Ανάλυση Σεναρίων Λειτουργίας και Αυτοματισμών

Η ευφυΐα του συστήματος βασίζεται στην ικανότητά του να λαμβάνει αποφάσεις βάσει πολλαπλών παραμέτρων. Οι μαθητές του ΒΗ ανέπτυξαν πέντε βασικά σενάρια ελέγχου με τα υλικά που περιλαμβάνονται στο ΚΙΤ S4T (εκτός του ανιχνευτή CO2):

1o: Σενάρια Ελέγχου Φωτισμού (Lighting Scenarios)

Ο φωτισμός δεν λειτουργεί απλώς με έναν διακόπτη, αλλά μέσω μιας ιεραρχικής λογικής που δίνει προτεραιότητα στην εξοικονόμηση ηλεκτρικής ενέργειας:

  • Αυτόματο Σενάριο (Smart Eco): Το σύστημα ελέγχει διαρκώς τον αισθητήρα κίνησης (PIR) και τη στάθμη φωτός (LDR). Τα φώτα ενεργοποιούνται μόνο αν ανιχνευτεί παρουσία στην αίθουσα ΚΑΙ η ένταση του φυσικού φωτός είναι ανεπαρκής (<250 Lux). Αν η κίνηση σταματήσει για πάνω από 5 δευτερόλεπτα, το σύστημα κλείνει αυτόματα τα φώτα.
  • Χειροκίνητη Παράκαμψη (Manual Override): Μέσω του Web Interface, ο εκπαιδευτικός μπορεί να εξαναγκάσει τα φώτα σε λειτουργία (lightManual), αγνοώντας τους αισθητήρες για ειδικές περιπτώσεις.
  • Σενάριο Προβολής (Cinema/Projection Mode): Με την ενεργοποίηση αυτής της λειτουργίας, το σύστημα δίνει εντολή για άμεση απενεργοποίηση του φωτισμού, ανεξάρτητα από την παρουσία ατόμων, ώστε να διασφαλιστεί η μέγιστη αντίθεση για τη χρήση προτζέκτορα.

Οι αισθητήρες που χρησιμοποιήθηκαν είναι:

Αισθητήρας PIR Μονάδα αισθητήρα παθητικών υπερύθρων PIR (DJS19)
Αισθητήρας LDR Μονάδα αισθητήρα φωτός περιβάλλοντος (AJS08)

2ο: Σύστημα Έξυπνης Θέρμανσης και Override

Η διαχείριση της θέρμανσης έχει διπλή λογική λειτουργίας:

  • Βιοκλιματική Συντήρηση: Το σύστημα λειτουργεί ως θερμοστάτης. Αν η θερμοκρασία από τον DHT11 πέσει κάτω από τους 20°C (και είναι πάνω από 0°C για αποφυγή σφαλμάτων ανάγνωσης), η θέρμανση ενεργοποιείται αυτόματα για να προστατεύσει το μικροκλίμα της αίθουσας.
  • Απομακρυσμένη Ενεργοποίηση (Heating Override): Ο χρήστης μπορεί από το Dashboard να ενεργοποιήσει τη θέρμανση πριν την έναρξη των μαθημάτων, ώστε η αίθουσα να είναι ήδη στην επιθυμητή θερμοκρασία. Η κατάσταση αυτή απεικονίζεται στο Web UI με ειδική ένδειξη active-heat.

Το hardware που χρησιμοποιήθηκε είναι:

Αισθητήρας DHT11 Αισθητήρας Θερμοκρασίας & Υγρασίας (Ενσωματωμένος DHT11)
LED Μονάδα κόκκινου LED (DJX06)

3ο: Προηγμένο Σύστημα Ασφαλείας (Intrusion Detection)

Η ασφάλεια της αίθουσας μετά τις ώρες λειτουργίας εξασφαλίζεται από το σενάριο "Alarm", το οποίο μετατρέπει τον αισθητήρα κίνησης (PIR) σε αισθητήρα ασφαλείας:

  • Όπλιση (Arming): Μέσω της εντολής ΣΥΝΑΓΕΡΜΟΣ από το Web Interface, το σύστημα μπαίνει σε κατάσταση ετοιμότητας.
  • Ανίχνευση Εισβολής: Αν ο αισθητήρας PIR ανιχνεύσει κίνηση ενώ ο συναγερμός είναι οπλισμένος, ενεργοποιείται η κατάσταση alarmTriggered.
  • Αντίδραση (Visual & Audio Alert): Χρησιμοποιείται ένας αλγόριθμος Flip-Flop (εναλλαγή καταστάσεων) κάθε 150ms. Τα NeoPixels αναβοσβήνουν έντονα με εναλλαγή Κόκκινου (LED 0,1) και Μπλε (LED 3,4) χρώματος, προσομοιώνοντας φάρους περιπολικού. Το Buzzer παράγει σειρήνα δύο τόνων (2700Hz και 3300Hz), δημιουργώντας ηχητική πίεση. Στην OLED οθόνη εμφανίζεται η ένδειξη "ALARM!!!" με μεγάλο μέγεθος γραμματοσειράς.

Το hardware που χρησιμοποιήθηκε είναι:

Αισθητήρας PIR Μονάδα αισθητήρα PIR (DJS19)
NeoPixel/Buzzer Οπτική & Ηχητική Σήμανση (Ενσωματωμένα NeoPixel & Buzzer)
OLED Τοπική Ένδειξη Κατάστασης (Ενσωματωμένη Οθόνη OLED)

4ο: Σύστημα Ελέγχου Ποιότητας Αέρα και Εξαερισμού

Η ποιότητα του αέρα σε μια κλειστή σχολική αίθουσα είναι ο σημαντικότερος παράγοντας για την αποφυγή της κόπωσης και τη βελτίωση της μάθησης. Ο αισθητήρας CCS811 (Metal Oxide Sensor) χρησιμοποιείται για τη μέτρηση του ισοδύναμου CO2 (eCO2) και των ολικών πτητικών οργανικών ενώσεων (TVOC).

  • Όριο Ασφαλείας (Threshold): Οι μαθητές του ΒΗ όρισαν το όριο ενεργοποίησης στα 600 ppm. Με το όριο αυτό, το σύστημα δρα προληπτικά πριν η συγκέντρωση φτάσει σε επίπεδα κακού αερισμού (800-1000 ppm).
  • Μηχανισμός Εξαερισμού: Μόλις η τιμή υπερβεί το όριο, ο ESP32 ενεργοποιεί το Relay 2, το οποίο θέτει σε λειτουργία τους ανεμιστήρες εξαγωγής (extractor fan). Στην OLED οθόνη εμφανίζεται η ένδειξη "Ventilation ON".

Ο αισθητήρας που χρησιμοποιήθηκε είναι:

Αισθητήρας CO2 Αισθητήρας Ποιότητας Αέρα (CCS811)

5ο: Έξυπνο Σκίαστρο (Solar Tracker/Shutter) & Βιοκλιματική Στρατηγική

Το σύστημα σκίασης αποτελεί έναν ενεργό βιοκλιματικό ελεγκτή. Η λειτουργία του βασίζεται στην αρχή της "δυναμικής πρόσοψης", η οποία προσαρμόζεται στις εξωτερικές μεταβολές μέσω φωτοτρανζίστορ και Servo:

  • Κατάσταση Ηλιοφάνειας (>320 Lux): Το σύστημα αναγνωρίζει κίνδυνο υπερθέρμανσης (Glare & Heat Gain). Ο Servo μετακινείται στις 0° (Shutter Open), καλύπτοντας το παράθυρο και εμποδίζοντας την άμεση ηλιακή ακτινοβολία.
  • Κατάσταση Συννεφιάς/Δειλινού (<250 Lux): Το σύστημα επιδιώκει τη μέγιστη αξιοποίηση του φυσικού φωτός. Ο Servo περιστρέφεται στις 70° (Shutter Closed/Retracted), αποσύροντας το σκίαστρο και επιτρέποντας στο διάχυτο φως να εισέλθει.

Το hardware που χρησιμοποιήθηκε είναι:

LDR Μονάδα αισθητήρα φωτός περιβάλλοντος (AJS08)
Servo Kit Μονάδα επέκτασης (EXP-AJ11)
Micro Servo Μονάδα σερβοκινητήρα (DJX11)
Επιστροφή στην Αρχική