Στα πλαίσια του θεσμού ΜΝΑΕ Σχέδια Δράσης που διαχειρίζονται από το ίδρυμα ΝΟΗΣΙΣ οι μαθητές του 1ου ΕΠΑΛ Κομοτηνής κατασκεύασαν ένα «Έξυπνο θερμοκήπιο».
Το Σχέδιο Δράσης επιμερίζεται σε τέσσερεις υποδράσεις:
1. Κατασκευή θερμοκηπίου.
Οι μαθητές σχεδίασαν με τη χρήση του προγράμματος SketchUp ένα θερμοκήπιο. Ορίστηκε το σημείο στο οποίο θα τοποθετηθεί το θερμοκήπιο και οι μαθητές προετοίμασαν την επιφάνεια με τη χρήση φρέζας. Στα εργαστήρια μηχανολογικών κατασκευών οι μαθητές επεξεργάστηκαν δοκούς, έκοψαν με τη χρήση ηλεκτρικών πριονιών και γωνιακών τροχών, κόλλησαν με τη χρήση ηλεκτροκόλλησης και δημιούργησαν το σκελετό του θερμοκηπίου. Έπειτα αποσυναρμολογήθηκε πλήρως ο μεταλλικός σκελετός από το εργαστήριο των μηχανολόγων και μεταφέρθηκαν όλα τα μέρη του στον χώρο όπου και τοποθετήθηκε μόνιμα. Συναρμολόγησαν το μεταλλικό σκελετό στην τελική του θέση και με τη χρήση κατάλληλων οργάνων (αλφάδι, αλφαδολάστιχο) τοποθέτησαν με σωστή κλίση τη κατασκευή.
Με τη χρήση ηλεκτρικής μπετονιέρας δημιούργησαν μείγμα σκυροδέματος το οποίο χρησιμοποιήθηκε για την μπετόμπηξη του σκελετού του θερμοκηπίου αφού πρώτα αλφαδιάστηκε ο σκελετός στο σημείο που ορίστηκε. Τα τούβλα τοποθετήθηκαν περιμετρικά του θερμοκηπίου για να έχει καθαρή επαφή με το χώμα έτσι ώστε να αποφεύγεται η είσοδος αγριόχορτων προς το εσωτερικό.
Οι μαθητές έβαψαν με αντισκωριακά χρώματα τον μεταλλικό σκελετό του θερμοκηπίου και τοποθέτησαν με αυτοδιάτρητες βίδες διάφανα πολυκαρβονικά πάνελ στην οροφή ανθεκτικά σε υπεριώδη ακτινοβολία και σε πρόσκρουση από χαλάζι ενώ στις κάθετες πλευρές τοποθετήθηκε plexy glass.
2. Αυτοματισμός και έλεγχος συνθηκών καλλιέργειας.
Οι μαθητές σχεδίασαν στο EAGLE κύκλωμα για τη λειτουργία του συστήματος αυτοματισμού. Το κύκλωμα περιλαμβάνει αισθητήρες (θερμοκρασίας, υγρασίας εδάφους, φωτεινότητας, ταχύτητας ανέμου) που μετρούν τις συνθήκες που επικρατούν εντός του θερμοκηπίου και σε συνδυασμό με έναν μικροελεγκτή ενεργοποιούνται συστήματα αυτοματισμού για πότισμα και αερισμό του θερμοκηπίου με ηλεκτροβάνες και μηχανισμούς για άνοιγμα παραθύρων. Πάνω στην τυπωμένη πλακέτα συναρμολογήθηκε η κεντρική μονάδα αυτοματισμού. Πραγματοποιήθηκαν οι απαιτούμενες συνδέσεις με τους αισθητήρες με τη χρήση ειδικών στεγανών συνδέσμων. Πραγματοποίησαν εγκατάσταση δικτύου και ρεύματος στο εργαστήριο Γεωπονίας και εκεί συνδέθηκε ένα access point για να έχει το θερμοκήπιο ασύρματη σύνδεση στο Internet. Τοποθετήσαν τη κεντρική μονάδα στο εσωτερικό του θερμοκηπίου και τους εσωτερικούς και εξωτερικούς αισθητήρες και πήραν τις πρώτες μετρήσεις. Οι μαθητές τοποθέτησαν το φωτοβολταϊκό σύστημα στην οροφή του θερμοκηπίου, ολοκλήρωσαν τις συνδέσεις με την μπαταρία και το ρυθμιστή φόρτισης.
3. Βιολογική καλλιέργεια φυτών σε θερμοκήπιο με τη χρήση ενεργών μικροοργανισμών.
Οι μαθητές κατασκεύασαν ένα μεγάλο κόσκινο και άρχισαν να ετοιμάζουν το χώμα που θα χρησιμοποιηθεί. Επεξεργάστηκαν γεωύφασμα και πλαστικά εδαφοκάλυψης στις κατάλληλες διαστάσεις για να τοποθετηθούν στο θερμοκήπιο. Πραγματοποίησαν αποπαρασίτωση του εδάφους και στο χώρο του εργαστηρίου δημιούργησαν σπορείο για τα φυτά που θα μεταφυτευθούν στο θερμοκήπιο. Τοποθέτησαν τα υλικά εδαφοκάλυψης στο θερμοκήπιο και κατασκεύασαν μεγάλη σταθερή κατασκευή φύτευσης η οποία γέμισε με εξειδικευμένα υλικά για τις καλύτερες συνθήκες ανάπτυξης των φυτών.
4. Δημιουργία εφαρμογής για απομακρυσμένο έλεγχο συνθηκών καλλιέργειας.
Οι μαθητές χρησιμοποίησαν το ελεύθερο λογισμικό VS code για να γράψουν τον κώδικα για τον μικροελεγκτή ESP32 ο οποίος παίρνει τις μετρήσεις και ελέγχει όλες τις λειτουργίες του έξυπνου θερμοκηπίου. Χρησιμοποιήθηκε η πλατφόρμα Cayenne IoT όπου δημιουργήθηκε μία διαδικτυακή εφαρμογή η οποία συλλέγει τις μετρήσεις από τους αισθητήρες, ελέγχει τις ηλεκτροβάνες για το πότισμα και τα παράθυρα για τον αερισμό του θερμοκηπίου. Οι μαθητές σχεδίασαν ένα γραφικό περιβάλλον μέσω του οποίου είναι προσβάσιμες όλες οι πληροφορίες από αντίστοιχες εφαρμογές κινητών συσκευών.
Σημαντική η συνεισφορά του 1ου Εργαστηριακού Κέντρου Κομοτηνής για την παροχή εργαστηριακού εξοπλισμού, εργαλείων και εργαστηριακών χώρων.
