισθητήρας – μετρητής (υλοποιείται από 1 robot Edison για κάθε σχολείο και από εδώ και κάτω θα ονομάζεται Edison_μετρητής όταν αναφερόμαστε σε αυτόν γενικά ή Edison_μετρητής_1 όταν αναφερόμαστε στον Edison_μετρητή του κάδου του ΣΧΟΛΕΙΟ_1 ή Edison_μετρητής_2 όταν αναφερόμαστε στον Edison_μετρητή του κάδου του ΣΧΟΛΕΙΟ_2). Κάθε Edison_μετρητής μετρά το πλήθος των ανακυκλώσιμων τεμαχίων τα οποία έχουν τοποθετηθεί στον κάδο ανακύκλωσης του σχολείου στο οποίο ανήκει. Ο πρώτος από τους 2 Edison_μετρητές που θα ανιχνεύσει ότι τα τεμάχια που έχουν τοποθετηθεί στον κάδο ανακύκλωσής του έφτασαν τα 5 σε πλήθος, πρέπει να ειδοποιήσει τον διοργανωτή του διαγωνισμού ανακύκλωσης ότι το συγκεκριμένο σχολείο είναι ο νικητής! Ο διοργανωτής του διαγωνισμού ανακύκλωσης (υλοποιείται από 1 robot Edison και από εδώ και κάτω θα ονομάζεται Edison_διοργανωτής) υποθέτουμε ότι είναι ένα αυτόνομο όχημα το οποίο περιμένει σταθμευμένο σε κατάλληλο χώρο έως ότου ειδοποιηθεί από κάποιο από τα 2 σχολεία ότι συγκεντρώθηκαν 5 ανακυκλώσιμα υλικά στον κάδο του. Τη στιγμή που θα λάβει την παραπάνω ειδοποίηση, πρέπει να αρχίσει να κινείται κατάλληλα ώστε:

1. Να επιλέξει το σωστό δρόμο ο οποίος οδηγεί στο σχολείο από το οποίο έλαβε την ειδοποίηση (σχολείο - νικητής). Θεωρούμε ότι οι δρόμοι οι οποίοι οδηγούν στα σχολεία είναι διαφορετικοί και ΔΕΝ συναντά ο ένας τον άλλον σε κανένα σημείο. Με άλλα λόγια οι δύο δρόμοι δεν τέμνονται. Επίσης θεωρούμε ότι υπάρχει μοναδική αντιστοιχία σχολείου – δρόμου, δηλαδή στο ΣΧΟΛΕΙΟ_1 καταλήγει/οδηγεί μόνο ο ΠΡΩΤΟΣ_ΔΡΟΜΟΣ της κωμόπολης ενώ στο ΣΧΟΛΕΙΟ_2 καταλήγει/οδηγεί μόνο ο ΔΕΥΤΕΡΟΣ_ΔΡΟΜΟΣ της.
2. Αφού επιλέξει το σωστό δρόμο, τότε ο Edison_διοργανωτής πρέπει να κινηθεί σε αυτόν το δρόμο μέχρι να φτάσει στο σχολείο – νικητή. Σε αυτό το σημείο πρέπει να τονίσουμε ότι ο Edison_διοργανωτής θα προγραμματιστεί κατάλληλα ώστε, αφού επιλέξει και εισέλθει στο σωστό δρόμο, έπειτα να κινηθεί στη σωστή κατεύθυνση του δρόμου η οποία και οδηγεί/καταλήγει στο σχολείο νικητή. Το παραπάνω το τονίζουμε μιας και η ειδοποίηση/πληροφορία την οποία λαμβάνει ο Edison_διοργανωτής από τον Edison_μετρητή του σχολείου νικητή, τον ενημερώνει ΜΟΝΟ σχετικά με το ποιο από τα 2 σχολεία νίκησε. Άρα ο Edison_διοργανωτής, μετά την παραπάνω ειδοποίηση, θα γνωρίζει, ΜΟΝΟ, ποιο από τα 2 σχολεία είναι νικητής και κατ’ επέκταση ποιος είναι ο σωστός δρόμος τον οποίο και θα πρέπει να επιλέξει. ΔΕΝ θα γνωρίζει όμως ποια είναι η σωστή κατεύθυνση που πρέπει να ακολουθήσει επάνω σε αυτόν τον σωστό δρόμο τον οποίο έχει επιλέξει και στον οποίο έχει εισέλθει. Άρα, θα προγραμματίσουμε τον Edison_διοργανωτή κατά τέτοιον τρόπο ώστε, αφού επιλέξει το σωστό δρόμο, έπειτα να κινηθεί επάνω του κατά τέτοιον τρόπο ώστε να φτάσει στο σχολείο – νικητή μολονότι δεν γνωρίζει τη σωστή κατεύθυνση που πρέπει να ακολουθήσει ώστε να καταλήξει στο σχολείο. Συνοψίζοντας, θα λέγαμε ότι το έργο μας θα μπορεί να εκτελείται ορθά ανεξάρτητα από το σκαρίφημα των δρόμων και ανεξάρτητα από τη θέση του κάθε σχολείου επάνω στο δρόμο με τον οποίο σχετίζεται (αρκεί να μην τέμνονται οι 2 δρόμοι).
3. Όταν ο Edison_διοργανωτής φτάσει στο σχολείο – νικητή πρέπει να σταματήσει και να το βραβεύσει. Ως βράβευση θεωρούμε την αναπαραγωγή μιας συγκεκριμένης μελωδίας!

Προϋπόθεση για την επιτυχή διεκπεραίωση των παραπάνω αποτελούν τα εξής:

1. Το έδαφος της κωμόπολης [η επιφάνεια επάνω στην οποία θα υλοποιηθεί το έργο μας και συνεπώς θα τοποθετήσουμε τα υλικά μας (δρόμους, σχολεία, κάδους, robot Edison κ.τ.λ.)] πρέπει να είναι ανοιχτού χρώματος, ώστε να διαφέρει αρκετά από το μαύρο χρώμα των δρόμων (οι δρόμοι υλοποιούνται με χρήση μαύρης μονωτικής ταινίας).
2. Κάθε Edison_μετρητής θα πρέπει να προσμετρά στον κάδο ανακύκλωσης 1 τεμάχιο όταν αυτό περάσει από μπροστά του και ανιχνευθεί από αυτόν. Για να προσμετρηθεί το επόμενο τεμάχιο τότε θα πρέπει το πρώτο να έχει αφεθεί και να έχει πέσει μέσα στον κάδο. Δηλαδή αν ένα τεμάχιο τοποθετηθεί μπροστά στους αισθητήρες ενός Edison_μετρητή, τότε αυτός το ανιχνεύει και το προσμετρά ως 1. Όσο το τεμάχιο αυτό δεν πέφτει στον κάδο ανακύκλωσης, και διατηρείται μπροστά στους αισθητήρες του Edison_μετρητή τότε αυτό το τεμάχιο ΔΕΝ θα προσμετρείται ως επιπλέον τεμάχια αλλά ο Edison_μετρητής θα περιμένει μέχρι να πέσει το τεμάχιο αυτό στον κάδο και αφού πέσει (φύγει από μπροστά του) τότε και μόνο τότε ο Edison_μετρητής θα είναι σε θέση να ανιχνεύσει και να προσμετρήσει το επόμενο τεμάχιο.
3. Ο Edison_διοργανωτής θα πρέπει να παραμένει σταθμευμένος (μέχρι να λάβει ειδοποίηση από τον Edison_μετρητή κάποιου σχολείου) σε σημείο το οποίο να βρίσκεται δίπλα στην αφετηρία των 2 δρόμων.
4. Στην αφετηρία τους οι 2 δρόμοι θα πρέπει να απέχουν μεταξύ τους συγκεκριμένη απόσταση (για παράδειγμα, θα πρέπει να απέχουν τουλάχιστον 10 εκατοστά ο ένας από τον άλλον). Για το υπόλοιπο τμήμα των 2 δρόμων (εκτός από την αφετηρία τους) δεν υπάρχει περιορισμός απόστασης μεταξύ τους, αρκεί να μην είναι κολλητά ο ένας με τον άλλον και αρκεί να μην τέμνονται ΣΕ ΚΑΝΕΝΑ ΣΗΜΕΙΟ.

[Υλικά τα οποία χρειαζόμαστε για την υλοποίηση του παραπάνω έργου]:

1. Τρία (3) robot Edison v2.0 [το ένα (1) θα είναι ο διοργανωτής και τα υπόλοιπα δύο (2) θα είναι οι μετρητές κάδων].
2. Δύο (2) κουτάκια τα οποία αντιπροσωπεύουν τους κάδους ανακύκλωσης των 2 σχολείων. Ειδικότερα, τα κουτάκια που θα χρησιμοποιήσουμε εμείς στο έργο μας, είναι κουτιά που περιείχαν μαρμελάδα και είναι πλαστικά και στρογγυλά (δεν υπάρχει κάποιος συγκεκριμένος περιορισμός στην επιλογή κουτιού ως κάδου ανακύκλωσης).
3. Μονωτική ταινία μαύρου χρώματος με την οποία θα σχεδιάσουμε τις διαδρομές (τους δρόμους) που οδηγούν στο κάθε σχολείο. Η μονωτική ταινία που θα χρησιμοποιήσουμε θα έχει πλάτος περίπου 2 εκατοστά (πρέπει να χρησιμοποιηθεί μονωτική ταινία πάχους τουλάχιστον 1,5 εκατοστών). Αυτό είναι απαραίτητο για να μπορεί ο αισθητήρας ανίχνευσης γραμμής του robot Edison να την ανιχνεύσει. [Αν ένας δρόμος (μαύρη γραμμή) της κωμόπολης σχεδιαστεί με μαύρη γραμμή η οποία είναι πολύ στενή (στενότερη από 1,5 εκατοστό) τότε υπάρχει ο κίνδυνος ο Edison_διοργανωτής να μην μπορεί να την ανιχνεύσει σωστά οπότε δεν θα μπορεί να ακολουθήσει τη γραμμή αυτή (το δρόμο αυτό) και συνεπώς δεν θα λειτουργήσει σωστά το έργο].
4. Δύο (2) κουτιά μεσαίου μεγέθους τα οποία αντιπροσωπεύουν τα κτίρια των 2 σχολείων. Τονίζουμε ότι κάθε κουτί το οποίο θα επιλεγεί ως κτίριο σχολείου, πρέπει να έχει μία τουλάχιστον πλευρά η οποία να είναι ίση ή να ξεπερνά σε ύψος το robot Edison. Επιπλέον, η πλευρά αυτή πρέπει να είναι ανοιχτόχρωμη και όχι σκουρόχρωμη. Επίσης, η πλευρά αυτή πρέπει να είναι κάθετη (ή σχεδόν κάθετη) στην επιφάνεια επάνω στην οποία θα κινηθεί ο Edison_διοργανωτής όταν θα προσεγγίζει το σχολείο (την πλευρά αυτή). Τα παραπάνω είναι απαραίτητα ώστε να μπορεί να ‘ανιχνεύσει’ την πλευρά αυτή ο Edison_διοργανωτής όταν θα προσεγγίζει το σχολείο (το κουτί) για να το βραβεύσει [ο αισθητήρας ανίχνευσης αντικειμένων/εμποδίων του robot Edison λειτουργεί ικανοποιητικά όταν το αντικείμενο το οποίο βρίσκεται μπροστά του πληροί τις παρακάτω προϋποθέσεις: α) είναι ίσο ή ξεπερνά σε ύψος το robot Edison, β) έχει την επιφάνειά του κάθετη στην επιφάνεια επάνω στην οποία κινείται το robot Edison, γ) η επιφάνεια του αντικειμένου αυτού είναι ανοιχτόχρωμη]. Με βάση τους παραπάνω περιορισμούς, τα κουτιά που θα χρησιμοποιήσουμε εμείς στο έργο μας ως κτίρια των σχολείων, είναι κουτιά παπουτσιών τα οποία θα έχουν κολλημένο, σε μια πλευρά τους, ένα λευκό χαρτί μεγέθους Α4. Το χαρτί αυτό θα έχει ζωγραφισμένο επάνω του ένα σχολείο. Επισημαίνουμε ότι η παραπάνω ζωγραφιά θα περιέχει όσο το δυνατόν μικρότερο ποσοστό σκούρων χρωμάτων και όσο το δυνατόν μεγαλύτερο ποσοστό ανοιχτών χρωμάτων. Δεν υπάρχει άλλος περιορισμός στην επιλογή κουτιού το οποίο να αντιπροσωπεύει το κτίριο ενός σχολείου.
5. Ανοιχτόχρωμα χαρτάκια τα οποία αντιπροσωπεύουν τα ανακυκλώσιμα υλικά τα οποία θα τοποθετούνται στους κάδους ανακύκλωσης των σχολείων. Στο έργο μας θα χρησιμοποιήσουμε χαρτάκια τετράγωνου σχήματος πλευράς περίπου 5 εκατοστών. Τα χαρτάκια αυτά θα προέρχονται από λευκό χαρτί (ούτως ώστε να είναι εύκολα ανιχνεύσιμα από τους αισθητήρες ανίχνευσης αντικειμένων/εμποδίων των Edison_μετρητών) και θα τοποθετούνται στους κάδους ανακύκλωσης των σχολείων. [Για να μπορέσει να τοποθετηθεί ένα ανακυκλώσιμο υλικό (χαρτάκι) σε έναν κάδο ανακύκλωσης, υποχρεωτικά θα πρέπει να περάσει μπροστά από τον Edison_μετρητή του συγκεκριμένου κάδου ανακύκλωσης ο οποίος Edison_μετρητής θα το ανιχνεύσει και θα το προσμετρήσει στα ανακυκλώσιμα υλικά που έχουν ήδη τοποθετηθεί στον συγκεκριμένο κάδο.]
6. Αντικείμενα τα οποία θα χρησιμεύουν ως πλατφόρμες/βάσεις επάνω στις οποίες θα βρίσκονται οι Edison_μετρητές των σχολείων [Κάθε σχολείο θα έχει το δικό του Edison_μετρητή, το δικό του κάδο ανακύκλωσης (άδειο κουτί μαρμελάδας), και τη δική του πλατφόρμα/βάση επάνω στην οποία θα βρίσκεται ο Edison_μετρητής]. Η πλατφόρμα/βάση του Edison_μετρητή εξυπηρετεί στο να διατηρεί/στηρίζει τον Edison_μετρητή σε κατάλληλη θέση τέτοια ώστε να πληρούνται τα παρακάτω: a. Ο Edison_μετρητής να βρίσκεται κοντά στον κάδο ανακύκλωσης για να μπορεί να ανιχνεύσει τα αντικείμενα που θα τοποθετούνται σε αυτόν. b. Το μπροστινό μέρος του Edison_μετρητή (το τμήμα του Edison_μετρητή στο οποίο βρίσκονται οι αισθητήρες ανίχνευσης αντικειμένων/εμποδίων) να είναι στραμμένο προς το άνοιγμα του κάδου ανακύκλωσης (κουτί μαρμελάδας) έτσι ώστε μπορεί να ανιχνεύσει τα αντικείμενα που θα τοποθετούνται σε αυτόν. Στο έργο μας, για την υλοποίηση κάθε πλατφόρμας/βάσης , θα χρησιμοποιήσουμε τόμους βιβλίων κατάλληλου πλήθους και πάχους ώστε να πληρούνται οι 2 συνθήκες που περιγράφονται παραπάνω.
7. Δώδεκα (12) μπαταρίες τύπου ΑΑΑ για την τροφοδοσία των 3 robot (κάθε robot Edison απαιτεί 4 μπαταρίες). Προσοχή: Δεν είναι όλοι οι τύποι μπαταριών ΑΑΑ κατάλληλοι για τα Edison (οι μπαταρίες ΑΑΑ τύπου heavy duty ή super heavy duty είναι ΑΚΑΤΑΛΛΗΛΕΣ). Οι ΑΑΑ μπαταρίες που είναι κατάλληλες για τα Edison είναι 2 τύπων: a. Απλές αλκαλικές μιας χρήσης (όχι επαναφορτιζόμενες). b. Επαναφορτιζόμενες τύπου NiMH. Στο έργο μας, θα χρησιμοποιήσουμε επαναφορτιζόμενες τύπου NiMH.