Μετάβαση σε γραμμή εργαλείων
Better city center

Better city center

Έρευνα

Η κλιματική αλλαγή μας απασχόλησε ως θέμα από τις πρώτες μας συναντήσεις. Εδώ μπορείτε να δείτε τον εννοιολογικό χάρτη που κατασκευάσαμε και τις συζητήσεις μας. Η ανάγκη για δράσεις που θα μειώσουν τις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου και θα αναστρέψουν την πορεία για αύξηση της παγκόσμιας θερμοκρασίας είναι μεγάλη.

Μετακινήσεις και εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου

Σύμφωνα με την Ευρωπαϊκή Οργανισμό Περιβάλλοντος το 27% των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου στις χώρες της Ευρωπαϊκής ένωσης προέρχεται από τις μεταφορές. Από αυτές το 70% περίπου προέρχεται από τα οχήματα που κινούνται σε δρόμους ενώ πάνω από το 40% αφορά τα αυτοκίνητα.

Σε πολλές μεγάλες πόλεις η κίνηση των αυτοκινήτων στο κέντρο τους δημιουργεί μποτιλιαρίσματα, αυξημένες εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου ενώ υποβαθμίζει και την ποιότητα ζωής των ανθρώπων, οδηγών και πεζών. Η πιο συνηθισμένη λύση που προσπαθούσαν να δώσουν οι σχεδιαστές πόλεων τα προηγούμενα χρόνια ήταν η κατασκευή νέων δρόμων και η διαπλάτυνση των υπαρχόντων, μαζί με την κατασκευή νέων χώρων στάθμευσης. Αυτές οι λύσεις στην πράξη έδειξαν πως η κίνηση των αυτοκινήτων αυξάνονταν και μετά από λίγο καιρό υπήρχαν πάλι δυσμενείς συνθήκες και μεγαλύτερες εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου.

Σχεδιάζοντας πόλεις χωρίς αυτοκίνητα

Τα τελευταία χρόνια αρκετές πόλεις σε διάφορες χώρες του κόσμου μελετάν διαφορετικούς τρόπους για να αντιμετωπίσουν αυτό το πρόβλημα. Αυτό που θέλουν να πετύχουν είναι να μειώσουν την κίνηση των αυτοκινήτων και να επιστρέψουν τους χώρους που καταλαμβάνουν τα οχήματα στους πεζούς και τους ποδηλάτες. Οι δρόμοι αντί να μεγαλώνουν γίνονται πιο στενοί και οι χώροι στάθμευσης μετατρέπονται σε ελεύθερους χώρους πρασίνου.

Ομιλία: Πως θα ήταν ένας κόσμος χωρίς οδήγηση

Αυτό σημαίνει πως η μετακίνηση των ανθρώπων μέσα στην πόλη θα πρέπει να γίνεται με εναλλακτικούς τρόπους. Περπάτημα, ποδήλατο αλλά και μέσα μεταφοράς τα οποία θα τα μοιράζονται οι πολίτες και δεν θα επιβαρύνουν το περιβάλλον. Πολλές πόλεις δοκιμάζουν αυτόνομα ηλεκτρικά οχήματα τα οποία μπορούν να μεταφέρουν μέχρι και 10-15 άτομα. Η πόλη των Τρικάλων είναι μια από αυτές τις πόλεις στις οποίες δοκιμάστηκαν με επιτυχία τέτοια οχήματα.

Σύμφωνα με τις δοκιμές αυτές ένα πολύ σημαντικό σημείο για την επιτυχία αυτών των συστημάτων είναι ο διαμοιρασμός των οχημάτων. Αντί ο καθένας μας να κινείται με το δικό του όχημα, να μπορούμε να κάνουμε εξοικονόμηση ενέργειας αλλάζοντας τη νοοτροπία μας και χρησιμοποιώντας αυτόνομα διαμοιραζόμενα οχήματα.

Πως τα αυτόνομα οχήματα μπορούν να κάνουν την διαφορά στην κλιματική αλλαγή

Πηγές:

Ο δικός μας στόχος είναι να σχεδιάσουμε το κέντρο μιας πόλης όπου δεν θα υπάρχουν αυτοκίνητα και η μετακίνηση των ανθρώπων εκτός από το περπάτημα και το ποδήλατο θα γίνεται με διαμοιραζόμενα αυτόνομα ηλεκτρικά οχήματα.

Σχεδιασμός

Το κέντρο της πόλης που φανταζόμαστε θα έχει αρκετό χώρο για πεζούς και ποδήλατα ώστε να μετακινούνται άνετα, ενώ ο δρόμος στον οποίο θα κινούνται τα αυτόνομα ηλεκτρικά οχήματα θα είναι περιορισμένος.

Το όχημα μας θα κινείται ακολουθώντας μια μαύρη γραμμή που θα βρίσκεται πάνω στον δρόμο. Για να πετύχουμε την ομαλή του κίνηση θα δημιουργήσουμε τον δικό μας PID Controller.

Για να μπορεί να καταλαβαίνει το όχημα μας σε ποιο σημείο της διαδρομής βρίσκεται θα υπάρχουν μαγνητικές ταινίες τις οποίες θα αντιλαμβάνεται καθώς τις διασχίζει.

Προσχέδιο της πόλης που θα κατασκευάσουμε

Στην άκρη του δρόμου και στα σημεία που καταλήγουν οι μαγνητικές ταινίες θα υπάρχουν λάμπες LED οι οποίες θα αλλάζουν χρώμα (από πράσινο σε κόκκινο) όταν το όχημα μας βρίσκεται κοντά τους. Έτσι θα προειδοποιούν πεζούς και ποδηλάτες ότι υπάρχει κίνηση στον δρόμο.

Το όχημα μας θα κινείται με χαμηλή ταχύτητα και θα διαθέτει αισθητήρες αποφυγής εμποδίων (υπέρυθρης ακτινοβολίας) ώστε να αντιλαμβάνεται αν κάποιο αντικείμενο ή άνθρωπος βρίσκεται μπροστά του ώστε να σταματάει την κίνηση του.

Όσοι πεζοί θέλουν να επιβιβαστούν στο όχημα μας θα χρησιμοποιύν ειδική εφαρμογή από το κινητό τους τηλέφωνο, μέσω της οποίας θα το καλούν να σταματήσει σε συγκεκριμένο σημείο, ενώ θα δηλώνουν και τον προορισμό τους. Επειδή ο χώρος της αναπαράστασης μας θα είναι μικρός και δεν μπορούμε να αξιοποιήσουμε τα δεδομένα από το GPS, θα επιλέγουμε την τοποθεσία μέσα από ειδικό χάρτη που θα αναπτύξουμε στο app Inventor. Το όχημα, γνωρίζοντας τις κλήσεις για δρομολόγια θα σταματάει στις κατάλληλες θέσεις (μετρώντας τις μαγνητικές ταινίες που έχει περάσει) για να επιβιβαστούν και να αποβιβαστούν οι επιβάτες. Οι πόρτες του οχήματος θα ανοίγους με κινητήρες servo, ενώ ένας αισθητήρας PIR θα χρησιμοποιηθεί για την ανίχνευση της κίνησης των επιβατών ώστε να ανοίγει και να κλείνει η πόρτα. Η επικοινωνία του οχήματος με την εφαρμογή στο app inventor θα γίνεται μέσω bluetooth, ενώ η επικοινωνία του με το σύστημα φωτισμού θα γίνει μέσω RF Transmitter/Reciever

Αισθητήρες που θα διαθέτει το όχημα

Λίστα ηλεκτρονικών και προτεινόμενο κόστος

  • 2 x ARDUINO NANO COMPATIBLE (1 για το αυτόνομο όχημα και ένα για τον έλεγχο του φωτισμού στον δρόμο)
  • 1 x ADDRESSABLE LED STRIP RGB 30/M LED (Για τον φωτισμό του δρόμου)
  • 1 x BLUETOOTH MODULE FOR ARDUINO – HC05 (Για την επικοινωνία του αυτόνομου οχήματος με το κινητό τηλέφωνο)
  • 1 x DUAL MOTOR DRIVER MODULE L298N (Για τον έλεγχο των κινητήρων του οχήματος)
  • 1 x MINI ROBOT ROVER CHASSIS KIT – 2WD WITH DC MOTORS
  • 1 x TOP METAL PLATE FOR A MINI ROBOT ROVER CHASSIS
  • 1x RF LINK TRANSMITTER AND RECEIVER – 433MHZ (Για την επικοινωνία του αυτόνομου οχήματος με το σύστημα φωτισμού του δρόμου)
  • 1 x SERVO MICRO (Για το άνοιγμα της πόρτας του οχήματος)
  • 1 x ΑΙΣΘΗΤΗΡΑΣ ΜΑΓΝΗΤΙΚΟΥ ΠΕΔΙΟΥ (Για να μετράει το όχημα τις μαγνητικές ταινίες που περνάει)
  • 1 x ΥΠΕΡΥΘΡΟΣ ΑΙΣΘΗΤΗΡΑΣ ΕΜΠΟΔΙΩΝ (Για να καταλαβαίνει το όχημα αν έχει μπροστά του εμπόδια)
  • 1 x ΑΙΣΘΗΤΗΡΑΣ ΑΝΙΧΝΕΥΣΗΣ ΚΙΝΗΣΗΣ PIR (Για να καταλαβαίνει το όχημα αν υπάρχουν άνθρωποι ακόμα στις πόρτες)
  • 1 x ΑΙΣΘΗΤΗΡΑΣ ΥΠΕΡΥΘΡΩΝ (Για να ακολουθεί το όχημα την μαύρη γραμμή)
  • 2 x ΜΠΑΤΑΡΙΟΘΗΚΗ 4XAΑ – ΜΕ USB
  • 1 x ΜΠΑΤΑΡΙΟΘΗΚΗ 1X9V ΜΕ JACK 5.5X2.1MM & ΔΙΑΚΟΠΤΗ
  • 2 x ΠΛΑΚΕΤΑ ΔΟΚΙΜΩΝ 400 ΟΠΕΣ

Συνολικό κόστος ηλεκτρονικών: 91 ευρώ

Σύνδεση κινητήρων και οδηγού

Αρχικά θα συνδέσουμε τους κινητήρες μας με τον οδηγό και το arduino ακολουθώντας τον παρακάτω πίνακα και το σχέδιο

Οδηγός L298NArduino
OUT1Κινητήρας δεξιά
OUT2Κινητήρας δεξιά (άλλο καλώδιο)
OUT3Κινητήρας αριστερά
OUT4Κινητήρας αριστερά (άλλο καλώδιο)
12VΜπαταρία +
GNDΜπαταρία – και Arduino GND
5VArduino VIN
ENAArduino D11
IN1Arduino D10
IN2Arduino D9
IN3Arduino D7
IN4Arduino D6
ENBArduino D5
Σύνδεση κινητήρων οχήματος

Δοκιμή κινητήρων

Για να δοκιμάσουμε αν δουλεύουν οι κινητήρες μας θα δημιουργήσουμε το παρακάτω πρόγραμμα.

// pin πρώτου κινητήρα
int enA = 11;
int in1 = 10;
int in2 = 9;

// pin δεύτερου κινητήρα
int enB = 5;
int in3 = 7;
int in4 = 6;

void setup()
{
  // Όλα τα pin των κινητήρων είναι output
  pinMode(enA, OUTPUT);
  pinMode(enB, OUTPUT);
  pinMode(in1, OUTPUT);
  pinMode(in2, OUTPUT);
  pinMode(in3, OUTPUT);
  pinMode(in4, OUTPUT);
}

void loop()
{
  // Ορίζουμε την κατεύθυνση του πρώτου κινητήρα
  digitalWrite(in1, HIGH);
  digitalWrite(in2, LOW);
  // Ορίζουμε την ταχύτητα του πρώτου κινητήρα από 0~255
  analogWrite(enA, 200);
  
  // Ορίζουμε την κατεύθυνση του δεύτερου κινητήρα
  digitalWrite(in3, HIGH);
  digitalWrite(in4, LOW);
  // Ορίζουμε την ταχύτητα του δεύτερου κινητήρα από 0~255
  analogWrite(enB, 200);
}

Αλγόριθμος

Διαδρομή λεωφορείου

Το αυτόνομο λεωφορείο που έχουμε φτιάξει θα κινείται στην πίστα μας ακολουθώντας μια μαύρη γραμμή. Μπορείτε να δείτε περισσότερες πληροφορίες για τον τρόπο που μπορούμε να ακολουθούμε μαύρες γραμμές στο αντίστοιχο εργαστήριο.

Υλοποίηση

Ένα πολύ σημαντικό βήμα πριν ξεκινήσουμε τις εργασίες που απαιτούνται, είναι να δημιουργήσουμε τον πίνακα εργασιών του project μας όπου θα καταγράφουμε τι εργασίες έχουν γίνει και ποιες πρέπει να γίνουν, σύμφωνα με τις οδηγίες που υπάρχουν στο άρθρο για την διαχείριση των έργων μας.

Δημιουργία του πίνακα εργασιών
Ο πίνακας εργασιών της ομάδας μας

Κατασκευή μακέτας

Για την μακέτα μας θα χρησιμοποιήσουμε ένα κομμάτι MDF το οποίο θα το βάψουμε με χρώματα που έχουν βάση το νερό.

Βάφοντας την μακέτα μαζί με τις υπόλοιπες ομάδες

Αφήστε μια απάντηση