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米Teen唔鐘意玩現成品,喜歡由零件開始砌。99次失敗唔係問題,最緊要係有1次成功!

米Teen總部設在聖公會白約翰會督中學506室,在午膳後和放學後集會。有興趣參與的同學,請與會長或導師聯絡。

米Teen專頁

506室內 2020-11-01 10:09:13
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環控種植

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環控種植系統是一項由優質教育基金(QEF)資助的計劃(計劃編號:2016/0281)。希望能透過建立環控種植系統,讓學生連繫及實踐於各相關學科所學到的知識,藉此提升學生對科學及科技科目的興趣,和提升學生自主學習的能力。

環控種植旨在探究如何使用最少的資源(水、營養液)、最有效的光源(光譜)在實驗箱內進行種植,對農業、商業和環保都可帶來好處。我校中二STEM教育就是以環控種植為主題,結合多科的課程,培養學生在農業、光合作用、數據分析、電腦自動化控制方面的知識,給學生一個學習基礎科研的平台。

計劃中總共有超過120個實驗種植箱,學生會按實驗需要設定不同的種植參數,箱內的數據會經Arduino感測器收集並上載至雲端供大眾瀏覽。最後,學生分析這些數據,找出優化種植某品種植物的方法。

本計劃由2017年11開始至2019年10月結束。計劃完成後會進行優化並繼續在初中推行。

種植箱

環控種植系統
整體設計圖

快速檢視環控種植箱狀態

第一期2019.4.10-2019.4.23實驗數據

下載實驗設定xlsx檔

下載數據xlsx檔

下載影像zip檔

這是第一次進行超過100個種植箱同時收集數據的實驗,當中出現了不少之前小規模試驗未曾遇上的問題。主要問題來自相機與Mega板的訊號不穩定致經常遺失數據,及伺服器的處理能力限制。Arduino的程式將會進行修訂並進行第二期的實驗。

第二期2019.5.3-2019.5.16實驗數據

下載實驗設定xlsx檔

下載數據xlsx檔

下載影像zip檔

這是第二次進行超過100個種植箱同時收集數據的實驗,Arduino的程式經修訂後,已無再出現相機與Mega板的數據遺失問題,伺服器亦能處理上載的數據。

連接 Arduino Mega 2560 的線路(version 1)

連接Arduino的線路

連接Arduino的線路

連接 Arduino Mega 2560 的線路板(version 2)

在實驗室少量製作PCB並測試成功後,將修改的設計圖交內地的廠商製作。

連接Arduino的線路

連接Arduino的線路

 

種植箱設計圖

種植箱設計圖

 

初期試驗收集數據

因為電壓不穩做成訊號傳輸的雜亂,加入穩壓裝置就解決了這問題(影片較後部分)。

數據樣本

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STEM課堂

師生合作製作PCB

學生裝嵌種植箱

Arduino Mega + Ethernet Shield + PCB

種植實驗

課程調整

為配合這計劃的推行,相關科目的課程要作出調整:

 

綜合科學科中一級反轉課堂(影片及工作紙)

Chapter 1.1 – Science and us

Chapter 2.3 – Diversity of living things

Chapter 2.5 – Endangered species

Chapter 4.3 – Common fuels

Chapter 4.5 – Fossil fuels

Chapter 5.3 – The water cycle

Chapter 5.4 – Water conservation and pollution

改良版本

改用透明膠板

電腦雜誌報導

PCM電腦雜誌第1353期報導

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