Κατασκευή Μετεωρολογικού Σταθμού με Arduino Project B’ Τετραμήνου

Το Project ξεκίνησε στις 27 Ιανουαρίου και τελείωσε με το πέρας της σχολικής χρονιάς

Οι μαθητές χωριστήκαμε σε τρεις ομάδες Ομάδα Α: 1. Παπασαράντου Μαρία 2. Στιακάκης Ιάσονας 3. Μυρτάι Ουρανή 4. Ντέντα Ντρίτα Ομάδα Β: 1. Κατσαρέα Ελένη 2. Τόμα Ιουλιάν 3. Ρέππας Χρήστος 4. Παπαιωάννου Χρήστος 5. Ντολέσωβ Ηλίας Ομάδα Γ: 1. Σούκου Ρισαλντ 2. Κόλλιας Παρασκευάς 3. Καζάς Ιωάννης 4. Τόμπρας Δημήτριος 5. Τζαβέλας Γεώργιος

Οι προδοκίες των μαθητών από το Project

Προσδοκίες

Προσδοκίες

Τα Ερευνητικά Ερωτήματα που θέσαμε ήταν: Η Μετεωρολογία στην αρχαιότητα Η Μετεωρολογία στην λαϊκή παράδοση Το τοπικό κλίμα στην περιοχή μας Η μετεωρολογία σήμερα Κατασκευή Μετεωρολογικού Σταθμού

Μέθοδος που ακολουθήσαμε Η εκπόνηση του σχεδίου εργασίας στηρίζεται στην ομαδοσυνεργατική μέθοδο. Κάθε ομάδα μαθητών αναλαμβάνει μια διαθεματική δραστηριότητα, την οποία επεξεργάζεται, και στο τέλος όλες οι ομάδες παρουσιάζουν τη συνολική εικόνα του σχεδίου εργασίας. Εργασία σε ομάδες, στην ολομέλεια και εξατομικευμένη εργασία για τον κάθε μαθητή. Αναζήτηση πληροφοριών στο διαδίκτυο. Δημιουργία οπτικοακουστικού υλικού. Βιβλιογραφική έρευνα

Ομάδα Α

Καθήκοντα Ομάδας Α Έρευνα σχετικά με την Μετεωρολογία και τα Μετεωρολογικά δεδομένα που αναλύονται α)     Θερμοκρασία β)      Βαρομετρική Πίεση γ)     Υγρασία δ)      Βροχόπτωση ε)     Ηλιοφάνεια στ)     Άνεμος Έρευνα για την Μετεωρολογία στην αρχαιότητα και την σύγχρονη εποχή Έρευνα για τα διαφορετικά είδη κλίματος. Δημιουργία Ιστολογίου (Blog) για το Project και ενημέρωση του Blog για την πρόοδο των εργασιών. Καταγραφή τελικής έκθεσης Project, Δημιουργία Παρουσίασης, Παρουσίαση

Μετεωρολογικά Δεδομένα Βαρομετρική Πίεση: Είναι η πίεση που ασκείται από το βάρος του αέρα σε μια δεδομένη περιοχή της επιφάνειας της Γης. Θερμοκρασία: Είναι η φυσική ποσότητα που μετρά την ενέργεια κίνησης ή ταλάντωσης της ύλης σε ατομικό επίπεδο Υγρασία: Η ποσότητα των Υδρατμών στον αέρα

Μετεωρολογικά Δεδομένα Βροχόπτωση: Η ποσότητα του νερού που βρέχει. Ηλιοφάνεια: Ονομάζεται ο χρόνος που ο ήλιος είναι ορατός σε ένα τόπο κατά τη διάρκεια ενός 24ώρου Άνεμος: Η όποια αισθητή «οριζόντια κίνηση» του αέρα ονομάζεται άνεμος

Είδη Κλίματος στη ΓΗ

Βασικά Είδη Κλίματος Ήπιους χειμώνες και δροσερά καλοκαίρια Ψυχροί χειμώνες και θερμά καλοκαίρια (Μέσα στις Ηπείρους) Συναντάται στους Πόλους Στην Μεσόγειο και στην Καλιφόρνια Συναντάται στις περιοχές των ψηλών βουνών Κοντά στον Ισημερινό με υψηλές θερμοκρασίες και πολλές βροχές Στις Ερήμους

Κλίμα κατά Koppen

Κλίμα κατά Koppen

Η Μετεωρολογία στην Αρχαιότητα Ο ορός ‘Μετεωρολογία’ είναι σύνθετος από τις λέξεις μετέωρος η οποία σημαίνει εκείνο το οποίο ανυψώνεται πάνω από την επιφάνεια του εδάφους, και από την λέξη λόγος που σημαίνει τη περιγραφή (μελέτη) του μετέωρου. Οι χρόνοι του Σωκράτους, αποτελούν για την επιστήμη της Μετεωρολογίας μια περίοδο δυσφήμισης αφού ο λαός χλεύαζε τους ασχολούμενους περί τα "μετέωρα", και έτσι αντί της λέξεως "μετεωρολόγος", δημιούργησαν τότε τις λέξεις "μετεωρολέσχης" και "μετεωροφέναξ". Θεωρείται δε πολύ πιθανό ότι οι Νεφέλες του Αριστοφάνους γράφτηκαν για να σατιρίσουν τους περί τα μετεωρολογικά φαινόμενα ασχολουμένους και μάλιστα και αυτόν ακόμα τον Σωκράτη.

Η Μετεωρολογία στην Αρχαιότητα Σε αυτή την διαμάχη μεταξύ λαού και φιλοσόφων, υπήρξαν περιπτώσεις όπου ό λαός αντέδρασε ζωηρότατα κατά των φιλοσόφων των οποίων οι γνώμες ήταν αντίθετες προς τις θρησκευτικές του πεποιθήσεις. Μια τέτοια περίπτωση σημειώνεται την εποχή του Περικλέους, όπου είχε ψηφισθεί νόμος με τον οποίον, όλοι όσοι δίδασκαν θέματα που αφορούσαν την Μετεωρολογία μηνύονταν και καταδικάζονταν αφού συνεπάγονταν ότι δεν πίστευαν στους θεούς. Με βάση τον νόμο αυτό, δικάστηκε και οδηγήθηκε σε εξορία ο Αναξαγόρας γιατί υποστήριζε ότι τα μετέωρα δεν ήταν θεϊκά αλλά φυσικά φαινόμενα.

Η Μετεωρολογία στην Αρχαιότητα Αλλά η αντίδραση αυτή ήταν πρόσκαιρη και μεμονωμένη, αφού σταδιακά και από τους χρόνους του διάσημου αστρονόμου Μέτωνος (5ος π.Χ. αιών), άρχισε να φαίνεται μία σοβαρή τάση για εκτέλεση συστηματικών μετεωρολογικών παρατηρήσεων, οι οποίες αποτέλεσαν ασφαλείς πληροφορίες για εξαγωγή συμπερασμάτων σχετικά με τις κατά την εποχή εκείνη κλιματικές συνθήκες στην Ελλάδα.

Δημιουργία κ ενημέρωση Blog www.meteoepal.blogspot.gr Έχουμε καταγράψει την πορεία όλων των εργασιών όλων των ομάδων Το Blog έχει περίπου 40 δημοσιευμένα άρθρα μαθητών και 500 επισκέψεις ως τώρα

Δημιουργία κ ενημέρωση Blog

Ομάδα Β

Καθήκοντα Ομάδας Β Προσδιορισμός κλιματικών χαρακτηριστικών της περιοχής του σχολείου Έρευνα για ιστορικά κλιματικά στοιχεία της περιοχής μας Δημιουργία Ερωτηματολογίου, διαμοιρασμός και καταγραφή – επεξεργασία απαντήσεων Έρευνα για έτοιμους ερασιτεχνικούς Μετεωρολογικούς σταθμούς στην αγορά. Σύγκριση τιμών, δυνατοτήτων και σφαλμάτων. Έρευνα εξοπλισμού και μοντέλων παρακολούθησης Μετεωρολογικών δεδομένων από τις Μετεωρολογικές υπηρεσίες. Καταγραφή τελικής έκθεσης Project, Δημιουργία Παρουσίασης, Παρουσίαση

Τοπικό κλίμα της περιοχής

Τοπικό κλίμα της περιοχής Το Ναύπλιο έχει γενικά Μεσογειακό κλίμα όπως και η υπόλοιπη Ελλάδα με κάποια ιδιαίτερα χαρακτηριστικά: Κλίμα με μέτριες βροχές, ήπιους χειμώνες και ξηρά καλοκαίρια

Παράγοντες που επηρεάζουν το Μικροκλίμα Η απόσταση από την Θάλασσα (πιο ήπιο κλίμα όσο πιο κοντά στην θάλασσα) Το γεωγραφικό πλάτος (όσο πιο μακριά από τον Ισημερινό τόσο πιο ψυχρό το κλίμα) Το υψόμετρο (Οι ορεινές περιοχές πιο ψυχρό κλίμα)

Μικροκλίμα (Ναύπλιο, Σεούλ, Σεβίλλη, Κεντακυ, Σαν Φραντζίσκο)

Ιστορικά Στοιχεία Βρήκαμε ιστορικά στοιχεία για τα Μετεωρολογικά Δεδομένα της περιοχής μας κυρίως από το site της Εθνικής Μετεωρολογικής Υπηρεσίας.

Δημιουργία Ερωτηματολογίου Εκπονήσαμε ένα ερωτηματολόγιο που το δώσαμε σε μαθητές. Κάναμε σχετικές με τον καιρό ερωτήσεις στους μαθητές

Οι απαντήσεις στο ερωτηματολόγιο

Στατιστική Επεξεργασία των απαντήσεων

Ερασιτεχνικοί Μετεωρολογικοί Σταθμοί Βρήκαμε και συγκρίναμε διάφορα μοντέλα της αγοράς ως προς τα χαρακτηριστικά τους

Ομάδα Γ

Καθήκοντα Ομάδας Γ Ανάλυση των αισθητήριων οργάνων που θα χρησιμοποιηθούν – Προδιαγραφές – Σφάλματα. Κατασκευή κυκλώματος Μέτρησης και Επαλήθευση της σωστής λειτουργίας. Προγραμματισμός της πλακέτας και επαλήθευση της σωστής λειτουργίας της. Παραγωγική λειτουργία του Μετεωρολογικού σταθμού στο ΕΠΑΛ Ναυπλίου για χρόνο μιας - δύο εβδομάδων Καταγραφή των αποτελεσμάτων και στατιστική επεξεργασία τους. Συμπεράσματα ως προς τα αποτελέσματα και ως προς την διαδικασία που ακολουθήσαμε Καταγραφή τελικής έκθεσης Project, Δημιουργία Παρουσίασης, Παρουσίαση

Χρησιμοποιήσαμε την πλατφόρμα ανοιχτού Λογισμικού Arduino

Χρησιμοποιήσαμε τρεις αισθητήρες Τον αισθητήρα που μετράει Θερμοκρασία LM35

Χρησιμοποιήσαμε τρεις αισθητήρες Τον αισθητήρα που μετράει Υγρασία DHT11

Χρησιμοποιήσαμε τρεις αισθητήρες Τον αισθητήρα που μετράει Βαρομετρική Πίεση BMP085

Σχεδιάσαμε το κύκλωμα μας πρώτα στον Υπολογιστή με την βοήθεια της ανοιχτής κοινότητας του Arduino

Κατασκευάσαμε το κύκλωμα πάνω στην πλακέτα Arduino

Για κάθε έναν από τους αισθητήρες βρήκαμε τον κώδικα (πρόγραμμα) της στο internet και συνενώσαμε τους τρεις κώδικες σε ένα καινούριο πρόγραμμα το οποίο παίρνει τρεις μετρήσεις (θερμοκρασίας, υγρασίας και Πίεσης) κάθε 30 λεπτά

Τμήμα του κώδικα γραμμένο σε γλώσσα Προγραμματισμού C

Αφήσαμε τον Μετεωρολογικό μας σταθμό να δουλέψει για μια ολόκληρη εβδομάδα και αποτυπώσαμε τα αποτελέσματα μας σε γραφικές παραστάσεις

Γενικά Συμπεράσματα Μάθαμε να εργαζόμαστε σε ομάδες Μάθαμε να αναζητούμε πληροφορίες τόσο σε βιβλία όσο και στο διαδίκτυο και να τις συνδυάζουμε κριτικά. Εκτιμήσαμε την αξία του Ανοιχτού Λογισμικού. Είδαμε τα στάδια και τις φάσεις ανάπτυξης μιας κατασκευής. Είδαμε πως τα ασφαλή συμπεράσματα εξάγονται μόνο μετά από στατιστική επεξεργασία

Προτάσεις Ο Μετεωρολογικός μας σταθμός μπορεί να μετράει Θερμοκρασία, Υγρασία και Πίεση. Σαν επέκταση σε ένα Project επόμενης χρονιάς θα μπορούσαμε να τον αναβαθμίσουμε και να μετρά επίσης βροχόπτωση, ένταση και κατεύθυνση ανέμου και ηλιοφάνεια.