🌿 Το σύστημα

Στον σχολικό κήπο των Εκπαιδευτηρίων Δελασάλ Σύρου λειτουργεί ένα πραγματικό σύστημα αυτόματου ποτίσματος. Δεν αποτελεί απλώς μια κατασκευή επίδειξης, αλλά μια ολοκληρωμένη εφαρμογή αυτοματισμού, η οποία παρακολουθεί συνεχώς τις συνθήκες του κήπου, παρεμβαίνει όταν αυτό είναι απαραίτητο και καταγράφει σε μόνιμη βάση κάθε πότισμα, κάθε μέτρηση, καθώς και τα δεδομένα θερμοκρασίας και υγρασίας 24/7.

Παράλληλα, αποτελεί το κεντρικό project του μαθήματος της Τεχνολογίας. Οι μαθητές δεν βλέπουν μόνο το τελικό αποτέλεσμα. Γνωρίζουν στην πράξη πώς συνεργάζονται αισθητήρες, λογική ελέγχου, ενέργεια, λογισμικό και δεδομένα μέσα σε ένα ενιαίο σύστημα.

⚙️ Τι κάνει στην πράξη

Το σύστημα μετρά συνεχώς την υγρασία του εδάφους, τη θερμοκρασία και την υγρασία του αέρα, καθώς και τη ροή του νερού. Με βάση τις μετρήσεις και συγκεκριμένους κανόνες, αποφασίζει πότε χρειάζεται πότισμα και πόσο θα διαρκέσει. Κατά τη διάρκεια του ποτίσματος, ο μετρητής ροής καταγράφει ακριβώς πόσο νερό χρησιμοποιήθηκε.

Όλες οι μετρήσεις και τα ποτίσματα καταγράφονται αυτόματα, ώστε να μπορούν να παρακολουθούνται μέσα από πίνακες και γραφήματα, τόσο για τη σωστή διαχείριση του κήπου όσο και για την εκπαιδευτική αξιοποίησή τους στην τάξη.

🧩 Βασικά υποσυστήματα

Το σύστημα αποτελείται από επιμέρους τμήματα που συνεργάζονται μεταξύ τους.

📡 Αισθητήρες

Οι αισθητήρες συλλέγουν πληροφορίες από τον κήπο:

🌱 Αισθητήρας υγρασίας εδάφους: Δείχνει πόσο στεγνό ή υγρό είναι το χώμα κοντά στις ρίζες.

🌡 Αισθητήρας θερμοκρασίας και υγρασίας αέρα: Καταγράφει τις κλιματικές συνθήκες.

💧 Μετρητής ροής νερού: Μετρά πόσο νερό περνά από το κύκλωμα σε κάθε πότισμα.

🧠 Μονάδα ελέγχου

Στην καρδιά του συστήματος βρίσκεται ο μικροελεγκτής ESP32. Λαμβάνει τις μετρήσεις από τους αισθητήρες, εφαρμόζει τους κανόνες λειτουργίας, δίνει εντολές στην ηλεκτροβάνα και οργανώνει την καταγραφή των δεδομένων. Είναι το σημείο όπου η πληροφορία γίνεται απόφαση και η απόφαση γίνεται ενέργεια.

🚿 Υδραυλικό μέρος

Το υδραυλικό τμήμα περιλαμβάνει την ηλεκτροβάνα, τις σωληνώσεις άρδευσης με σταλακτήρες και τον μετρητή ροής. Η ηλεκτροβάνα λειτουργεί σαν ελεγχόμενη βρύση. Ανοίγει και κλείνει με εντολή του συστήματος, χωρίς χειροκίνητη παρέμβαση. Το νερό φτάνει στα φυτά σταγόνα-σταγόνα, με ελεγχόμενο και μετρήσιμο τρόπο.

🔌 Τροφοδοσία και προστασία

Το σύστημα τροφοδοτείται από φωτοβολταϊκό πάνελ και μπαταρία, ώστε να λειτουργεί αυτόνομα χωρίς εξάρτηση από το ηλεκτρικό δίκτυο. Τα ηλεκτρονικά μέρη βρίσκονται σε στεγανό κουτί κατάλληλο για εξωτερικό χώρο, με προστασία από υγρασία και σκόνη.

🔄 Πώς λειτουργεί

Η λογική είναι απλή αλλά ουσιαστική.

Οι αισθητήρες μετρούν τακτικά την κατάσταση του εδάφους και του περιβάλλοντος. Ο μικροελεγκτής συγκρίνει τις τιμές με τα όρια που έχουν οριστεί. Αν η υγρασία του εδάφους είναι χαμηλότερη από το επιθυμητό επίπεδο και οι υπόλοιπες συνθήκες είναι κατάλληλες, ενεργοποιείται η ηλεκτροβάνα και ξεκινά το πότισμα. Κατά τη διάρκειά του, ο μετρητής ροής καταγράφει τη ροή νερού. Όταν ολοκληρωθεί ο κύκλος, η ηλεκτροβάνα κλείνει και το σύστημα επιστρέφει σε αναμονή.

Ο κήπος δεν ποτίζεται εμπειρικά ή κατά προσέγγιση, αλλά με βάση πραγματικές μετρήσεις, λογική ελέγχου και συνεχή παρακολούθηση της κατανάλωσης νερού. 

🕹 Τρόποι λειτουργίας

🤖 Αυτόματη λειτουργία : Το σύστημα αποφασίζει μόνο του πότε χρειάζεται πότισμα, με βάση τις μετρήσεις των αισθητήρων και τα όρια που έχουν οριστεί.

👨‍🔧 Χειροκίνητη λειτουργία: Ο υπεύθυνος μπορεί να ενεργοποιήσει ή να διακόψει το πότισμα χειροκίνητα, για έλεγχο ή ειδικές περιπτώσεις.

🎯 Πότισμα με δόση: Εκτέλεση ποτίσματος με προκαθορισμένη ποσότητα νερού, για μεγαλύτερη ακρίβεια στον έλεγχο της κατανάλωσης.

📊 Δεδομένα και παρακολούθηση

Πίσω από την κατασκευή λειτουργεί ένα ολοκληρωμένο ψηφιακό σύστημα καταγραφής. Οι μετρήσεις αποθηκεύονται αυτόματα σε υπολογιστικό φύλλο, προβάλλονται σε πίνακα ελέγχου με γραφήματα και αξιοποιούνται για ανάλυση. Η διεπαφή του συστήματος είναι προσβάσιμη μέσω browser, από οποιαδήποτε συσκευή στο σχολικό δίκτυο.

Αυτό συνδέει τον φυσικό χώρο του κήπου με τον ψηφιακό κόσμο των δεδομένων. Οι μαθητές μπορούν να παρατηρούν μεταβολές, να εντοπίζουν μοτίβα, να συσχετίζουν μετρήσεις και να βγάζουν συμπεράσματα από πραγματικά στοιχεία λειτουργίας.

Επιπλέον, ο πίνακας ελέγχου διαθέτει AI βοηθό που επιτρέπει στους μαθητές να υποβάλλουν ερωτήσεις σε απλή γλώσσα και να λαμβάνουν απαντήσεις βασισμένες στα πραγματικά δεδομένα του κήπου. 

🛡 Έξυπνες λειτουργίες

Το σύστημα δεν περιορίζεται σε μια απλή εντολή ανοίγματος και κλεισίματος. Ανάμεσα σε άλλα, μπορεί:

☁️ να λαμβάνει υπόψη τις καιρικές συνθήκες και να παραλείπει πότισμα όταν αναμένεται βροχή 

📝 να καταγράφει πλήρες ιστορικό μετρήσεων και ποτισμάτων 

🚨 να εντοπίζει ασυνήθιστη ροή νερού ή πιθανές διαρροές 

🔍 να αναγνωρίζει περιπτώσεις όπου η βάνα είναι ανοιχτή αλλά δεν υπάρχει ροή 

💦 να εφαρμόζει ημερήσιο όριο κατανάλωσης νερού 

📲 να στέλνει ειδοποιήσεις σε πραγματικό χρόνο για σημαντικά συμβάντα

🤖 να απαντά σε ερωτήσεις φυσικής γλώσσας για τα δεδομένα και την κατάσταση του κήπου μέσω AI βοηθού