Кейс "Интернет вещей и орнитология"

МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ДЕТСКИЙ ТЕХНОПАРК «кВАНТОРИУМ»

Кейс «Интернет вещей и орнитология:
«Iot проект автоматизированной системы питания птиц»

12 ч. (кол-во часов по кейсу)

Авторы:

Клепова Наталья Викторовна,

Педагог дополнительного образования

МБОУ ДО Кванториум

Носач Тамара Витальевна,

Педагог дополнительного образования

МБОУ ДО Кванториум

Комсомольск-на-Амуре,

 2021

Оглавление

1. Описание кейса....................................................................................... 3

2. Цели и задачи кейса................................................................................ 3

3. Межпредметные связи............................................................................ 3

4. Предполагаемые результаты обучающихся......................................... 4

5. Оборудование.......................................................................................... 4

6. Ход работы............................................................................................... 5

7. Ориентировочный состав команды....................................................... 5

8. Дорожная карта кейса............................................................................. 5

9. Список использованных источников.................................................... 8

В век бескрайних технологических возможностей активно внедряются во многие сферы жизни IT технологии. Одной из таких сфер является и современное образование. Применение высоких технологий в образовательном процессе способствует появлению новых форм обучения, исследовательских методик, развитию новых компетенций у обучающихся и преподавателей. Основные направления внедрения сегодня - Системная инженерия и интернет вещей.  С помощью  специально  разрабатываемых устройств (контроллеров) и программного обеспечения реализуются задачи программного  управления различными  исполнительными устройствами, происходит оптимизация параметров работы сетей на производствах, реализуются самые необычные задачи  «умного дома» практически в любом жилом  доме. 

Описание кейса

  Птицы - пернатые друзья человека. Известно, что все перелётные птицы, возвращаясь с зимовки в родные края, первым делом строят жилища, а затем выводят потомство. Традиционный вид скворечника подходит не для всех перелетных и зимующих птиц, поэтому существуют различные модификации данной постройки,   отличающиеся   некоторыми   нюансами и размерами. Возможно ли организовать автоматическое кормление птиц без необходимости присутствия человека?

У нас есть  возможность  очень  многое реализовать уже сегодня, изучив, разработав и применив  современные средства автоматики, робототехники, интернета вещей. 

Цели и задачи кейса

Цель: Изучить различные типы гнездовий Перелётных птиц Хабаровского края, создать техно-скворечник, который сможет привлечь птиц к поселению в нём.

Задачи:

·  установить на персональный компьютер необходимый программный продукт;

·  изучить тему предмета, выявить необходимые элементы для проектирования;

·  исследовать особенности проектируемого предмета, рассмотреть аналоги;

·  на основе собранных материалов сформировать проектное задание, определить этапы, назначить проектные группы.

Межпредметные связи

Технология

·          Исследование работы датчика освещенности и сервопривода.

·          Исследование зависимости подачи корма от угла поворота дозатора.

·          Синхронизация работы устройства по подаче корма когда он заканчивается  в скворечнике

·          Разработка и создание конструкции автоматического дозатора корма для птиц.

Естественные науки

· Питание птиц.

· Типы гнездований.

· Закон Ома.

· Освещенность.

· Преобразование величин.

Математика

 · Системы координат.

 · Объем геометрической фигуры.

· Отношения величин.

· Измерительные шкалы.

Информатика и программирование

· Разработка программ для микроконтроллеров.

Предполагаемые результаты обучающихся.

Soft Skills:

— умение находить, анализировать и использовать информацию, формулирование  проблемы, выдвижение гипотезы, постановка вопросов ( инициативное сотрудничество в поиске и сборе информации), самостоятельное создание способов решения проблем творческого и поискового характера.

Hard Skills:

— умение создавать бета-модель с использованием 3D моделирования ля воссоздания мини-копий на 3D-принтере (или на станке с ЧПУ)

- умение программировать микроконтроллерные платформы. Получение и обработка показаний цифровых и аналоговых датчиков

Оборудование:

·работа  над  кейсом  должна  производиться  в  хорошо  освещенном,  просторном, проветриваемом помещении;

·компьютер (ноутбук) с монитором, клавиатурой и мышкой, на который установлено следующие  программное  обеспечение:  операционная  система  Windows  (версия  не ниже  7),  пакет  офисных программ MS Office, программы для 3D моделирования, среда разработки Espruino IDE;

·компьютеры (ноутбуки) должны быть подключены к сети с доступом в Интернет;

·презентационное оборудование (проектор с экраном/телевизор с большим экраном) с возможностью подключения к компьютеру (ноутбуку) – 1 комплект;

·флипчарт с комплектом листов/маркерная доска, соответствующий набор письменных принадлежностей – 1 шт.;

·3D принтер и лазерный станок

Ход работы

Этап 1 – теоретическая и презентационная проработка вопроса.

1.            Провести  наблюдение за гнездованием птиц, сформировав основные виды возможных  «удобных для гнездования и питания» решений.  Продумать различные варианты решений этих  задач.

2.            Определить круг задач моделирования. Разбить процесс моделирования на этапы, обеспечить получение промежуточных результатов.

3.            Назначить руководителей проектных направлений. Составить подробный описательный документ  - Технической проект реализуемого командой   решения .

4.            Подготовить презентацию на основе полученных результатов

Этап 2 – опытно-конструкторская проработка. 

1.            Реализовать  все проектные решения и выполнить опытно-конструкторские работы по выбранным для реализации инженерным решениям. Провести  апробацию полученных решений и собрать отзывы от пользователей ( потенциальных  потребителей ) в форме заполнения анкеты.

2.            Отработать взаимодействие с научными  разработчиками систем и алгоритмов  беспроводных ( в т.ч. сенсорных) сетей с целью  формирования сравнительного анализа  использования проводных  и беспроводных  соединений.

Этап 3 – презентация, рефлексия.

1.            В конце проекта ожидается презентация в любом удобном формате (PowerPoint,  и т.п.), в которой будут отражены результаты исследования, анкетирования и классификации. Создание реального прототипа экспоната.

2.            Отчет о ходе работы над кейсом, в котором будут детально описаны все проделанные командой действия (формат .doc);

Ориентировочный состав команды

«Аналитик»  - сбор информации, описание модели, опросы

«Специалист по  компьютерной графике» - обработка данных, проектирование и формирование  инженерного  решения,  презентационная часть

«Разработчик» -  написание программных  кодов, тестирование;

«Менеджер проекта» - распределение обязанностей и ролей в проекте.

Дорожная карта кейса:

Список использованных источников

1.     Большаков В.П. КОМПАС-3D для студентов и школьников. Черчение, информатика, геометрия. – СПб.: БХВ-Петербург,2010.

2.     Большаков В.П. Создание трехмерных моделей и конструкторской документации в системе КОМПАС-3D. Практикум. – СПб.: БХВ-Петербург,2010.

3.     Ганин Н.Б. Автоматизированное проектирование в системе КОМПАС-3D V12– ДМК Пресс, 2010

4.     Теоретический материал по работе с датчиками компании «Амперка». – Режим доступа: http://wiki.amperka.ru/

5.     Уханева В.А. Черчение и моделирование на компьютере. КОМПАС-3D LT –Спб, 2014

6.     Хофман Михаэль. Микроконтроллеры для начинающих, СПб.: БХВ-Петербург, 2014. – 304с.