stemprojects.eu

Изследователски проекти с датчици и данни

Часове, в които класът мери и после сравнява числата. Сензорът е инструментът, а урокът е за това какво показва измерването: едно помещение дава различни числа на различни места, проветряването ги мени, а два термометъра един до друг показват две различни стойности - и двете верни. Програмата се строи блок по блок, с обяснение защо се добавя всеки, но кодът е средството, не темата.

25 урока 29 сцени с измерване 100 стъпки код micro:bit + PlanetX · Nezha breakout V1.2
Свободен
951 hPa
Барометър със стрелка
6 части · 1 сензор · 4 стъпки код · 1 сцена с измерване
В този проект ще построим барометър, чиято стрелка се движи по печатна полукръгла скала - серво „180°" мете точно половин оборот, затова скалата не е пълен циферблат. Ще видим как стрелка, преписана по учебник (980-1040 hPa), опира в края в София (~550 м надморска височина), и ще я поправим - смятайки новата скала от истинската височина, без да пипаме кода. Накрая ще мерим налягането три пъти през деня и ще открием, че не абсолютното число предсказва времето, а посоката: спада ли, идва промяна.
Свободен
1310 0-1023 клапата се отвори сама
Прозорец, който се отваря сам
6 части · 1 сензор · 4 стъпки код · 1 сцена с измерване
В този проект ще построим прозорче с клапа, която сама се отваря, когато въздухът в стаята се „разваля" от дишането на класа. Ще оставим сензора за CO2 да работи цял учебен час и ще видим как числото се удвоява за 40 минути, без никой да е направил нищо. После ще чуем как клапа с един-единствен праг трака - отваря, затваря, отваря - и ще я поправим с два прага, между които сервото нарочно бездейства.
Свободен
740 навън: 300
Въздухът в стаята
6 части · 1 сензор · 4 стъпки код · 1 сцена с измерване
В този проект ще разберем защо число без мерна единица все пак може да казва истината. Ще носим един и същи некалибриран CO2 сензор в класната стая, коридора и навън и ще видим, че абсолютните стойности нищо не значат, но подредбата между трите места е винаги вярна. Накрая ще научим уреда да си прави собствена нула - хващаме най-чистия въздух при отворен прозорец и мерим разликата спрямо него, за да сравняваме резултата между стаи и дни.
ДИМ
Тревога при дим
6 части · 2 сензора · 4 стъпки код · 1 сцена с измерване
В този проект ще построим уред за тревога при дим с два независими канала - табелка на серво и звук от MP3 модул - и ще открием защо е нужен всеки от тях. Ще поднасяме загасена клечка кибрит на различни разстояния и ще видим, че прагът се хваща едва под 30 сантиметра, а не от другия край на стаята. После ще проверим четири ситуации в класа - всички гледат дъската, никой не гледа, шумна стая - и ще стане ясно, че нито каналът сам стига навсякъде, но заедно покриват слабостите си.
? запалката НЕ се пали
Колко близо е газта
6 части · 1 сензор · 4 стъпки код · 1 сцена с измерване
В този проект ще проверим колко грубо мери евтин газов сензор и защо не бива да му се вярва като на детектор за изтичане. Ще поднасяме незапалена запалка на 2, 10, 30 сантиметра и на метър разстояние и ще видим как сигналът пада драстично - на метър вече не се различава от фона. После ще сравним запалката със спирт, дезинфектант и маркер на едно и също разстояние и ще открием, че сензорът вдига почти същото число от всички - той не разпознава газ, само усеща „нещо горимо".
micro:bit + Nezha A B три входа: A · B · A+B A температура °C · влажност % B налягане hPa A+B ниво на UV лъчението
Метеорологична станция
6 части · 4 сензора · 4 стъпки код · 3 сцени с измерване
В този проект ще построим метеорологична станция от четири сензора - DHT11, BME280, UV и сензор за вода - и ще научим кой отговаря на кой въпрос за времето. Ще измерим четири точки в класната стая, ще сравним преди и след пет минути отворен прозорец, а накрая ще сложим DHT11 и BME280 един до друг и ще видим, че двата термометъра дават различни числа за едно и също място - и двете верни, защото всяко измерване си има точност, не абсолютна истина.
Пълен ли е резервоарът
6 части · 1 сензор · 4 стъпки код · 1 сцена с измерване
В този проект ще построим уред за резервоар, който предупреждава на стъпки - зелено, жълто, червено на Neopixel лента - вместо с едно флагче. Ще наливаме вода бавно и ще засечем точно къде минават праговете 40 и 75, а после ще сравним какво пропуска един-единствен праг: нивото скача направо от нищо на червено, без предупреждение. Ще видим, че разликата не е в сензора, а в броя стъпки на предупреждението - жълтото идва достатъчно рано, за да остане време за реакция.
ПОЛЕЙ МЕ
Табелката „Полей ме“
6 части · 1 сензор · 4 стъпки код · 1 сцена с измерване
В този проект ще построим табелка „Полей ме", чийто праг „жадно" не преписваме от интернет, а измерваме за конкретната саксия. Ще следим влагата от деня на поливане до седмия ден, когато листата увисват, и оттам ще намерим прага - около 25-30 за тази саксия, не за всяка. После ще видим как един и същ праг остарява - през зимата парното суши по-бързо, а корозиралият сензор мести показанието - затова прагът се проверява периодично, не се задава веднъж завинаги.
18%
Автоматично поливане
6 части · 2 сензора · 4 стъпки код · 1 сцена с измерване
В този проект ще построим система за автоматично поливане, при която серво с лъжичка - не помпа - сипва преброима доза вода в саксията, когато почвата изсъхне под прага. Първо ще измерим влагата в суха пръст и в току-що полята, за да намерим границите на нашия сензор. После ще пуснем програмата без пауза между проверките и ще преброим шест дози за една минута, докато пръстта поема водата - удавено растение; с пауза от 30 секунди дозата е само една.
първо се вдига, после слята
Прах във въздуха
6 части · 1 сензор · 4 стъпки код · 1 сцена с измерване
В този проект ще измерим кога въздухът е най-мръсен около едно метене - преди, по време, веднага след и десет минути по-късно - и ще открием, че метенето първо вдига праха пет пъти над фона, преди изобщо да го намали. После ще сравним сухо метене, мокра кърпа, прахосмукачка без филтър и само проветряване по височината на пика, не по крайното състояние на пода, и ще видим защо в болниците бършат мокро - чисти, без да вдигат прах във въздуха, който после дишаме.
ПРОВЕТРИ 580
Флагчето „Проветри“
6 части · 1 сензор · 4 стъпки код · 1 сцена с измерване
В този проект ще построим флагче „Проветри", което моли класа да отвори прозорец, вместо машина да го отваря сама. Ще измерим с колко расте CO2 сензорът на минута и ще сметнем прага назад от края на часа - така флагчето се вдига точно навреме, за да остане достатъчно минути за проветряване преди звънеца. Накрая ще проверим четири сценария - никой не гледа, дежурен ученик реагира веднага, отваря се чак в междучасието - и ще стигнем до честния извод: най-доброто решение не е по-умна машина, а открехнат прозорец.
ТИХО!
Шумомер на класа
5 части · 1 сензор · 4 стъпки код · 3 сцени с измерване
В този проект ще построим шумомер, чиято табелка „Тихо, моля" се вдига от сервото, не от учителя. Ще измерим силата на звука в пет момента от учебния ден - от празна стая, която никога не показва нула, до междучасие, двойно по-силно от работата по двойки - и ще сравним шепот с вик по същата скала. Накрая класът сам ще избере праг между 60, 70 и 80 децибела и ще открие, че няма верен отговор - само избор с последица: твърде нисък праг и табелката спира да значи нещо, твърде висок - не се вдига никога.
наклонът е отговорът
Изпаряват ли се
6 части · 1 сензор · 4 стъпки код · 1 сцена с измерване
В този проект ще измерим как изчезват парите на алкохол във въздуха, след като капнем дезинфектант до MQ3 сензора - за разлика от CO2 сензора, тук числото расте с парите, не пада. Ще следим спада минута по минута и ще видим, че той не е права линия - най-бърз е веднага след капката, после се забавя, точно като изстиваща вода. После ще сравним дезинфектант, парфюм, оцет и вода на едно и също разстояние и ще открием, че сензорът е избирателен - оцетът и водата почти не помръдват стрелката.
19° 22° 21° 22° кой ъгъл е истински?
Къде духа
6 части · 1 сензор · 4 стъпки код · 1 сцена с измерване
В този проект ще разберем колко голяма трябва да е разликата между две числа, преди изобщо да имаме право да я наречем истинска. Ще натиснем бутона пет пъти на едно и също място, без да мърдаме уреда, и ще видим, че DHT11 сам по себе си дава разлика до 2 градуса - това е таванът на шума му. После ще обиколим четири ъгъла на стаята и ще открием, че само разликата до радиатора минава над тази граница - другите три са просто шум, не течение.
23 °C
Термометър със стрелка
6 части · 1 сензор · 4 стъпки код · 1 сцена с измерване
В този проект ще построим термометър със стрелка от един-единствен сензор, DHT11, който всъщност дава две различни величини - градуси на стрелката и влажност на бутон. Ще подишаме към сензора и ще видим коя от двете реагира по-бързо - влажността скача за секунди, температурата се движи за минути. Накрая ще открием, че стрелката показва само СЕГА, и ще добавим памет, която пази най-високата стойност, докато ръката е била на сензора - защото качва се бързо, а се връща бавно.
72°
Термометър за вода
6 части · 1 сензор · 4 стъпки код · 1 сцена с измерване
В този проект ще потопим водоустойчив термометър в гореща вода и ще проследим кривата на изстиване - първите десет градуса падат за пет минути, последните десет отнемат двадесет, защото скоростта зависи от разликата със стаята. После ще сравним метална чаша, стъклена чаша, същата чаша с капак и термос, тръгнали от еднаква температура, и ще открием, че обикновен картонен капак пази почти колкото термос - топлината бяга най-вече през откритата повърхност, с изпарението.
ТИХО, МОЛЯ 78
Табелката „Тихо, моля“
6 части · 1 сензор · 4 стъпки код · 1 сцена с измерване
В този проект ще построим табелка „Тихо, моля", чийто праг класът избира сам, а не ние. Ще измерим четири състояния на стаята - пълна тишина (никога не е нула), шепот, работа по групи, всички наведнъж - и ще пресметнем кой праг наистина работи за нашия клас. После ще сравним един и същи час преди и след като табелката е включена и ще открием честния извод: тя не прави тишина, а спира натрупването - без нея всеки говори малко по-силно от съседа.
ШАПКА И ВОДА ниво 9 - а е ветровито и хладно
Знакът „Сложи шапка“
6 части · 1 сензор · 4 стъпки код · 1 сцена с измерване
В този проект ще построим знак „Сложи шапка", който напомня за нещо, което кожата изобщо не усеща - ултравиолетовото лъчение. Ще измерим нивото в двора в четири часа от деня и ще открием, че пикът е около обяд, точно когато е голямото междучасие. После ще сравним четири дни, в които усещането лъже - хладен ветровит май с ниво 9, задушен август на сянка с ниво само 2, снежен февруари с ниво 8 - и ще видим, че горещо не значи опасно, а студено не значи безопасно.
9 2
Колко силно е слънцето
6 части · 1 сензор · 4 стъпки код · 1 сцена с измерване
В този проект ще носим UV сензор из двора, защото този уред няма стрелка - мери, докато се разхожда с нас. Ще сравним слънце срещу сянка под едно дърво на три крачки разстояние и ще видим, че сянката намалява нивото три пъти, но не го спира до нула - затова се гори и на сянка. После ще обиколим четири места - открито, под короната на дървото, под плътен навес, до северна стена - и ще открием коя сянка пази наистина, не просто коя изглежда сянка.
ВАЛИ
Знакът „Вали“
6 части · 1 сензор · 4 стъпки код · 1 сцена с измерване
В този проект ще построим знак „Вали", чийто сензор мери каква част от лентата е мокра, не колко силно вали дъждът. Ще капваме вода с пипета и ще видим, че една капка стига да вдигне флагчето, докато разликата между ръмене и порой остава груба. После ще проверим четири неща, които изобщо не са дъжд - роса на разсъмване, запотен прозорец, полята леха отдолу - и ще открием, че лъжливата тревога не е дефект на сензора, а негово свойство: той усеща вода, а росата е вода.
12 вътре 58 вън, зимна вечер
Въздухът вътре и вън
6 части · 1 сензор · 4 стъпки код · 1 сцена с измерване
В този проект ще сравним въздуха вътре и вън с цифров PM2.5 сензор и ще проверим дали „навън е чисто" винаги е вярно. Сутрин навън наистина е по-чисто, но вечер при безветрие, докато съседите палят печки, навън става четири пъти по-мръсно от стаята - точно когато проветряваме преди лягане. После ще измерим собствените източници вътре - пържене, току-що угасена свещ, прахосмукачка без филтър - и ще видим, че готвенето вдига праха почти колкото мръсна зимна вечер отвън.
0,0 0,4 0,8 1,2 спад в hPa спрямо приземния
Височинометър на стълбището
6 части · 1 сензор · 4 стъпки код · 1 сцена с измерване
В този проект ще се опитаме да измерим височината на едно стълбище с барометър и ще открием защо не е толкова просто, колкото звучи. С по едно отчитане на етаж редицата от числа излиза объркана - вторият етаж показва по-малко налягане от първия - защото ефектът от 3 метра височина (≈0,4 hPa) е съизмерим с трептенето на самия сензор. После ще повторим по пет отчитания на етаж и ще осредним - шумът се свива, а истинската стъпка от 0,4 hPa излиза чиста и права, оттам смятаме и височината на етажа.
61% 18 °C 42% 24 °C една и съща стая
Влажността до прозореца
6 части · 1 сензор · 4 стъпки код · 1 сцена с измерване
В този проект ще измерим температура и относителна влажност на два ъгъла на една и съща стая - до прозореца и до радиатора - и ще видим, че въздухът показва различни проценти, макар водата в него да е една и съща: топлият въздух просто побира повече. После ще обиколим четири все по-студени места, чак зад шкафа, и ще открием, че влажността расте сама с всеки градус надолу - мухълът тръгва от най-студената точка в стаята, не от най-влажната.
стъкло 9°C въздух 21°C
Ще се запотят ли прозорците
6 части · 1 сензор · 4 стъпки код · 1 сцена с измерване
В този проект ще предвидим дали ще се запотят прозорците, сверявайки температурата на въздуха (DHT11) с температурата на самото стъкло (DS18B20) по опростена таблица на точката на оросяване. Ще видим, че при 90% влажност стигат само 2 градуса разлика за конденз, докато при 30% трябват 16 - прагът се мести с влажността, не е едно число. После ще проследим един ден и ще открием капана: вечер отоплението вдига въздуха бързо, но стъклото изостава с минути - точно тогава запотяването е най-вероятно.
18% на дълбочина
Жадно ли е цветето
6 части · 1 сензор · 4 стъпки код · 1 сцена с измерване
В този проект ще измерим влагата на четири дълбочини в една саксия и ще разберем защо „пипни пръстта" лъже. Повърхността е суха на пипане само с 8% влага, докато при корените на 5 сантиметра вече има 41% - изсъхването върви отгоре надолу, а пръстът стига само догоре. После ще сравним четири еднакви саксии, полети в един и същи ден, но оставени на различна температура, и ще открием, че топлата пръст до радиатора изсъхва двойно по-бързо от студената до прозореца - затова се полива по измерване, не по календар.
Предстои

Същият комплект сензори носи и други измервания. Всеки следващ урок тръгва от въпрос, на който се отговаря с число, а не от сензора.

В урока: разделите долу сменят частта · всяка част свършва с явен бутон нататък · цъкване на схемата я отваря на цял екран с лупа · N показва учителските бележки · 🖥 отваря втори прозорец за лаптопа, за да остане проекторът чист.

Първите 3 урока в областта са свободни. Останалите се отварят с регистрация.