Робототехнический комплекс НАУРОБО "Умная теплица"

Робототехнический комплекс представляет собой набор-конструктор по сборке модели умной теплицы с роботизированной системой управления, объединяющий в себе следующие задачи:
— Механическая сборка корпусных элементов
— Монтаж электрических схем
— Применение датчиков для контроля параметров внутренней среды и созданию алгоритмов автоматического управления этими параметрами (в частности, температурой, влажностью почвы, освещенностью) с целью выращивания биологических культур
— Программирование на JavaScript с использованием фреймворка NodeJS (+HTML и CSS)
— Изучение влияния на рост растений температуры, влажности почвы и освещенности

Области знаний и применение
— Дополнительное образование
— Проектная и метапредметная деятельность (биология, химия, экология, физика, информатика, робототехника)

Чему научится ребенок
— Оптимизации условий содержания растений
— Поддержанию температуры во внутреннем отсеке в заданных пределах (производить включение, отключение автоматического обогрева, проветривания в зависимости от параметров внутри отсека)
— Автоматизации полива растений
— Влиянию цветовых характеристик освещения на рост и развитие растений определенного типа
— Влиянию интенсивности освещения на рост и развитие растений
— Влиянию циркуляции воздуха на рост и развитие растений
— Работе в операционных системах семейства Linuх, а также их администрирования
— Организации взаимодействия устройств в сетях, построенных на базе TCP/IP-протокола
— Пониманию основ клиент-серверных технологий
— Пониманию основ HTTP-протокола
— Событийному программированию на JavaScript с использованием фреймворка Node.JS
— Пониманию основ построения систем с обратной связью с использованием облачных технологий (концепция «Интернет вещей»)
— Программированию веб-интерфейсов

Интернет вещей (англ. Internet of Things, IoT) — концепция вычислительной сети некоторых устройств («вещей»), оснащенных встроенными технологиями для взаимодействия друг с другом или с внешней средой, рассматривающая организацию таких сетей как явление, способное перестроить экономические и общественные процессы, исключающее из части действий и операций необходимость участия человека.

Способ работы
— Индивидуально
— Работа парами
— Групповые занятия

При работе с робототехническим комплексом ученики могут объединяться в проектные команды от 3 до 5 человек.
Управление всеми режимами работы и мониторинг за показаниями осуществляются через Web-интерфейс, доступный при беспроводном Wi-Fi подключении микрокомпьютера к локальной сети.
Система управления обеспечивает периодическую передачу всех регистрируемых параметров в облачные сервисы и имеет возможность автоматического управления исполнительными устройствами, входящими в состав модели.

Состав:
— Комплект деталей корпуса
— Комплект элементов крепления
— Комплект датчиков
— Комплект исполнительных устройств и механизмов
— Микрокомпьютер
— USB-видеокамера
— Дисплей
— Плата силовой электроники
— Понижающий преобразователь напряжения
— Внешний блок питания
— Набор инструментов
— Комплект проводов и кабелей
— Методическое обеспечение на русском языке
— Программный модуль
— Упаковка

Методическое обеспечение
Методическое обеспечение на русском языке содержит описание состава робототехнического комплекса, инструкции по сборке, подключению и эксплуатации робототехнического комплекса, а также описание экспериментов, демонстрирующих возможности робототехнического комплекса.

Программный модуль
Программный модуль включает в себя необходимые составляющие для настройки работы микрокомпьютера, датчиков и исполнительных устройств.

Примеры учебных проектов, выполненных с помощью набора (умной теплицы), учениками 8-11 классов
— «Как создается контролируемый климат?» — Составные части умной теплицы: изучение и сборка
— «Почему данные важны для агрономов?» — Работа с данными датчиков, программирование зависимостей «Если-Тогда» в облачной среде разработки
— «Почему умные вещи называются умными?» — Разработка алгоритмов поддержания климата, систем оповещения и IoT-приложения в GRED — облачной среде разработки
— Теплица в подвале с естественным освещением
— Особенности выращивания «хищных растений»
— Выращивание хищных растений в искусственных условиях робототехнической теплицы на примере «Венериной мухоловки»
— Изучение влияния на рост растений температуры
— Изучение влияния на рост растений освещенности
— Исследование влияния музыки на рост растений
— Культивация лекарственных растений в искусственных условиях робототехнической теплицы
— Изучение влияния на рост растений влажности почвы
— Влияние освещенности на проращивание семян
— Влияние спектрального состава света на проращивание семян
— Влияние спектрального состава света на рост корней растений
— Влияние спектрального состава света на рост листовой ластинки/длины ростка
— Влияние спектрального состава света на рост и развитие микромицетов
— Влияние спектрального состава света на рост и развитие микроводорослей
— Влияние влажности на рост и развитие микромицетов
— Влияние влажности на рост и развитие двудольных растений
— Влияние влажности на рост и развитие однодольных растений
— Влияние фотопериода на проращивание семян
— Влияние фотопериода на рост и развитие растений
— Влияние предпосевной обработки семян различными субстратами
— Влияние температуры на проращивание семян
— Влияние температуры на рост и развитие микроводорослей
— Влияние температуры на рост и развитие микромицетов
— Исследование способов энергосбережения при варьировании фотопериода
— Биомониторинг снежного покрова (на примере проращивания семян)
— Фиторемедиация почв
— Вермикультивирование
— Активность простейших при разных параметрах среды