Casa intelligente in cartone
Programmazione, progettazione e automazione con Calliope e LOFI ROBOT
In questo progetto, gli alunni costruiscono una casa intelligente funzionale con il cartone. Il modello minimalista viene piegato, assemblato e progettato in modo creativo. I componenti tecnici vengono poi aggiunti e controllati con un microcontrollore.
Calliope mini può essere utilizzato per programmare l'illuminazione, le porte, il monitoraggio delle finestre, le funzioni di allarme o semplici controlli climatici. I sensori consentono di automatizzare i processi legati alle situazioni quotidiane.
Adatto per:
dalla classe 5 - basi di programmazione e tecnologia
dal 7° anno in poi: tecnologia dei sensori, automazione, controllo delle app.
Materie: tecnologia, informatica, STEM, arte, artigianato
Lavoro di gruppo 2-4 alunni, lezioni progetto, AG, makerspace
Periodo di tempo:
2-3 lezioni: per costruire il modello di cartone e la prima funzione, come la luce o la porta.
4-6 lezioni: Espansione per includere sensori, automazione e design
Come lezioni di progetto: possono essere estese in modo flessibile nell'arco di diverse settimane.
Area di apprendimento:
- Programmazione e codifica
- Robotica e automazione
- MINT (elettronica, informatica, tecnologia)
- Educazione digitale
- Artigianato e design
- Educazione allo sviluppo sostenibile (upcycling)
Opzioni di differenziazione:
Il progetto ha una struttura modulare e può essere adattato in modo flessibile alle diverse esigenze di apprendimento. A seconda del gruppo di apprendimento, l'attenzione può concentrarsi sulla progettazione, sulla modellazione o sulle funzioni tecniche. Anche la portata della programmazione può essere variata, in modo che alunni di livelli diversi possano lavorare allo stesso progetto.
Cosa viene insegnato?
Questo modello rafforza in modo particolare i seguenti ambiti di competenza:
Competenze:
- Logica di programmazione (ad es. if-then)
- Sensori e attuatori
- Semplici sistemi di automazione
- Comprensione di base dei processi di controllo e regolazione
- Relazioni tra hardware (motore, LED, sensori) e software
Competenza mediatica
- utilizzare app, Bluetooth e controlli digitali
- comprendere il collegamento in rete nella vita quotidiana
- riflettere sulle opportunità e sui limiti della tecnologia smart home
- riconoscere il funzionamento dei sistemi digitali nella vita quotidiana
- valutare i vantaggi e i potenziali rischi della tecnologia automatizzata
Creatività
- Designpersonalizzato del modello in cartone
- Soluzioni creative per funzionalità e design
- Combinazione di tecnologia ed estetica
- Sviluppo di idee proprie per le funzioni della casa intelligente
- Design personalizzato ed espansione del modello
Ecco cosa serve:
Materiale:
- Cartone per il modello di casa intelligente (circa 2,5-3,5 mm)
- Viti e dadi
- Modelli/tagliandi di carta
- Elastici
- Calliope mini v3
- Scheda Calliope Mini V3
- Servomotore a 180°
- Striscia LED o LED per l'illuminazione
- Cavo di collegamento o clip a coccodrillo
- Moduli e sensori a seconda dell'estensione
Utile anche:
- Tablet o smartphone per il controllo dell'app e il Bluetooth
- Computer/laptop per la programmazione
- Matite colorate, pennarelli o colori acrilici per la progettazione
- Tagliere
- Cartone aggiuntivo per trasformazioni ed estensioni
- Taglierina laser (opzionale, ad esempio per makerspace o gruppi di lavoro)
Strumenti:
- forbici
- righello
- matita
- Cacciavite
Svolgimento della lezione:
L'introduzione si basa sull'ambiente di vita degli alunni. Si tiene una breve discussione per chiarire cosa si intende per casa intelligente e dove tali funzioni sono già presenti nella vita quotidiana (ad esempio illuminazione, riscaldamento, allarme). L'attenzione si concentra sui benefici e sulle funzioni, non sui dettagli tecnici. Questa fase si presta bene a una breve discussione in classe o a una sessione di brainstorming per attivare le conoscenze pregresse e visualizzare i diversi livelli di esperienza.
Possibili domande introduttive: a casa avete dispositivi che si controllano automaticamente? Cosa succede quando fa buio o qualcuno apre la porta? Quali compiti potrebbe svolgere una "casa intelligente"? Dove vedete vantaggi e dove possibili problemi?
Gli alunni costruiscono poi il modello di cartone della casa (vedi modello da scaricare) e lo progettano individualmente. Questa fase fornisce un orientamento, promuove il pensiero spaziale e consente di formulare idee iniziali su dove le funzioni tecniche potrebbero essere utili.
Nella fase successiva, vengono implementate le singole funzioni della casa intelligente, ad esempio luce, porta o allarme. Le funzioni vengono programmate e testate una dopo l'altra. Con Calliope mini, gli studenti sperimentano direttamente come la logica di programmazione abbia un effetto reale. Di seguito è riportata la struttura dettagliata del progetto in fasi con i relativi video di montaggio.
Alla fine, i gruppi presentano la loro casa intelligente, ne spiegano le funzioni e riflettono su quali idee hanno funzionato bene e dove la tecnologia della casa intelligente è utile o dovrebbe essere vista in modo critico nella vita quotidiana.
Suggerimenti sulla forma e l'organizzazione sociale
Il lavoro di gruppo in gruppi di 2-4 persone ha dato buoni risultati. La divisione del lavoro in base al design, alla tecnologia e alla programmazione promuove lacooperazione e toglie pressione agli studenti. Non tutti i gruppi hanno bisogno di tutti i materiali: un prodotto didattico completo può essere creato con solo cartone, un microcontrollore e una semplice funzione. Ulteriori componenti possono essere aggiunti passo dopo passo o ruotati tra i gruppi.
Struttura del progetto in fasi: dal modello alla casa intelligente
La casa intelligente in cartone viene costruita passo dopo passo, dalla realizzazione del modello alle funzioni programmabili della casa intelligente. Sul sito web di Calliope troverete un concetto didattico dettagliato con video, codici di esempio e diapositive didattiche in formato PDF per accompagnare ogni fase del progetto.
Al concetto didattico completo di Calliope X Lofi
- Fase: Introduzione e assemblaggio del modello
Contenuti e materiali:
- Modello di casa in PDF da scaricare gratuitamente - SCARICA ORA!
- Video di accompagnamento all'assemblaggio (inglese, con sottotitoli) - GUARDA ORA! - Fase: Basi di programmazione per la casa intelligente
Contenuti e materiali:
- Video introduttivo sulle basi di codifica per questo progetto - GUARDA ORA!
- Programmazione con Calliope mini
- Primi test direttamente sul modello - Fase: Estensioni e automazione
Da questo momento in poi, ogni funzione può essere aggiunta individualmente e indipendentemente. Ogni estensione ha i propri video di codifica e le relative diapositive di Calliope:
- Illuminazione automatica - controllo della luce in base alla luminosità dell'ambiente - GUARDA ORA!
- Climatizzazione - controllo di un motore in base alla temperatura - GUARDA ORA!
- Sistema di allarme - monitoraggio delle finestre con allarme visivo -GUARDA ORA!
- Porta automatica - Apertura e chiusura tramite interruttore o perno a sfioramento - GUARDA ORA!
