Детска площадка на бъдещето

В средата на януари, 2014 г. нашият екип в състав:

Димитър Плачков 9б клас
Мартин Лирков 11л клас

Тодор Петров 9б клас
Олег Христов 11 л клас
Димитър Димитров 11л клас
Мартин Савов 11п клас
Кристиян Спасов 11п клас

започна работата по планиране и оразмеряване на проекта, изграждане на макета и създаване на видеото, което изпратихме в Холандия.

Проект: „Детска площадка на бъдещето“
/реализирана с програмиране на Ардуино и сензорна технология/

Проектът спечели:

  1. II-ро място в Европа на състезанието, организирано от Hanze University of Applied Sciences, Philips и Entrance – Холандия през април, 2014
  2.  Златен медал на Пето Национално Изложение „Изобретения*Иновации*Технологии“, органзирано от Съюза на Изобретателите в България през ноември,2014
  3. Купата и 1-во място на Национален Есенен турнир “ Джон Атанасов“, 2014

Целта е децата да се научат да използват зелена енергия и да получават всичко в живота на базата на вложен труд, да се учат на взаимопомощ, опазване на околната среда и безопасно движение по улиците.

Проекта включва LED индикаторна система, която чрез смеещи се и тъжни лица сигнализира дали съответната установка произвежда или не произвежда енергия.
Децата трябва да растат на детски площадки,
които да олицетворяват техният вълшебен свят
от игри и забавления ,
сътворени да моделират характерите,
емоциите, техническите умения и културата им,
възпитавайки ги в любов и милосърдие към природата и хората.

Децата се регистрират при влизане в площадката от RFI /Remote Inclusion System/ и получават индивидуални чипове.

Площадката се състои от атрактивни детски установки като слънчоглед /с монтиран слънчев панел на него/, ветрогенератор, пързалка, люлка, библиотека и киноцентър, летателен апарат, игра на дама, колело, светещи пътечки , дворец и др.

Когато детето използва установка произвеждаща енергия, то получава бонус точки, а когато използва установка изразходваща енергия, му се отнемат точки.

Целата е децата да се научат да използват зелена енергия и да получават всичко в живота на базата на вложен труд.

Проекта включва LED индикаторна система, която чрез смеещи се лица сигнализира дали съответната установка произвежда или не произвежда енергия.

Когато детето използва установка произвеждаща енергия, то получава бонус точки, а когато използва установка изразходваща енергия, му се отнемат точки.

Главна блокова схема:

1
Бонус точка – изчислява се само на база на произведената енергия от детето

1 точна е равна на 100W

Установки+ тичане по светещата пътечка – спечелени точки

Пързалка (2 спускания 5 точки)
Колело (10 мин 5 точки)
Люлка (10 мин 5 точки)
Игра на дама (20 мин 5 точки)
Игра на колело (20 мин 5 точки + 1 завъртане на колелото 5 точки /за деца в инвалидни колички)
Слънчоглед (1 завртане е 19 точки)
Ветрогенератор (1 завъртане е 19 точки)
Магазин за плодове и сок
1 плод (20 точки)
1 сок (20 точки)
Устовки – отнемат точки
Гъба /кино и библиотека/ (30 точки за 60 мин)
Летящ симулатор (20 точки за 10 мин)

За да се използват услугите на площадката има стационарна фото-волтаична система на покрива на двореца. Енергията им обслужва установките на площадката 24/7 и допълнително дава на децата 4 бонус точки при всяко чекиране на установките.
Общата енергия произведена от установките е 100 KWh.p за определеният размер на площадката.

Децата се научават да се грижат за растенията,птиците и чистотата на площадката. На площадката е изградена зона с фонтан и мивка, има и контейнери за боклук, където децата се научават да сортират боклука и да поливат растенията.
Покрива е подвижен – при силно слънце или дъжд, той автоматично се отваря.

/демонстрация на сензор при докосване/
/демонстрира 3 сензора – за температура и светлина и движение/

2

3

4

Децата се наблюдават от родителите им от разстояние
На покрива на двореца е разположена камера за наблюдение на площадката . Чрез системата Secured Live Stream всеки родител , отдалечен от площадката може да се свърже по GSM и да види играещото си дете.

Слънчоглед

5

Децата сами завъртат слънчогледа по посока на слънцето.
1. Когато детето види тъжно лице на LED индикатора на слънчогледа то пристига до установката и се чекира на местното RFI, след което завърта слънчогледа по посока на слънцето .
2. Arduino сравнява показанията на 3 сензора /фоторезистори/.
Когато позицията на слънчевият панел е некоректно, съпротивлението на левият и десният сензор намалява and LED показва тъжна усмивка.
Когато позицията на слънчевия панел е коректна, съпротивлението на средния сензор за светлина е намалява и LED показва усмивка.
Веднъж правилно позициониран, слънчогледа не може да бъде завъртан до следващо показание на тъжно лице на LED.

Игра на дама

Децата скачат върху игра, изработена от пиезокристали и по този начин произвеждат енергия. Има електронен зар, който генерира числа от 1 до 6 на произволен принцип и този зар може да бъде управляван от дете в инвалидна количка, което ще бъде част от играта и също ще може да изработи бонус точки в чипа си.

Ветрогенератор

6

Когато детето види тъжното лице на LED на ветрогенератора, то изтичва и завърта ветрогенератора в посока на вятъра. Има инсталиран сензор за посок на вятъра на върха на двореца. Ардуино проверява показанието на потенциометъра, инсталиран под ветрогенератора, и осъществява по този начин контрола върху LED индикатора. Ветрогенератора получава енергия от вятъра и я щяраща към LI-Po батерията на площадката.

Пързалка
/демонстрира 2 сензора – инфрачервен и за налягане/

8

Когато няма дете на пързалката и около нея LED показва тъжно лице.
Когато детето е пред стълбата за изкачване по пързалката, инфрачервеният сензор подава сигнал към LED и се показва безразлично лице /защото детето още не се е покачило/. Когато започва изкачване по стълбата, сензора за натиск подава сигнал към LED и се генерира усмивка.
Върху пързалката има монтиран светофар, който при пускане на детето по пързалката генерира червен цвят, като по този начин следващото дете трябва да изчака.

Програма- светофар
int red=1;
int green=2;
int b1=3;
int b2=4;
int up=0;
int down=0;
void setup ()
{
pinMode (red, OUTPUT);
pinMode (green, OUTPUT);
pinMode (b1, INPUT);
pinMode (b2, INPUT);
}
void loop ()
{
up=digitalRead (b1);
down=digitalRead (b2);
if (up==HIGH)
{
digitalWrite (red, 1);
}
else
{
digitalWrite (red, 0);
}
if (down==HIGH)
{
digitalWrite (green, 1);
}
else
{
digitalWrite (green, 0);
}
}
Игра на туистер
Играта дава възможност на децата на инвалидни колички да завъртат колелото, а другите да скачат. По този начин те се учат на милосърдие и взаимопомощ.
Гъба /кино и електронна библиотека/

9

Предвиден е асансьор за деца в инвалидни колички.
Иновативно колело

10

Колкото повече енергия изразходва консуматора, толкова повече усилия са необходими за въртенето на педалите на колелото.
Летателен симулатор

11

Летателният симулатор е изработен за виртуални полети и изследване на различни места на земята и космоса.
Програма- летателен симулатор
#include <Servo.h>
class Srvo
{
private:
Servo thisServo;
int ctrlPin;
bool isHighControl()
{
if(digitalRead(ctrlPin == HIGH))
{
return false;
}
else if (digitalRead(ctrlPin == LOW))
{
return true;
}
}
public:
Srvo(int pin, int controlPin)
{
thisServo.attach(pin);
ctrlPin = controlPin;
}
void Rotate()
{
int i;
for(i = 0; i<= 180 && isHighControl(); i++) // i == angle
{
thisServo.write(i);
}
for(int j = i; j>0; j–)
{
thisServo.write(i);
}
}
};
int pinLeftRight = 1;
int ctrlPinLeftRight = 2;
int pinfrontBack = 3;
int ctrlfrontBack = 4;
Srvo leftRight(pinLeftRight,ctrlPinLeftRight);
Srvo frontBack(pinfrontBack,ctrlfrontBack);
void setup()
{
}
void loop()
{
leftRight.Rotate();
frontBack.Rotate();
}
Светеща пътечка
/демонстрира сензор за налягане/

12
Светещата пътечка позволява не само произвеждане , но и визуализация на произведената от децата енергия.

Нощно осветление

13

Около площадката чрез зелена енергия се движи атрактивно влакче/изработено ръчно/
Приложение: Основна програма

//Funkcions
//UNIVERSAL OUTPUTS
int Beep=13;
int indikationLed=12;
int Led=11;
int Indikator=10;
int keyboard=9;

//INPUTS
int UFORid=7; //the RFI of the flight simulator
int SFRid=6; //the Sun Flower RFI
int MRB=5; //the mushroom Lift Button
int MRRid=4; //the mushroom RFI
int BikeRid=3; //The static bike RFI
int BikeButon=2; //the switch button of the static bike
int SlideButon=1; // the buttons that we use for digital pressure sensor of the slide
int RFIP=14; // The RFI in the portal

//OUTPUTS
int MotorEnter=15; //The motor on the portal
int roofMotor=16; //the motor of the automatic roof
int KONA=17; //the first consumer of the static bike
int KONB=18; // THE second consumer of the static bike
int KONC=19; //THE THIRD consumer of the static bike
int smile = 20; //the LED smile part of the face of the slide
int ang = 21; //The angry part of the LED face of the slide
int grump=22; //The grumpy part of the LED smile face
int MLiftMotor=23; //Mushroom lift motor
//Operative variabels
int ButonSwichK=0;
int UFORidV=0;
int SFRidV=0;
int MRBV=0;
int MRRidV=0;
int BikeRidV=0;
int BikeBotonV=0;
int SlideButonV=0;
int RFIPV=0;
int LS=0;
int butons=0;
int senzorInfraRed=0;
//Parameters
const int BeepTime =20;
const int EnterTime=2000;
const int LiftUpTime=100;
const int BeepRoofTime = 30; //the beep time when the roof is closing
const int FullLS = 250; //The parameter max of the light sensor
const int RoofCloseingTime=200;
const int constantaIR=150;
void setup ()
{
pinMode (Beep, OUTPUT);
pinMode (indikationLed, OUTPUT);
pinMode (Led, OUTPUT);
pinMode (Indikator, OUTPUT);
pinMode (keyboard, OUTPUT);
pinMode (UFORid, INPUT);
pinMode (SFRid, INPUT);
pinMode (MRB, INPUT);
pinMode (MRRid, INPUT);
pinMode (BikeRid, INPUT);
pinMode (BikeButon, INPUT);
pinMode (SlideButon, INPUT);
pinMode (RFIP, INPUT);
pinMode (MotorEnter, OUTPUT);
pinMode (roofMotor, OUTPUT);
pinMode (KONA, OUTPUT);
pinMode (KONB, OUTPUT);
pinMode (KONC, OUTPUT);
pinMode (smile, OUTPUT);
pinMode (ang, OUTPUT);
pinMode (grump, OUTPUT);
pinMode (MLiftMotor, OUTPUT);
//analogs
pinMode (A1, INPUT);
pinMode (A2, INPUT);
}
void loop ()
{
digitalWrite (Led, 0);
digitalWrite (Indikator, 0);
digitalWrite (keyboard, 0);
digitalWrite (indikationLed, 0);
digitalWrite (Beep, 0);
digitalWrite (roofMotor, 0);
digitalWrite (MotorEnter, 0);
digitalWrite (roofMotor, 0);
digitalWrite (KONA, 0);
digitalWrite (KONB, 0);
digitalWrite (KONC, 0);
digitalWrite (smile, 0);
digitalWrite (ang, 0);
digitalWrite (grump, 0);
digitalWrite (MLiftMotor, 0);
//LED indikator
digitalWrite (Led, HIGH);
delay (10);
digitalWrite (Led, 0);
ButonSwichK=digitalRead (BikeButon);
UFORidV=digitalRead (UFORid);
SFRidV= digitalRead (SFRid);
MRBV=digitalRead (MRB);
MRRidV=digitalRead (MRRid);
BikeRidV=digitalRead (BikeRid);
butons=digitalRead (SlideButon);
SlideButonV=digitalRead (SlideButon);
RFIPV=digitalRead (RFIP);
//roof
LS=analogRead (A1);
butons=analogRead (A2);
//RIDS
//UFO CHECKING
if (UFORidV==HIGH)
{
digitalWrite (Beep, HIGH);
delay (BeepTime);
digitalWrite (Beep, LOW);
}

//portal
if (RFIPV==HIGH);
{
digitalWrite (Beep, 1);
delay (BeepTime);
digitalWrite (Beep, 0);

digitalWrite (MotorEnter, 1);
delay (EnterTime);
digitalWrite (MotorEnter, 0);
}
//Sunflower RFI
if (SFRidV==HIGH)
{
digitalWrite (Beep, 1);
delay (BeepTime);
digitalWrite (Beep, 0);
}

//Mushroom
if (MRRidV==HIGH);
{
digitalWrite (Beep, HIGH);
delay (BeepTime);
digitalWrite (Beep, LOW);
digitalWrite (MLiftMotor, 1);
delay (LiftUpTime);
digitalWrite (MLiftMotor, 0);
}
//roof
if (LS>FullLS)
{
digitalWrite (Beep, 1);
delay (BeepRoofTime);
digitalWrite (Beep, 0);

digitalWrite (roofMotor, 1);
delay (RoofCloseingTime);
digitalWrite (roofMotor, 0);
}
else
{
digitalWrite (roofMotor, 0);

}
//SLIDE
if ((senzorInfraRed <constantaIR)&&(butons == LOW))
{
digitalWrite (smile, LOW);
digitalWrite (grump, LOW);
digitalWrite (ang, HIGH);
}
if ((senzorInfraRed >constantaIR)&&(butons == LOW))
{
digitalWrite (smile, 0);
digitalWrite (grump, 1);
digitalWrite (ang, 0);
}

if ((senzorInfraRed<constantaIR)&&(butons == HIGH))
{
digitalWrite (smile, HIGH);
digitalWrite (grump, LOW);
digitalWrite (ang, LOW);
}
if ((senzorInfraRed >constantaIR)&&(butons == HIGH))
{
digitalWrite (smile, 1);
digitalWrite (grump, 0);
digitalWrite (ang, 0);
}
}
Видео: https://sites.google.com/site/portfolionarumanaslavceva/mezdunaroden-proekt-detska-plosadka-na-bdeseto/proekt

Playground of the future using sensors /english version/

Children will grow up on their playgrounds personifying their magical world of games and entertainments designed to model their characters, emotions and attitude towards nature and people to learn intelligence and compassion, technical expertise and culture.
THE CONCEPT

Children learn to balance the energy system of the playground and to use green energy. They learn to work for what they wish.

When entering the playground every child is registered and receives individual chip into RFI / Remote File Inclusion/ scanning system.
The facilities of the playground have local RFI scanners where children check in and earn bonus points from the playground data base when the sites produce energy / sunflower, wind generator, swing, twister game, game checkers/ or give back points to the playground data base when the sites use energy /mushroom, flight simulator, snack bar/.

Children learn communication and socialization, help and compassion .

Children can exchange or give bonus points to other kids on the playground

LED
The playground has LED indicator system, central– on the top of the castle and individual -on the front of each site. The central LED indicator system is connected to the Li-Po battery of the playground and shows the total level of the energy of the playground. The local LED indicator system is situated on the front of each site and show the state of the facility /state of receiving or not receiving energy/.
/показва се всичко тъжни усмивки…една по една минават в усмихнати и централната се усмихва също накрая/
Glowing trail and sensor pressure indicate kids running to the facilities and earning bonus points for the playground.

Main block scheme

111

Bonus point – calculated only on the basis of the electricity produced by the children

1 point is equal of 100W

Sites+ running on the glowing trail – earning points
Slide (2 dives are equivalent to 5 points)
Bicycle (10 min equivalent to 5 points)
Swing (10 min equivalent to 5 points)
Game of checkers (20 min equivalent to 5 points)
Game of twister (20 min equivalent to 5 points + 1 circle is equivalent to 5 points /for kids on wheelchairs)
Sunflower (1 positioning equivalent to 19 points)
Wind generator (1 positioning equivalent to 19 points)
Snack bar – transfer points to a data base
1 fruit (20 points)
1 juice (20 points)
Sites – transfer points to a database
Mushroom (30 points for 60 min)
Flight simulator (20 points for 10 min)

To use the services of the playground there is stationary photo voltaic system on the roof of the castle and the wind generator system. Their energy serve all consumers of the playground 24/7 and in addition gives children 4 bonus points for each check-in on the sites.
Total energy from stationary sources is 100 KWh.p a 24/7 at the specified scale of the project.

Children learn to take care about plants, birds, garbage
Our water zone with fountain from own source teach the kids to water the plants and the grass of the playground and the garbage containers educate the kids how to use them to sort garbage.
On the top of the castle are installed a light sensor and a temperature sensor which under strong sunlight, high temperatures and rain trigger the movable roof on the playground. This way kids can continue their games in bad weather conditions.
/demonstrate touch sensor/

1111

/demonstrate 3 sensors – temperature and light/

1112 1113

Children are supervised by their parents from distance
Our playground is equipped with Secured Live Stream
On the top of the castle is situated camera for video surveillance. We have securet live videostream application installed on the cell phones of the parents who can watch the kids anytime when they are on the playground.
Several children are coming to the playground by little train. It is hand made by our member of the team Martin Lirkov.

SUNFLOWER

22
The kids position the sunflower themselves and save energy from a rotation device.
1. When the kids see sad face on the LED indicator on the sunflower they arrive to position the sunflower toward the sun and check in with the RFI sensor.
2. Arduino board compare the reading of 3 sensors /photo resistors/.
When the position of the solar panel to the sun is incorrect, the resistances of the left and right sensors decrease and LED indicates sad smile.
When the position of the solar panel is toward the sun, the middle sensor resistance is lower than the other 2 and LED indicator shows smile.
Once positioned sunflower can not be rotated until further indication of a sad smile of LED.

GAME OF CHECKERS

44

This game is hand made by Martin Lirkov – our team member.
The kids produce energy jumping over piezo crystals. The game uses electronic dice. When push button the dice gives number from 1 to 6.This game is very good for kids on wheelchairs to make points by pushing the botton.
WIND GENERATOR

33
The kids position the wind generator themselves. This way they save energy from rotation device.
How it works?
When the kid see sad face on the LED indicator of the wind generator it arrives and gets registered by the RFI sensor system.
Sensor for wind direction is installed on the top of our castle.
Arduino board checks the direction of the wind generator by checking the reading of the sensor /potentiometer/ installed on the bottom side of the wind generator and set smiling face of the LED indicator.
The generator get energy from the wind and transfer into the Li-Po battery.

Slide
/demonstrate 2 sensors – for pressure and infrared/

55
When there is no one to the slide the indicator LED shows a sad face. When the child stand on front of the slide ladder LED indicator shows a face without emotion, realized by an infrared sensor. As soon as the child begins to climb, pressure sensor provides an indication and LED displays smile. Ladder is realized with piezo crystals creating energy from the movement of children on it.

int red=1;
int green=2;
int b1=3;
int b2=4;
int up=0;
int down=0;
void setup ()
{
pinMode (red, OUTPUT);
pinMode (green, OUTPUT);
pinMode (b1, INPUT);
pinMode (b2, INPUT);
}
void loop ()
{
up=digitalRead (b1);
down=digitalRead (b2);
if (up==HIGH)
{
digitalWrite (red, 1);
}
else
{
digitalWrite (red, 0);
}
if (down==HIGH)
{
digitalWrite (green, 1);
}
else
{
digitalWrite (green, 0);
}
}
Game on twister

It is helpful device for kids on wheelchairs. They need to earn bonus points and feel good on the playgrounds by rotating the circle.
Our system of bonus point allow sharing points between the kids. This way they learn to help each others. Children can give their earned points from this game to the kid on wheelchair if they like and we are sure they will.

Mushroom

66
Our mushroom is 2 level kids house with library and computer center on the first floor and movie theatre on the second floor.
Children check in and have to use their bonus points.
The mushroom allow the kids to get rest from running around by reading books, using computers, why not working on their school home work, and watching movies.
We like to demonstrate the elevator for kids in wheelchairs.
They can visit all playground sites.
Same elevator we plan on the flying simulator.

Bicycle

77The bicycle teaches the children – the more energy they like to produce the harder they have to work. the more powerfull the consumer is the more difficult is to spin.

FLIGHT SIMULATOR
/demonstrate 4DTILT sensor/

999

Designd for virtual flights to all places in the Earth and many planets. 3 servo motors allow motions
in 4 horizontal direction and also vertical direction.
Child uses special glasses and experience virtual flight seeing many places during the flight to the desired destination,
after landing the kid makes virtual examining of the place.
The flight simulator uses 4DTILT sensor.

Glowing trail /demonstrate sensor for pressure/

eeeeeeeeee

Getting dark …..

Night lighting
is solar performance
with redundant
power from the grid.
Some children continue to play,
while others leave.

rrrrrrrrr
/ Train is hand made of wood
by our team member Martin Lirkov /