Урок 2

Теоретическая часть

Любой городской житель, выехав на природу, сразу чувствует, насколько легко дышится среди деревьев и вокруг маленьких деревянных домиков. При этом, именно человек является главным врагом окружающей среды, и именно его деятельность может привести к необратимым последствиям. Но мы уже привыкли пользоваться всеми благами цивилизации – нам нужен широкополосный интернет, стабильная подача воды и электроэнергии, и возможность купить себе множество различных товаров в одном из ближайших магазинов. А это означает постоянную работу промышленных предприятий, добычу полезных ископаемых, вырубку лесов и огромное количество неразлагающегося мусора, который мы после себя оставляем.

Заводы, которые производят для нас все необходимое, станции, благодаря которым у нас дома светло и тепло, и даже машины, которые ездят по дорогам, выбрасывают в атмосферу множество вредных веществ – из-за этого образуется что-то вроде огромного газового одеяла, и наша планета меньше отдаёт тепла и постепенно нагревается. Учёные назвали этот эффект – парниковым и уже несколько десятков лет бьют тревогу. Вроде бы, что тут плохого, если на улице станет немного теплее? Вот только растаявшие ледники поднимут уровень воды в океане, что приведёт к исчезновению многих видов животных и даже затоплению некоторых городов. Чтобы контролировать этот процесс, нужны биоэкологи, специалисты, осуществляющие постоянный контроль за состоянием окружающей среды или, например, дозиметристы – те, кто замеряет уровень загрязнений с помощью приборов. Инженеры по охране окружающей среды берут пробу сточных вод крупных химических заводов, и в случае неудовлетворительного результата, потребуют закупки более качественных фильтров, а до того времени могут даже закрыть завод.

Вырубка лесов – ещё одна серьёзная угроза для природы. Помимо того, что леса – это зелёные лёгкие планеты, вырабатывающие кислород и поглощающие углекислый газ – их корни удерживают влагу. То есть, вырубив большой массив леса, человек не только лишает себя свежего воздуха, но и заболачивает огромную территорию. К счастью, лес может восстанавливаться! Но чтобы это происходило, за ним должны следить инженеры по лесопользованию, арбористы и лесничие.

А ты знаешь, сколько мусора оставляет после себя обычная среднестатистическая семья?

Полторы тонны в год! Учёные давно обнаружили в океанах мельчайшие частицы пластика, которые накапливаются в тканях живых организмов. То есть, на наш обеденный стол попадает рыба, нафаршированная пластиком в прямом смысле слова.  Беда в том, что мы уже привыкли к удобным пакетам, в которые упакована коробка конфет, внутри которой находится несъедобная вкладочка, а каждая конфета отдельно завёрнута в квадратик фольги. Переход на биоразлагаемую упаковку и на многоразовые вещи вместо одноразовых безусловно должен помочь. Но чтобы это произошло, нужны технологи и специалисты по новым материалам – уже сейчас они работают над упаковкой из кукурузы, картофеля, сои и целлюлозы. Время распада такого рода материалов в сотню раз меньше, чем привычных нам полиэтиленовых пакетов. Но не все материалы можно заменить на экологичные аналоги – некоторые необходимо перерабатывать, а что не удалось переработать – утилизировать на специальных заводах, которые при этом смогут еще и вырабатывать электроэнергию. Но для строительства и эксплуатации таких заводов, опять же, нужны хорошие профессионалы!

Нужны будут не только специалисты, которые не допустят новых загрязнений окружающей среды, но и те, которые бережно восстановят те области и районы, которые пострадали от человека в прошлом. Так горожанам, которые не могут никуда деться из своих бетонных джунглей – понадобятся те, кто сможет озеленить мегаполисы и обеспечить эти сады качественными удобрениями и вовремя польёт в автоматическом режиме. Понадобятся и те, кто смогут отфильтровать выхлопы заводских труб и создадут мощные и быстрозаряжаемые аккумуляторы для автомобилей без двигателей внутреннего сгорания. Но не забывай – многое зависит от тебя самого! Что-то ты можешь делать уже сейчас, например, начав раздельно собирать мусор или хотя бы, перестав бросать его мимо урны (если ты, конечно, до сих пор это делаешь).

Практическая часть

4.14 Соедините Arduino с остальными деталями по схеме указанной на картинке.

4.15 Загрузите код для Arduino.

#include <Servo.h> 
Servo servo;     
int trigPin = 5;    
int echoPin = 6;   
int servoPin = 7;
int led= 10;
long duration, dist, average;   
long aver[3];   //array for average


void setup() {       
    Serial.begin(9600);
    servo.attach(servoPin);  
    pinMode(trigPin, OUTPUT);  
    pinMode(echoPin, INPUT);  
    servo.write(0);         //close cap on power on
    delay(100);
    servo.detach(); 
} 

void measure() {  
 digitalWrite(10,HIGH);
digitalWrite(trigPin, LOW);
delayMicroseconds(5);
digitalWrite(trigPin, HIGH);
delayMicroseconds(15);
digitalWrite(trigPin, LOW);
pinMode(echoPin, INPUT);
duration = pulseIn(echoPin, HIGH);
dist = (duration/2) / 29.1;    //obtain distance
}
void loop() { 
  for (int i=0;i<=2;i++) {   //average distance
    measure();               
   aver[i]=dist;            
    delay(10);              //delay between measurements
  }
 dist=(aver[0]+aver[1]+aver[2])/3;    

if ( dist<50 ) {
//Change distance as per your need
 servo.attach(servoPin);
  delay(1);
 servo.write(0);  
 delay(3000);       
 servo.write(150);    
 delay(1000);
 servo.detach();      
}
Serial.print(dist);
}

4.16 Расположите Arduino и батарею в задней части крышки с помощью двухсторонней клейкой ленты. Сделайте отверстие для проводов в левой части крышки с помощью шариковой ручки.

4.17 Прикрепите провода к корпусу крышки с помощью клейкой ленты как показано на картинке.

4.18 Наденьте крышку на ящик и соедините батарею к Arduino.

Презентация

Завершив проектную работу на этом уроке, попросите группы представить дизайн и результаты проекта своим одноклассникам. Ученики могут использовать  видео, интерактивные доски, блоги и другие мультимедиа. Можно использовать различные творческие методы презентации. 

Каждая команда должна презентовать свои экобоксы которые сделали по своему дизайну.

Заключение

На этом проекте ученики узнали побольше информации о программирования Arduino, и о том как важно сохранять чистоту в природе. Какой вред приносит неубранный мусор.  Сделали умный экобокс  с  датчиком на Arduino

Оценивание

Критерий оценивания по PBL:

Project based learning (проектно-ориентированное обучение) – это метод обучения, при котором учащиеся приобретают знания и навыки, работая над одним проектом в течение 3-х или 4-х недель, для исследования и поиска ответа на подлинный, интересный и сложный вопрос, проблему или вызов (далее перейдите по ссылке PBL Rubrics на рубрики).