Erasmus+ Citizen Sensing
ERASMUS +
REPORT MOBILITA’ - Massimiliano Ferré
dal 03/07/2023 al 07/07/2023
Hosting organization: Buinho Associação - Portogallo
Progetto 2023-1-IT02-KA121-ADU-8E18DF3A
Workshop Citizen Sensing
WORKSHOP CITIZEN SENSING
Citizen Sensing è l’ultimo dei quattro corsi a cui We Do Fablab ha partecipato tra il mese di Maggio e Luglio.
Avevo avuto modo di conoscere Carlos, il Fab Lab Manager di Buinho, già qualche anno fa, grazie ad un breve scambio di e-mail; allora stavamo contattando alcuni Fablab per valutare degli scambi nell’ambito Erasmus. Durante la mobilità di un anno fa, presso il Lab Aberto Fablab (Torres Vedras, Portogallo), ebbi modo di incontrarlo di persona. Siamo dunque rimasti in contatto per condividere idee e valutare scambi formativi.
Ho successivamente avuto modo di scoprire la sezione “Education” di Buinho, che tramite un apposito sito web (www.buinho.education) offre workshop legati al tema “making”, collegati all’ambito Erasmus+, quindi indirizzati ad adulti interessati a compiere esperienze formative sfruttando i grant Erasmus+ a disposizione.
Insieme ad altri trainers volontari abbiamo deciso di partecipare a quasi tutti i corsi offerti tra Maggio e Luglio.
L’obiettivo di rendere più accessibili le tecnologie digitali in Buinho va di pari passo con lo svolgimento di attività legate alla sostenibilità ambientale.
Citizen Sensing, a differenza degli altri corsi, era alla sua prima edizione.
LE ORIGINI
Il corso Erasmus Citizen Sensing fa riferimento ad una pratica altamente innovativa basata sull'esperienza accumulata lavorando con le scuole pubbliche della regione dell'Alentejo nei campi della robotica, dell'elettronica, del coding o della fabbricazione digitale, insieme ai risultati educativi emergenti, alle metodologie e alle attività sviluppate e testate dal 2019 da Buinho.
Il corso si è svolto presso il makerspace di Carcavelos, ben lontano dalla sede legale di Buinho in Mesejana.
GLI OBIETTIVI
Sin dal primo giorno Carlos ha sottolineato come il corso non volesse concentrarsi esclusivamente sull’utilizzo di microcontrollori per la misurazione di parametri ambientali; l’obiettivo era offrire la possibilità di conoscere vari strumenti, hardware, software tipici di un makerspace / fablab / atelier creativo, confrontarsi e imparare a sviluppare delle unità didattiche con focus sull’argomento specifico: il monitoraggio ambientale.
L’esperienza è stata sviluppata affinché tra i partecipanti si creassero delle sinergie, collaborazioni, confronti, per questo motivo tutti i pranzi venivano svolti in gruppo e una delle giornate è stata dedicata alla visita di alcuni luoghi culturalmente e paesaggisticamente di rilievo.
MICRO:BIT, ED È MAGIA
Durante il primo giorno ogni partecipante ha avuto modo di presentarsi, raccontando anche la tipologia di organizzazione di appartenenza. Dopo una breve presentazione di Buinho e del programma del corso, ci siamo dedicati all’utilizzo di Micro:bit, un microcontrollore molto più semplice rispetto al noto Arduino, con alcune caratteristiche hardware limitate (es.: eroga 3 volt e non 5 su un numero limitato di pin) ma con numerosi sensori on board che rendono la scheda molto versatile e semplice da utilizzare, soprattutto all’interno delle scuole.
Per la programmazione abbiamo utilizzato Makecode, della Microsoft, che può essere utilizzato sia online che offline. L’interfaccia di programmazione è del tutto simile a Scratch, o più precisamente a Mblock.
I primi esercizi realizzati hanno previsto l’uso della scheda per accendere led, sia integrati che non, utilizzare i pulsanti A e B e far comparire scritte su un piccolo schermo esterno. Questo ci ha permesso di prendere confidenza con il piccolo microcontrollore Micro:bit.
ARDUINO E SENSORI PER L’IoT
Il secondo giorno è stato dedicato in buona parte all'uso del microcontrollore Arduino UNO. Credo che se non avessi già avuto una discreta esperienza nell’uso di Arduino avrei avuto qualche difficoltà nel passare da un microcontrollore all’altro; pur essendo entrambi programmabili con una interfaccia a blocchi i due microcontrollori sono basati su linguaggi di programmazione distinti (micro:bit usa Python e Arduino C++) e anche la tipologia di collegamenti elettrici necessari per il loro funzionamento è abbastanza differente.
Insomma un non addetto ai lavori avrebbe certamente avuto le idee confuse dopo la seconda giornata di corso.
Ma come esplicato all’inizio del racconto, Carlos ci teneva ad illustrare diversi strumenti e diverse potenzialità nell’ambito elettronico (open source) in modo che ognuno poi, sperimentando, potesse scegliere la propria strada.
Dopo la parentesi “Arduino” abbiamo avuto modo di approfondire l’uso di Micro:bit grazie al kit IoT e alle relative estensioni di Makecode.
Abbiamo avuto l’opportunità di utilizzare dei sensori non presenti - o di qualità leggermente superiore - rispetto quelli on board, in particolare: sensore di temperatura, umidità, pressione, inquinamento acustico, inquinamento dell’aria, umidità del terreno, intensità della luce e ultrasuoni.
Questa parte è risultata molto utile perché siamo riusciti a comprendere meglio le potenzialità del microcontrollore micro:bit: tutti i sensori hanno fondamentalmente come per Arduino un pin dedicato all’alimentazione, uno dedicato al GND e uno dedicato al segnale (dato). I collegamenti elettrici rispetto ad Arduino avvengono in maniera più diretta e semplice. Tuttavia ci tengo a sottolineare come possa risultare complicato collegare numerosi sensori e attuatori a micro:bit considerando le dimensioni ridottissime del sistema.
Abbiamo quindi catturato una vasta serie di dati analogici, mostrandoli su un piccolo monitor.
Come per Arduino e Mblock la gestione dei sensori è semplice perché le estensioni permettono di inserire blocchi ad hoc per captare dati senza dover scrivere programmi eccessivamente lunghi o complessi. Diventa ovviamente complicato utilizzare sensori non comuni se non esistono estensioni a supporto. Altro importante aspetto sottolineato da Carlos è che può capitare di utilizzare estensioni (librerie) non funzionanti.
Il pomeriggio di martedì è stato dedicato alla personalizzazione della stazione meteo: chi aveva già configurato la parte hardware aveva la possibilità di utilizzare lo makerspace per costruire in maniera amatoriale un box che fungesse da contenitore e rendesse il tutto più funzionale.
Mentre gli altri partecipanti passavano subito alla costruzione di un case in cartone io preferivo concentrarmi sulla funzionalità della stazione meteo, dedicando ancora del tempo al suo setup.
Carlos ci aveva spiegato che il rilievo dei dati non doveva essere fine a se stesso, perché quando si svolgono attività didattiche di questo tipo serve trovargli uno scopo, che passi per delle analisi e delle riflessioni, in modo che il processo risulti anche divertente e stimolante.
Per questo motivo, insieme alla mia collega Roberta, ho deciso di mettere in relazione alcuni dei dati da monitorare. Ci siamo dunque posti alcune domande: i luoghi con maggiore inquinamento acustico coincidono con quelli con maggiore inquinamento dell’aria? Volendoci concentrare sul traffico automobilistico abbiamo quindi deciso di inventarci un modo per rilevare la quantità di auto circolanti in un determinato lasso di tempo: attraverso un sensore ad ultrasuoni abbiamo misurato la distanza in un intervallo di 15 secondi, non tanto per capire a che distanza fossero le auto rispetto la stazione meteo, quanto per rilevare la quantità di auto circolanti per cinque misurazioni consecutive (intervallate da pause di 3 secondi ciascuna).
Martedì abbiamo prolungato la permanenza nel Makerspace perché, con la mia collega Roberta, dopo la programmazione del sistema abbiamo voluto progettare il box di contenimento sfruttando il taglio laser. Abbiamo quindi misurato tutti i componenti in modo che fossero fissabili tramite bulloni e abbiamo disegnato la scatola prevedendo il fissaggio di microcontrollore e sensori; con il supporto di Carlos abbiamo tagliato le sei facce e le abbiamo incollate con del vinavil. Infine abbiamo fissato tutti i componenti, testando il funzionamento con una powerbank affinché il sistema fosse trasportabile.
Entusiasti e stanchi abbiamo lasciato la stazione meteo nel makerspace, prevedendo il suo utilizzo nella giornata di giovedì.
CULTURAL DAY
Mercoledì è stata la giornata di svago, il cosiddetto “cultural day”, giornata in cui abbiamo avuto la possibilità di visitare due luoghi turistici caratteristici: Cascais e Capo de Roca, due luoghi ricchi di storia e cultura.
È stata una giornata piacevole perché abbiamo potuto visitare due musei, uno legato alla storia di Cascais e ai ritrovamenti archeologici e uno dedicato alle opere artistiche di Paula Rego.
Questa giornata mi ha permesso di conoscere la storia è il background formativo di ciascuno dei partecipanti, oltre che approfondire la conoscenza di Carlos.
RILIEVI AMBIENTALI, RAPPRESENTAZIONI VISIVE E PUBBLICAZIONE ONLINE
Giovedì mattina Carlos ha riepilogato quanto visto nei primi due giorni di corso, dopodiché ha assegnato ad ogni partecipante una mappa di Carcavelos, con dei confini ben precisi; ogni partecipante doveva captare dati ambientali in ognuno dei quartieri indicati nella mappa, registrando i dati (temperatura, umidità,…).
Con Roberta abbiamo raggiunto i nove punti indicati abbastanza facilmente e abbiamo cercato di effettuare dei monitoraggi rappresentativi. In alcune zone non vi era alcun passaggio di auto, mentre pochi metri più distante, nei pressi di strade principali, abbiamo registrato un notevole passaggio di auto con relativo livello di rumorosità elevato.
È stata una bella esperienza perché la registrazione dei dati ci ha coinvolti e stimolati, rendendoci attivamente partecipi nel processo di monitoraggio.
Tuttavia mi aspettavo, dopo il rientro nel makerspace, un momento di gruppo in cui poter confrontare i dati rilevati. Ci si è invece concentrati sulla rappresentazione visiva dei dati raccolti.
Dopo una rapida presentazione del software Tinkercad Carlos ci ha mostrato la possibilità di rappresentare visivamente i dati registrati, sfruttando la modellazione e la stampa 3d. Tramite il software online Cadmapper abbiamo estrapolato gli edifici e le strade di Carcavelos; con Inkscape abbiamo “pulito” il file svg generato e dopo averlo importato in Tinkercad abbiamo rimodellato ogni singola zona oggetto dei rilevamenti in modo da avere un impatto visivo chiaro: ad ogni zona è stata quindi assegnata un’altezza di estrusione correlata ad un parametro tra quelli rilevati: io ho scelto l’inquinamento dell’aria e ho quindi creato una mappa con diversi livelli di altezza che andassero a mostrare con immediatezza il livello di polveri sottili in determinate zone di Carcavelos. Il risultato finale potrebbe essere una mappa in rilievo stampata in 3d in PLA rappresentativa della ricerca effettuata.
Un dato assolutamente curioso rilevato è risultato essere il livello di inquinamento dell’aria nettamente superiore rispetto altre zone di Carcavelos in corrispondenza di una scuola d’infanzia.
Purtroppo non c’è evidentemente stato il tempo di confrontarci sul risultato della sperimentazione ma il processo è sicuramente risultato efficace e utile per sviluppare unità didattiche a tema scientifico.
L’IMPORTANZA DELLA PROGETTAZIONE, DEL PROCESSO E L'ANALISI DEI RISULTATI
La parte finale della giornata di giovedì è stata dedicata al significato di IoT e all’utilizzo della piattaforma Thingspeak, con relativa estensione in Makecode, che ci ha permesso di creare dei data logger dei dati rilevati.
In maniera molto semplice abbiamo pubblicato online i dati rilevati e abbiamo aggiunto la possibilità di creare dei log, cioè dei record delle analisi effettuate di modo che i dati potessero essere analizzati anche in funzione di specifici intervalli di tempo.
Mi sarebbe piaciuto impiegare più tempo per effettuare altre sperimentazioni legate all’IoT, ma la mattinata di venerdì è stata dedicata ad analizzare quanto visto nei giorni scorsi. Ho trovato molto utili i frequenti riepiloghi di Carlos riguardanti le attività svolte perché mi hanno permesso di focalizzarmi su processo piuttosto che sul risultato finale.
Carlos ci ha anche mostrato il progetto Smart Citizen del Fablab Barcelona che mostra in maniera chiara come nel corso degli ultimi anni la comunità mondiale si sia avvicinata, dal basso, al tema della sostenibilità ambientale e del relativo monitoraggio, ad implementazione delle attività governative.
Questo corso mi ha permesso di capire come progettare in maniera efficace progetti di ricerca ed unità didattiche che uniscano discipline STEAM al delicato tema della crisi climatica. Come formatori abbiamo definito l’importanza del processo di insegnamento, che prevede la conoscenza base di parametri ambientali, la conoscenza del territorio e la consapevolezza che il percorso didattico deve prevedere una ampia parte pratica e di sperimentazione; l’obiettivo della mobilità non era risolvere problemi legati all’inquinamento, quanto farsi delle domande e mettere in relazione dati, per poter renderli pubblici e monitorabili da chiunque nel mondo.
Vorrei innanzitutto applicare un progetto di questo tipo, usando presumibilmente micro:bit , al Wicking Bed (sistema idroponico) fabbricato nei mesi precedenti nell’area esterna al We Do Fablab. L’idea successiva sarebbe quella di rendere l’irrigazione autonoma grazie ad una pompa e ad un pannello solare.
Inoltre valuterei anche un workshop sulla falsa riga di quanto realizzato con Carlos, indirizzato a giovani e adulti.
Torna al blog
