LIFOR WEAR – Wear4Seasons

Και αν τα μπλουζάκια μας, τα παπούτσια μας, τα παντελόνια μας είχαν την δική τους ιστορία; Φανταστείτε ένα ψηφιακό ημερολόγιο από την ώρα που φεύγουν από το εργοστάσιο και καταλήγουν στην ντουλάπα μας και για τη συνέχεια της ζωής τους μαζί μας. Πότε τα αγοράσαμε; Ποια σημαντικά γεγονότα της ζωής μας έγιναν όταν τα φορούσαμε; Πόσες φορές τα βάλαμε για πλύσιμο; Πόσα παγωτά έπεσαν πάνω τους; Ίσως τότε να ήταν πιο δύσκολο να τα βαρεθούμε, να τα αποχωριστούμε με το πρώτο σκίσιμο, να τα αλλάξουμε με ένα νέο ρούχο. Ίσως να τα προσέχαμε περισσότερο, να τα πλέναμε λιγότερες φορές στο πλυντήριο και να βοηθούσαμε έτσι στην εξοικονόμηση πρώτων υλών και ενέργειας. Ίσως ακόμα να τους δίναμε μια νέα ζωή και να τα αναβαθμίζαμε τεχνολογικά, ράβοντας ειδικά high-tech patches τα οποία θα τα μετέτρεπαν σε έξυπνα ρούχα!

Το LIFOR WEAR – Wear4Seasons είναι ένα έργο των Μικρών Χάκερ για τη βιώσιμη μόδα και την κυκλική οικονομία. Δημιουργήθηκε κατά τη σχολική χρονιά 2021–2022 και διερευνά πώς μπορούμε να δίνουμε μεγαλύτερη αξία στα ρούχα μας, να τα χρησιμοποιούμε για περισσότερο χρόνο και να τα ανανεώνουμε αντί να τα αντικαθιστούμε εύκολα.

Η παραγωγή και η κατανάλωση κλωστοϋφαντουργικών προϊόντων απαιτούν σημαντικές ποσότητες πρώτων υλών, νερού και ενέργειας και έχουν μεγάλο περιβαλλοντικό αποτύπωμα. Η ευρωπαϊκή στρατηγική για τα βιώσιμα και κυκλικά κλωστοϋφαντουργικά προϊόντα δίνει ιδιαίτερη έμφαση στην ανθεκτικότητα, στην επισκευή, στην επαναχρησιμοποίηση και στην παράταση της ζωής των ρούχων.

Η ομάδα ξεκίνησε από ένα διαφορετικό ερώτημα:

Θα φροντίζαμε περισσότερο ένα ρούχο, αν γνωρίζαμε και καταγράφαμε ολόκληρη την ιστορία του;

Τα παιδιά φαντάστηκαν ένα ψηφιακό ημερολόγιο στο οποίο κάθε ρούχο θα αποκτούσε τη δική του ταυτότητα. Ο χρήστης θα μπορούσε να καταγράφει πότε το απέκτησε, από ποια υλικά είναι κατασκευασμένο, σε ποια χώρα παράχθηκε, πόσες φορές το φόρεσε και το έπλυνε και ποιες σημαντικές στιγμές συνδέθηκαν με αυτό.

Παράλληλα, αναρωτήθηκαν πώς ένα παλιό ή φθαρμένο ρούχο θα μπορούσε να αποκτήσει νέες λειτουργίες. Έτσι δημιουργήθηκαν αφαιρούμενα smart patches με micro:bit, τρισδιάστατα εκτυπωμένες βάσεις και διαφορετικές ψηφιακές λειτουργίες.

Το τελικό έργο αποτελείται από δύο συνεργαζόμενα μέρη:

• μια εφαρμογή Android που λειτουργεί ως προσωπικό ημερολόγιο ρούχων,
• επαναχρησιμοποιούμενα τεχνολογικά μπαλώματα που μπορούν να τοποθετούνται σε διαφορετικά ρούχα.

Η εφαρμογή

Η εφαρμογή δημιουργήθηκε στο Kodular και επιτρέπει στον χρήστη να καταχωρίζει τα ρούχα της γκαρνταρόμπας του, μαζί με φωτογραφίες και βασικές πληροφορίες για την προέλευση, τα υλικά και την απόκτησή τους.

Για κάθε ρούχο μπορεί επίσης να καταγράφει:

• τις φορές που το φόρεσε,
• τις ημερομηνίες και τον τρόπο πλύσης,
• φωτογραφίες από περιστάσεις στις οποίες το χρησιμοποίησε,
• αλλαγές ή νέα γεγονότα στην ιστορία του.

Η εφαρμογή δημιουργεί επίσης μια ετικέτα QR για κάθε καταχωρισμένο ρούχο. Στην εκδοχή που υλοποιήθηκε, το QR περιέχει τον μοναδικό κωδικό του ρούχου και επιτρέπει στην ίδια εφαρμογή να εντοπίζει γρήγορα την αντίστοιχη εγγραφή.

Ο κώδικας της εφαρμογής, το αρχείο εγκατάστασης και τα σχέδια του έργου διατηρούνται στο ανοικτό αποθετήριο της ομάδας με άδεια GPL-3.0.

Τα smart patches

Το δεύτερο μέρος του έργου περιλαμβάνει επτά αφαιρούμενα τεχνολογικά μπαλώματα.

Κάθε smart patch αποτελείται από:

• μια εύκαμπτη βάση τρισδιάστατα εκτυπωμένη με TPU,
• μια άκαμπτη θήκη για το micro:bit, εκτυπωμένη με PLA,
• ένα micro:bit,
• μια αποσπώμενη μπαταριοθήκη,
• Velcro για την τοποθέτηση και αφαίρεσή του από το ρούχο.

Τα patches προγραμματίστηκαν ώστε να προσφέρουν διαφορετικές λειτουργίες, όπως καταμέτρηση βημάτων, απλή ένδειξη προσανατολισμού, αναπαραγωγή μουσικής, εκτίμηση της θερμοκρασίας και ανταλλαγή μηνυμάτων με κοντινά micro:bit.

Το ηλεκτρονικό μέρος αφαιρείται από το ρούχο και μπορεί να χρησιμοποιηθεί ξανά σε άλλο ένδυμα. Με αυτόν τον τρόπο, το smart patch δεν αποτελεί μόνιμη ηλεκτρονική προσθήκη σε ένα μόνο αντικείμενο, αλλά ένα επαναχρησιμοποιούμενο στοιχείο που μπορεί να μεταφέρεται και να αποκτά διαφορετικές χρήσεις.

Από την έρευνα στην κατασκευή

Πριν καταλήξουν στην τελική πρόταση, τα παιδιά διερεύνησαν τον κύκλο ζωής των ρούχων και τις σχέσεις ανάμεσα στη μόδα, στην κατανάλωση και στην κυκλική οικονομία.

Χρησιμοποίησαν την πλατφόρμα Mural και εργαλεία του WeDesignForSTEAM για να καταγράψουν προβλήματα, να δημιουργήσουν ιδέες και να σχεδιάσουν τις πρώτες εκδοχές της εφαρμογής και των smart patches.

Κατά την υλοποίηση, οι μαθητές και οι μαθήτριες μπορούσαν να μετακινούνται ανάμεσα σε διαφορετικές εργασίες:

• σχεδιασμό και προγραμματισμό της εφαρμογής,
• προγραμματισμό των micro:bit,
• τρισδιάστατο σχεδιασμό,
• χειρισμό των 3D εκτυπωτών,
• ράψιμο και συναρμολόγηση,
• συγκόλληση καλωδίων και δοκιμές.

Έτσι, το έργο δεν περιορίστηκε σε μία τεχνολογία. Συνδύασε τον ψηφιακό σχεδιασμό με τη χειροτεχνία, το ράψιμο, την ηλεκτρονική κατασκευή και τη διερεύνηση ενός κοινωνικού και περιβαλλοντικού ζητήματος.

Διάκριση και ανοικτή τεκμηρίωση

Το LIFOR WEAR – Wear4Seasons συμμετείχε στον 4ο Πανελλήνιο Διαγωνισμό Ανοιχτών Τεχνολογιών στην Εκπαίδευση, ο οποίος είχε ως κεντρικό θέμα την κυκλική οικονομία.

Το έργο συμπεριλήφθηκε στα διακριθέντα έργα της κατηγορίας Δημοτικών Σχολείων, μαζί με το SecondLife4Toys. Παράλληλα, παρουσιάστηκε στο πρόγραμμα μαθητικής επιχειρηματικότητας Company Junior, όπου η ομάδα διερεύνησε και την πιθανή επιχειρηματική διάσταση της πρότασης.

Το πρόβλημα

Η βιομηχανία της μόδας ευθύνεται σε ένα σημαντικό βαθμό για τις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου στον πλανήτη μας. Από το στάδιο παραγωγής των πρώτων υλών, μέχρι και την τελική τους χρήση τα ρούχα μας απαιτούν πολλούς πόρους όπως νερό και ενέργεια, ενώ τα διάφορα στάδια της επεξεργασίας τους πραγματοποιούνται σε εργοστάσια που χρησιμοποιούν ορυκτά καύσιμα και παράγουν λύματα τα οποία μολύνουν τους υδάτινους πόρους του πλανήτη.

Παράλληλα οι συνθήκες εργασίας των ανθρώπων που εργάζονται σε πολλές βιομηχανίες παραγωγής αντικειμένων μόδας είναι προβληματικές. Μεγάλες βιομηχανίες στο Μπαγκλαντές, την Ινδία και την Κίνα απασχολούν εκατομμύρια εργαζόμενους με πολύ χαμηλούς μισθούς για πολύωρη και κουραστική εργασία και χωρίς τις κατάλληλες συνθήκες ασφάλειας.

Επίσης τα περισσότερα είδη μόδας ταξιδεύουν τεράστιες αποστάσεις σε μεγάλα conteiner πλοίων για να φτάσουν στα ράφια των καταστημάτων, επιβαρύνοντας και άλλο την παραγωγή αερίων του θερμοκηπίου.

Και όμως οι χαμηλές τιμές που υπάρχουν σε πολλά είδη μόδας τα καθιστούν στα μάτια πολλών ανθρώπων ως αντικείμενα χωρίς μεγάλη αξία τα οποία εύκολα μπορούμε να τα αντικαταστήσουμε. Τα βάζουμε συχνά στο πλυντήριο και το στεγνωτήριο που είναι ενεργοβόρες συσκευές και τα κάνουν πιο ευάλωτα, ενώ χωρίς πολύ σκέψη τα αντικαθιστούμε με νέα ρούχα όταν τα βαρεθούμε.

Έρευνα

Η έρευνα του θέματος αποτελούνταν από 3 στάδια: Την εισαγωγή στο θέμα με την αξιοποίηση πολυμεσικών πηγών ενημέρωσης, τον εντοπισμό των προβλημάτων και την αναζήτηση λύσεων τα οποία πραγματοποιήθηκαν με την αξιοποίηση εργαλείων σχεδιαστικής σκέψης.

Εισαγωγικά βίντεο

Για να μελετήσουμε το θέμα ξεκινήσαμε αρχικά με τον όρο “κυκλική οικονομία” προσπαθώντας να καταλάβουμε τι ακριβώς σημαίνει. Εστιάσαμε στα δυο βίντεο που υπάρχουν παρακάτω ως σημείο εκκίνησης για την κουβέντα μας.

Με την βοήθεια του φύλλου εργασίας που ακολουθεί προσπαθήσαμε να δώσουμε παραδείγματα λειτουργίας της οικονομίας σε γραμμική και κυκλική μορφή.

Στη συνέχεια εστιάσαμε στην μόδα και την κυκλική οικονομία, παρακολουθώντας αρχικά μια σειρά από βίντεο τα οποία έχουν χρήσιμες πληροφορίες για το θέμα:

• Ο κύκλος ζωής ενός t-shirt
• Ακολουθώντας ένα μπλουζάκι στον κόσμο
• Πως το μοντέλο κυκλικής οικονομίας μπορεί να εφαρμοστεί σε προϊόντα μόδας
• Τα τζιν μας παντελόνια
• Η ανατομία ενός αθλητικού παπουτσιού

Εντοπισμός προβλημάτων

Χρησιμοποιώντας την πλαφόρμα Mural για να καταγράφουμε τις ιδέες μας σε όλη την διάρκεια του Project αποτυπώσαμε τις απόψεις των παιδιών για τα προβλήματα που εντόπισαν και κατέγραψαν στο φύλλο εργασίας. Στη συνέχεια χρησιμοποιώντας τεχνικές παραγωγής ιδεών σχεδιαστικής σκέψης, και το εργαλείο WeDesignForSTEAΜ πραγματοποιήσαμε συναντήσεις στις οποίες καταγράψαμε αρχικές ιδέες, τις επεξεργαστήκαμε και καταλήξαμε στην πρόταση μας. Όλη η καταγραφή των σχεδιαστικών δραστηριοτήτων μας υπάρχει διαθέσιμη για όλους στην πλατφόρμα Mural.

Διαμόρφωση τελικής πρότασης

Έχοντας λοιπόν τους εξής στόχους:

• Ενίσχυση του κυκλικού μοντέλου οικονομίας στην μόδα και την αγορά ρούχων
• Αλλαγή νοοτροπίας στους καταναλωτές και τις επιχειρήσεις ώστε να δίνουν μεγαλύτερη αξία στα ρούχα τους
• Ενίσχυση της εξοικονόμησης πόρων στα νοικοκυριά και στις κοινωνίες

Αποφασίσαμε να δημιουργήσουμε το σύστημα LIFORWEAR – Wear4Seasons στον πυρήνα του οποίο βρίσκεται η εφαρμογή για έξυπνα κινητά και η οποία θα είναι στην ουσία ένα ψηφιακό ημερολόγιο των ρούχων μας. Εκεί θα κρατάμε την ιστορία της ζωής τους με πληροφορίες όπως: που κατασκευάστηκαν, ποια είναι η σύνθεση τους, που και πότε τα αγοράσαμε ή μας τα χάρισαν, πόσες φορές τα έχουμε βάλει πλυντήριο, πότε και που τα έχουμε φορέσει (σε σημαντικές περιστάσεις) κ.α.

Παράλληλα αποφασίσαμε να αναπτύξουμε και τα τεχνολογικά μπαλώματα, ως λύση για τα ρούχα που φθίρονται. Τα μπαλώματα θα σχεδιάζονται από εμάς και θα εκτυπώνονται στους 3D εκτυπωτές μας, ενώ θα περιλαμβάνουν πλακέτες Microbit και μπαταρίες μεταμορφώνοντας τα ρούχα μας σε “έξυπνα ρούχα” με λειτουργίες μέτρησης βημάτων, πυξίδας, μέτρησης θερμοκρασίας κ.α.

Υλοποίηση

Για την υλοποίηση του έργου οι μαθητές και οι μαθήτριες του ομίλου μας εργάστηκαν σε ομάδες οι οποίες δεν ήταν σταθερές, πράγμα που σημαίνει ότι είχαν τη δυνατότητα να αλλάζουν ασχολία από συνάντηση σε συνάντηση ανάλογα με τα ενδιαφέροντα τους. Οι βασικές ομάδες εργασίας που διαμορφώθηκαν ήταν οι εξής:

• Σχεδιασμός – προγραμματισμός εφαρμογής στο Kodular
• Προγραμματισμός Microbit για τα Smart Patches
• Σχεδιασμός Smart Patches στο TinkerCAD
• Χειρισμός 3D εκτυπωτών για την κατασκευή των Smart Patches
• Ράψιμο ρούχων

Εφαρμογή για Smartphones

Σχεδιασμός

Για τον αρχικό σχεδιασμό των οθονών που θα περιλαμβάνει η εφαρμογή μας χρησιμοποιήθηκε η πλατφόρμα Mural. Οι μαθητές έχοντας ως σημείο εκκίνησης τις σημειώσεις που προέκυψαν από την φάση διερεύνησης του προβλήματος και σχεδιασμού της λύσης, εργάστηκαν σε ολιγομελείς ομάδες (2-3 άτομα) σχεδιάζοντας τις βασικές οθόνες της εφαρμογής και τον τρόπο λειτουργίας τους.

Προγραμματισμός εφαρμογής στο Kodular

Μετά την φάση του σχεδιασμού στο Mural, μια μικρότερη ομάδα μαθητών που αποτελούνται από 5-6 άτομα ανέλαβαν να προγραμματίσουν την τελική εφαρμογή στο Kodular αξιοποιώντας τα βίντεο που υπάρχουν στην σελίδα του ομίλου μας για το Kodular και το appInventor. Στις εβδομαδιαίες συναντήσεις που είχαμε με την βοήθεια και την καθοδήγηση των εκπαιδευτικών προγραμμάτιζαν βήμα βήμα την τελική εφαρμογή.

Από το αποθετήριο μας στο Github μπορείτε να κατεβάσετε:

• Το αρχείο εγκατάστασης apk
• Το αρχείο aia για να το κάνετε εισαγωγή στο Kodular

Αρχική οθόνη

Η αρχική οθόνη περιλαμβάνει τρεις επιλογές για τον χρήστη: Μπορεί να δει τα ρούχα που έχει περάσει στην εφαρμογή, να προσθέσει νέα ρούχα ενώ μπορεί να επεξεργαστεί τις πληροφορίες του προφίλ του.

Ο προγραμματισμός της αρχικής οθόνης είναι αρκετά απλός. Μια βασική λειτουργία που προσθέσαμε είναι να ελέγχει αυτόματα το πρόγραμμα αν υπάρχουν οι πληροφορίες προφίλ και αν δεν έχουν περαστεί να μας ανοίγει αυτόματα τη συγκεκριμένη οθόνη.

Οθόνη προφίλ

Η οθόνη προφίλ δίνει τη δυνατότητα στον χρήστη της εφαρμογής να προσθέσει το username του, μια φωτογραφία του, καθώς και τις προτιμήσεις του στα ρούχα που φοράει.

Για να απαλλάξουμε τον χρήστη από το πολύ γράψιμο, επιλέξαμε να του δώσουμε τη δυνατότητα να λέει τις προτιμήσεις του και αυτές να μετατρέπονται σε κείμενο με το component speech recognizer. Τα δεδομένα του προφίλ του χρήστη αποθηκεύονται σε 1 βάση TinyDB χρησιμοποιώντας διαφορετικό κλειδί για κάθε πεδίο (username, preferences,photo).

Οθόνη προσθήκης ρούχου

Στην οθόνη προσθήκης ρούχου ο χρήστης μπορεί να προσθέσει νέα ρούχα της γκαρνταρόμπας τους, περνώντας τις παρακάτω πληροφορίες για το καθένα:

• Είδος (λίστα)
• Ημερομηνία αγοράς
• Υλικό (λίστα)
• Χώρα παραγωγής (λίστα)
• Περιγραφή ρούχου (speech recognizer)
• και φωτογραφία

Κάθε ρούχο παίρνει αυτόματα έναν μοναδικό κωδικό που αποτελείται από το όνομα χρήστη και τον άυξονα αριθμό του ρούχου. Με την χρήση αυτού του κωδικού όλες οι πληροφορίες αποθηκεύονται σε απλές βάσεις TinyDB όπου σε κάθε μία το κλειδί είναι ο κωδικός του ρούχου.

Μετά την ολοκλήρωση της προσθήκης νέου ρούχου η εφαρμογή μας μεταφέρει αυτόματα στην οθόνη δημιουργίας της QR ετικέτας.

Οθόνη δημιουργίας QR label

Σε αυτή την οθόνη η εφαρμογή δημιουργεί μια εικόνα QR που περιλαμβάνει στην ουσία τον κωδικό του ρούχου και δίνει τη δυνατότητα στον χρήστη να την αποθηκεύσει στο κινητό του ώστε να την εκτυπώσει και να την τοποθετήσει στο ρούχο.

Μετά την δημιουργία του QR η εφαρμογή μας γυρνάει αυτόματα στην κεντρική οθόνη.

Οθόνη λίστας ρούχων

Αυτή η οθόνη είναι η λίστα της γκαρνταρόμπας μας. Περιλαμβάνει το component List View image and text, στο οποίο φορτώνουμε τις φωτογραφίες και τις περιγραφές των ρούχων μας από τις αντίστοιχες TinyDB. Πατώντας με το δάχτυλο μας σε κάποιο ρούχο μας πηγαίνει στην οθόνη με τις λεπτομέρειες για αυτό.

Παράλληλα μας δίνει τη δυνατότητα να χρηστιμοποιήσουμε το Barcode Scanner του κινητού για να διαβάσουμε με την κάμερα την ετικέτα κάποιου ρούχου και να πάμε απευθείας στην οθόνη με τις λεπτομέρειες του, χωρίς να το ψάχνουμε στην λίστα.

Οθόνη ρούχου

Σε αυτή την οθόνη ο χρήστης μπορεί να δει τις λεπτομέρειες για το επιλεγμένο ρούχο. Εκτός από τις πληροφορίες που έχει περάσει κατά την προσθήκη του ρούχου, μπορεί να προσθέσει νέα συμβάντα πλυσίματος και φορέματος του ρούχου με πλήκτρα που οδηγούν σε αντίστοιχες οθόνες, ενώ επίσης έχει τη δυνατότητα να δει και την ιστορία του ρούχου (πότε το φόρεσε και φωτογραφίες) με πλήκτρο που επίσης οδηγεί σε αντίστοιχη οθόνη.

Οι πληροφορίες για τις πλύσεις και τις περιπτώσεις που το ρούχο φορέθηκε αποθηκεύονται σε ξεχωριστές βάσεις TinyDB, όπου οι εγγραφές εκεί έχουν σαν κλειδί τον κωδικό του ρούχο μαζί με την ημερομηνία του συμβάντος, χωρισμένα με αστερίσκο, ώστε να είναι μοναδικές.

Οι βάσεις δεδομένων TinyDB αποθηκεύονται σε λεξικά (dictionaries) και από εκεί υπολογίζονται οι φορές που έχει πλυθεί και φορεθεί το ρούχο. Τέλος στην οθόνη υπάρχει και το πλήκτρο Edit για την επεξεργασία των βασικών πληροφοριών του ρούχου.

Οθόνη προσθήκης πλύσεων

Σε αυτή την οθόνη μπορούμε να προσθέσουμε τις φορές που πλένουμε τα ρούχα μας, είτε στο χέρι είτε στο πλυντήριο. Ορίζουμε το είδος της πλύσης (χέρι ή πλυντήριο) και την ημερομηνία. Ανάλογα με το είδος της πλύσης η εφαρμογή αποθηκεύει τις πληροφορίες στην αντίστοιχη βάση TinyDB, χρησιμοποιώντας ως μοναδικό κλειδί τον κωδικό του ρούχου και την ημερομηνία, χωρισμένα με το σύμβολο του αστερίσκου.

Στην περίπτωση που ο χρήστης επιλέξει πλύσιμο στο πλυντήριο, η εφαρμογή βγάζει προειδοποιητικό μήνυμα, ενθαρρύοντας τον χρήστη να αλλάξει την επιλογή του. Με αυτόν τον τρόπο θέλουμε να περάσουμε το μήνυμα ότι τις περισσότερες φορές, όταν δεν υπάρχουν λεκέδες στα ρούχα, δεν είναι ανάγκη να χρησιμοποιήσουμε το πλυντήριο που είναι μια ενεργοβόρα συσκευή και καταπονεί και τα ρούχα μας.

Οθόνη προσθήκης περιστάσεων που φοράμε το ρούχο

Κάθε φορά που φοράμε ένα ρούχο της γκαρνταρόμπας μας μπορούμε να αποθηκεύσουμε μια selfie μας καθώς και την ημερομηνία που έγινε. Με αυτόν τον τρόπο βλέπουμε την χρήση του ρούχου.

Και εδώ χρησιμοποιούμε 2 βάσεις TinyDB οι οποίες αποθηκεύουν ημερομηνία και εικόνα αντίστοιχα με κλειδί τον κωδικό του ρούχου και την ημερομηνία χωρισμένα με αστερίσκο.

Οθόνη λίστας με τις φορές που έχουμε φορέσει τα ρούχα

Σε αυτή την οθόνη ο χρήστης μπορεί να δει φωτογραφίες και ημερομηνίες με τις φορές που έχει φορέσει ένα ρούχο.

Οθόνη επεξεργασίας – διαγραφής

Σε αυτή την οθόνη ο χρήστης μπορεί να επεξεργαστεί τις βασικές πληροφορίες για ένα ρούχο ή να το διαγράψει από την εφαρμογή.

Η οθόνη μοιάζει αρκετά με την οθόνη προσθήκης ρούχου ενώ διαθέτει και ένα πλήκτρο Delete με το οποίο διαγράφονται τα στοιχεία από όλες τις βάσεις TinyDB.

Τεχνολογική αναβάθμιση ρούχων – Smart Patches

Τα έξυπνα μπαλώματα που κατασκευάσαμε τοποθετούνται και αφαιρούνται εύκολα από ρούχα με Velcro και αξιοποιώντας την πλαφόρμα Microbit προσφέρουν τις εξής δυνατότητες:

• Εμφανίζουν την θερμοκρασία περιβάλλοντος
• Μετράνε τα βήματα που κάνουμε
• Λειτουργούν ως πυξίδα
• Παίζουν μουσική
• Μπορούν να στείλουν μήνυμα SOS σε φίλους μας που διαθέτουν παρόμοια Smart Patches στα ρούχα τους.

Κάθε Smart Patch αποτελείται από 4 μέρη:

• Την εύκαμπτη βάση που εκτυπώνεται με υλικό TPU και η οποία ράβεται πάνω σε ένα κομμάτι Velcro
• Την θήκη του Microbit που εκτυπώνεται με υλικό PLA, κολλάει πάνω στην εύκαμπτη βάση και περιλαμβάνει την πλακέτα
• Την πλακέτα Microbit
• Την βάση της μπαταρίας Coin Cell που και αυτή κολλάει πάνω στην εύκαμπτη βάση και τροφοδοτεί το Microbit

Συλλογή ρούχων και υλικών

Ζητήσαμε από τα παιδιά του ομίλου μας να φέρουν παλιά ρούχα που δεν τα φοράνε, είτε γιατί έχουν κάποια φθορά, είτε γιατί τα έχουν βαρεθεί. Συγκεντρώσαμε αρκετά μπλουζάκια, σορτσάκια, παντελόνια καθώς και ένα ζευγάρι παπούτσια.

Όσον αφορά τα υλικά που χρειαστήκαμε για την κατασκευή των έξυπνων μπαλωμάτων:

• Αγοράσαμε 4 BBC Microbit V2 με κόστος 64 ευρώ, ενώ χρησιμοποιήσαμε και άλλα 3 που διαθέταμε στο εργαστήριο
• Αγοράσαμε 3 μπαταριοθήκες Coin Cell με διακόπτη για ράψιμο σε ρούχα με κόστος 7 ευρώ, 3 μπαταριοθήκες Coin Cell χωρίς διακόπτη για ράψιμο σε ρούχα με κόστος 4 ευρώ, ενώ χρησιμοποιήσαμε και μπαταριοθήκες που διαθέταμε ήδη στο εργαστήριο
• Αγοράσαμε 2kg PLA σε διάφορα χρώματα με κόστος 33 ευρώ και 150 γραμμάρια υλικό TPU με κόστος 10 ευρώ. Το υλικό TPU το εξαντλήσαμε όλο, ενώ από το PLA ξοδέψαμε μόνο περίπου 100 γραμμάρια.
• Αγοράσαμε αγώγιμη κλωστή 45 μέτρων κόστος 17 ευρώ, καθώς και απλές κλωστές, κομμάτια Velcro, βελόνες και δαχτυλήθρες με κόστος 15 ευρώ
• Χρησιμοποιήσαμε καλώδια jumper που διαθέταμε στο εργαστήριο καθώς και κολλητήρι και καλάι και ταινία διπλής όψης.

Συνολικά το κόστος των υλικών που χρειαστήκαμε για την κατασκευή 7 έξυπνων μπαλωμάτων ήταν περίπου με αρκετό περίσσευμα υλικού PLA ήταν 150 ευρώ.

Σχεδιασμός 3D

Τον σχεδιασμό των βάσεων στις οποίες θα ενσωματώνεται στο Microbit για να μπορεί να τοποθετηθεί στα ρούχα ανέλαβε μια μικρή ομάδα 2-3 ατόμων. Αξιοποίησαν την πλατφόρμα TinkerCAD καθώς και τα σχετικά βίντεο που υπάρχουν στην σελίδα του ομίλου μας.

Όλα τα σχέδια συγκεντρώθηκαν στον λογαριασμό του Αναστάση και από εκεί μπορούσαμε να εξάγουμε κάθε φορά τα κομμάτια που θέλαμε να εκτυπώσουμε στους 3D εκτυπωτές μας.

Το κάθε σχέδιο περιλαμβάνει 2 μέρη. Η βάση στην οποία τοποθετούνται η μπαταριοθήκη και η θήκη του Microbit εκτυπώνεται με μαλακό υλικό TPU και αποτελείται από ενώσεις απλών γεωμετρικών σχημάτων. Οι θέσεις που μπαίνουν η θήκη του Microbit και η μπαταριοθήκη έχουν “σκαφτεί” κατά 1 χιολιοστό στην βάση ώστε να εφάπτονται, ενώ περιμετρικά της βάσης έχουν ανοιχτεί τρύπες διαμέτρου 1 χιολιοστού ώστε να μπορεί να ραφτεί εύκολα στο Velcro. Τέλος πάνω στην βάση έχουν τοποθετηθεί διαφορετικά μηνύματα και φυσικά το λογότυπο της ομάδας μας.

Η θήκη για το Microbit σχεδιάστηκε με τροποποίηση του αρχικού σχεδίου που βρήκαμε στο Thingiverse. Προστέθηκε το λογότυπο της ομάδας μας και κάποια επιπλέον σχέδια.

Τα τελικά μας σχέδια βρίσκονται στο αποθετήριο μας στο Github.

Εκτύπωση 3D

Οι εκτυπώσεις των σχεδίων πραγματοποιούνταν στις συναντήσεις μας από την ομάδα (5-6 άτομα) που είχε αναλάβει να χειρίζεται τους δυο 3D εκτυπωτές του εργαστηρίου, ακολουθώντας τις αναλυτικές οδηγίες που υπάρχουν στη σελίδα μας.

Το μαλακό μέρος που ράβεται στα ρούχα (βάση) εκτυπώνοντας με την χρήση υλικού TPU, ενώ για την θήκη του Microbit η οποία μπαίνει πάνω στην βάση χρησιμοποιήθηκε υλικό PLA.

Ράψιμο

Πριν ξεκινήσουμε το ράψιμο των ηλεκτρονικών στα ρούχα, οι μαθητές αξιοποίησαν την πλατφόρμα Mural για να σχεδιάσουν τους τρόπους με τους οποίους θα μπορούσαν να τοποθετηθούν τα Microbit και οι μπαταρίες στα ρούχα.

Το ράψιμο των βάσεων στα ρούχα ανέλαβαν 8-9 μαθητές οι οποίοι εργάζονταν ανά δύο σε κάθε συνάντηση μας. Χρησιμοποίησαν τα παρακάτω υλικά:

• Velcro
• Κλωστές απλές και αγώγιμες
• Βελόνες
• Ψαλίδια
• Μαρκαδόρους
• Δαχτυλήθρες (για την αποφυγή ατυχημάτων στο ράψιμο)

Τα βήματα που ακολούθησαν για κάθε ρούχο είναι τα εξής:

• Αρχικά σχεδίαζαν με μαρκαδόρο το περίγραμμα των εκτυπωμένων βάσεων από TPU πάνω στο Velcro και το έκοβαν με ψαλίδι.
• Ξεκολούσαν τα δύο κομμάτια του Velcro και έραβαν το μαλακό μέρος στο ρούχο με απλή κλωστή.
• Το σκληρό μέρος του Velcro ράβοντας στην μαλακή θήκη από TPU, αξιοποιώντας και τις έτοιμες τρύπες που είχαν κάνει οι σχεδιαστές των βάσεων.

Τοποθέτηση Microbit και μπαταρίας

Οι συσκευές Microbit τοποθετούνταν στη θήκη τους αρκετά εύκολα και χάρις την καλή συναρμογή του σχεδίου της θήκης έκλεινα πολύ καλά. Στη συνέχεια έπρεπε να τοποθετηθεί η θήκη Microbit και η μπαταριοθήκη στην ελαστική βάση. Αν και είχαμε ανοίξει υποδοχές 1 χιλιοστού, λόγω της εύκαμπτης φύσης του υλικού της βάσης η τοποθέτηση της μπαταριοθήκης και της θήκης του Microbit έγιναν αναγκαστικά με την χρήση ταινίας διπλής όψης.

Για την σύνδεση της μπαταρίας με το Microbit, δοκιμάσαμε αρχικά την αγώγιμη κλωστή, όμως αποφασίσαμε ότι ήταν πολύ πιο έυκολο να κολλήσουμε 2 καλώδια. Μια μικρή ομάδα 4 μαθητών ανέλαβαν να κάνουν τις κολλήσεις χρησιμοποιώντας το κολλητήρι και καλάι που διαθέτει το εργαστήριο μας, ύστερα από τις οδηγίες των εκπαιδευτικών.

Προγραμματισμός Microbit

Το Microbit που τοποθετείται στα έξυπνα μπαλώματα είναι προγραμματισμένο έτσι ώστε να προσφέρει τις εξής υπηρεσίες:

• Μέτρηση θερμοκρασίας περιβάλλοντος
• Εμφάνιση πυξίδας
• Μέτρηση και εμφάνιση βημάτων που έχουν γίνει από τον χρήστη όσο φοράει το ρούχο
• Αναπαραγωγή μουσικών κομματιών
• Αποστολή μυνήματος SOS σε άλλους ανθρώπους που διαθέτουν παρόμοια Smart Patches και βρίσκονται σε κοντινή απόσταση (μέχρι 60-70 μέτρα)

Για τον προγραμματισμό του Microbit εργάστηκαν μαθητές σε μικρές ομάδες των 3-4 ατόμων και μία από αυτές ανέλαβε την ολοκλήρωση του προγράμματος.

Μόλις ενεργοποιηθεί η συσκευή υπάρχει ένα κεντρικό μενού επιλογών στο οποίο ο χρήστης μπορεί να μετακινείται με τα δυο πλήκτρα Α και Β και να κάνει την επιλογή του αγγίζοντας το λογότυπο που βρίσκεται στην πλακέτα. Κάθε στοιχείο του μενού αναπαρίσταται από μια εικόνα 5X5 pixel που αντιστοιχούν στα λαμπάκια του Microbit.

Μια μεταβλητή αποθηκεύει την τρέχουσα επιλογή μενού, και όταν αγγίξουμε το λογότυπο στην πλακέτα εκτελείται το αντίστοιχο σενάριο.

Το τελικό πρόγραμμα βρίσκεται στο αποθετήριο μας στο Github.

Δράσεις προβολής

• Η ομάδα μας συμμετέχει με το έργο της στον 4ο Πανελλήνιο Διαγωνισμό Ανοιχτών Τεχνολογιών στην Εκπαίδευση.
• Παράλληλα συμμετείχε και στο πρόγραμμα μαθητικής επιχειρημάτικοτητας Company Junior της JA Greece, παρουσιάζοντας την επιχειρηματική πλευρά του σχεδίου της, με την υποστήριξη της κυρίας Γκίκα Αναστασίας από την Εθνική Τράπεζα.