Moderní škola 4.0

Účastník: Střední odborná škola energetická a stavební, Obchodní akademie a Střední zdravotnická škola, Chomutov, příspěvková organizace

Prezentace (PDF) žáků před hodnotící komisí

Virtuální prohlídka inteligentním domem unikátní metodou Matterport!

prohlídka pomocí virtuálních brýlí dostupná zde: https://my.matterport.com/vr/show/?m=xzNUn969Zdc

Myšlenka, nápad

Žijeme v době datové, elektronické systémy v podstatě řídí životy nás všech. Ve jménu pokroku budujeme, stavíme, zlepšujeme podmínky života, zkrátka zvyšujeme standardy. Uvědomujeme si, jak je důležité progresivní propojení různých profesních oblastí. Jak úzce spolu souvisí, jak jsou vzájemně se sebou svázány. Proto jsme využili našeho potenciálu a zrodila se myšlenka na výstavbu inteligentního domu. Jsme mladá generace, zcela pohlcena novými chytrými technologiemi. Chceme dokázat, že tyto chytré technologie neslouží jen zábavě, ale též ku prospěchu (nechceme, aby to nyní vyznělo jako prázdná fráze, ale je to tak). Využijeme alternativní zdroje energií a spoutáme je novými technologiemi. Ukážeme, jak je jednoduše a účelně využít v běžném životě.

Dlouho nás pronásledovala myšlenka, jak prakticky zrealizovat naše nápady. Snažili jsme se zapojit všechny obory, které škola nabízí. Nejlepším řešením, jak něčeho takového docílit, byla myšlenka na výstavbu něčeho celistvého, co by stmelilo důležitost našich profesí a názorně předvedlo jejich plynulou návaznost a v podstatě nenahraditelnost. Jsme z části škola energetická a stavební, rozhodli jsme se tedy vystavět dům nové generace, zcela inteligentní a soběstačný. Takový, jaký si ho představujeme v blízké budoucnosti.

Škola nás připravuje tak, abychom obstáli v praxi, naučili se kvalitně své řemeslo. Potřebujeme zaujmout i mladší žáky a děti, aby v našich vizích a plánech plynule pokračovali. Do našeho projektu se tak zapojili nejen naši učitelé odborných předmětů a odborného výcviku, ale i žáci základních škol, a dokonce i děti ze škol mateřských. Je důležité, aby i ti nejmenší „věděli“, a tak pro ně škola připravuje aktivity pod názvem „Energie pod pokličkou“ – jak spoutat vítr, vodu, vzduch, využít sluneční paprsky…, usnadnit si práci pomocí robotů.

Do soutěže se hlásíme s výukovým trenažérem – „Smart home – inteligentní dům – energie pod pokličkou“. Jde o model části rodinného domu se dvěma místnostmi, s prvky výroby elektrické energie pomocí obnovitelného zdroje. Jako zdroj obnovitelné energie jsme vybrali fotovoltaický panel, pro měření elektrické energie bude nainstalován elektroměr, který ověří energetickou spotřebu domu. Energie by měla dostatečně zajistit optimální vnitřní prostředí pro komfort osob – v „domě“ je naistalován systém free@home, který zcela ovládá regulaci teploty domu, otevírání dveří, ovládá i venkovní svítidla, žaluzie a osvětlení. Dům je chráněn domovním kamerovým systémem a zabezpečovacím elektronickým systémem, které detekují jakýkoliv pohyb. Dům lze ovládat hlasem pomocí hlasových asistentů Google home a Amazon Echo Alexa, samozřejmostí je dálkové ovládání spotřebičů.

Zkrátka dům je zcela v moci současně dostupné programovatelné techniky a řídicích systémů. Je ale nutné připomenout i stavební práce – neobešli bychom se bez práce truhlářů, kteří připravili základní konstrukci domu, plůtek i s brankou a posezením v zahrádce. Montéři suchých staveb provedli montáž profilů a jejich osazení sádrokartonovými deskami. Ve spolupráci s učitelem odborného výcviku osadili v domě i jedno klasické okno a do střechy umístili i jedno okno střešní.  Žáci elektro oborů dům „oživili“.

Praktický přínos

Výukový trenažér bude využíván nejen při výuce, ale i jako vzorová ukázka inteligentního domu pro žáky ze spřátelených základních a mateřských škol, pro partnery škol i zájemce z řad veřejnosti – v podobě exkurzí, dnů otevřených dveří, dnů odbornosti, burzy firem atd.

Jde o plně funkční model domu o dvou místnostech. Samozřejmostí je využívání domu při výuce, žáci se tak přímo seznámí s různými technologiemi, vyzkouší si jejich nastavení a programování, přínos v praxi – šetření energie, využívání alternativních zdrojů – solárních panelů, ekologický přínos v závislosti rozumného využití přírodních zdrojů. Pro žáky je vždy snazší pochopit záměr a funkčnost přímo ze samostatné praktické činnosti. Mají motivaci a zlepší se jejich celkový přístup ke studovanému oboru, samotná realizace je smysluplnou učební metodou, která vede ke zlepšení žákovských praktických dovedností a řemeslných návyků. Nehledě na pocit dobře a účelně vykonané práce. Určitá samostatnost žáků a vedení učitelů učí žáky profesionalitě a odpovědnosti za kvalitu odvedené práce.

Výukový trenažér bude dále využíván v rámci spolupráce se ZŠ a MŠ – kroužky, náborové aktivity, exkurze, soutěže, peer aktivity… Využití najde i rámci dalšího vzdělávání v elektrotechnických oborech pro firmy i veřejnost.

Při stavbě trenažéru byly použity technologie a komponenty různých firem. V rámci projektu jsme prohloubili spolupráci se stávajícími partnery školy, které potřebné přístroje vyrábějí. Mezi tyto firmy patří např. firmy ABB s.r.o., Jablotron, Luma plus, PULS s.r.o., ČEZ a.s. a další.

Rozvoj technologií postupuje rychle dopředu, systémy morálně zastarávají, je nutné neustále sledovat nové trendy. Z tohoto důvodu plánujeme rozšiřování přístrojového vybavení. Aby žáci měli možnost pracovat na systémech „starších“ i „novějších“.

Interdisciplinarita

Dům je ve své podstatě chápán jako inteligentní, tedy soběstačný. Jako hlavní záměr je v tomto projektu považováno „oživení“ domu. Dům je ovládán elektronicky – z „pohodlí domova“, ale i dálkově pomocí telefonu nebo jiných elektronických zařízení. Přesto se nemůže obejít bez lidské ruky, někdo musí dům postavit, přivést energii, namontovat přístroje, naistalovat technologie… až ve výsledku je pro člověka uživatele samostatným a soběstačným. Na jeho počátku je však nutná spolupráce všech. Na stavbě domu se podíleli žáci z různých oborů:

Žáci oboru RVP 33-56-H/01 Truhlář připravili základní konstrukci domu A vyrobili plůtek s brankou a posezení v zahrádce. Tento prostor bude sloužit žákům při výuce, např. při programování moderních technologií.

Žáci oboru RVP 36-66-H/01 Montér suchých staveb provedli montáž profilů a osazení profilů sádrokartonovými deskami. Dále do domu zabudovali jedno klasické a jedno střešní okno.

Žáci „silnoproudých“ elektro oborů provedli přívod z rozvaděče do pojistkové skříně a elektroměrového rozvaděče. Dále rozvedli kabely CYKY v rámci silových rozvodů a napojení fotovoltaického systému včetně hromosvodní soustavy.

Žáci „slaboproudých“ elektro oborů nainstalovali slaboproudé rozvody – zabezpečovací systémy, kamerový systém, systém HOME, rozvod televizního signálu a rozvod kabeláže pro internet, dorozumívací zařízení a přístupový systém.

Aplikace aktuálních trendů v oboru

  • Inteligentní domácí instalace: k řízení celé domácnosti byl použit systém free@home (ABB s.r.o.), a to konkrétně pro regulaci teploty, otevírání dveří, ovládání venkovních svítidel, ovládání žaluzií a další elektronické úkony spojené s chodem domácnosti; pro osvětlení byl zvolen systém Philips Hue.
  • Domovní kamerový systém: pro vnější ochranu objektu je nainstalován kamerový systém s možností záznamu (Hikvision)
  • Elektronické zabezpečení: do projektového domku jsme umístili zabezpečovací systém. Z důvodu výuky se nainstalovaly různé typy čidel. (JABLOTRON ALARMS a.s.)
  • Hlasový asistent: pro ulehčení uživatelského rozhraní jsme osadili hlasové asistenty Google home a Amazon Echo Alexa – ovládání el. přístrojů pomocí hlasu (na ukázku – osvětlení)
  • Ostrovní solární systém: pro zvýšení energetické samostatnosti projektového domku je připraven ostrovní solární system (ČEZ) – fotovoltaické panely a baterie
  • Systém příjmu TVR: součástí domu je i rozvod televizního a rozhlasového vysílání
  • IP video vrátník: bude sloužit pro zvukovou a obrazovou komunikaci s lidmi stojícími před dveřmi do učebny
  • LAN síť: nedílnou součástí projektu je lokální internetová infrastruktura, která slouží k zajištění vzdáleného přístupu k systému

Složení soutěžního týmu

Na škole byl vytvořen tým, který se podílel na tvorbě tohoto modelu.

Vedoucí týmu: Mgr. Josef Lancoš, vedoucí učitel odborného výcviku

Garant:  Ing. Lenka Demjanová – vedoucí učitelka SOŠEaS

Řešitelé:

učitelé OV elektrotechnických oborů:

  • Vladimír Arnold – přepěťové ochrany a hromosvod
  • Luboš Hégr – EZS, kamerové systémy
  • Josef Kubelka – přívod a elektroměrový rozvaděč
  • Oldřich Kuneš – silnoproudé rozvody
  • Petr Tůma – inteligentní rozvody
  • Bc. Pavel Jánský – fotovoltaické systémy
  • Martin Lacina – slaboproudé rozvody

učitelé OV stavebních oborů:

  • Rostislav Janoš – konstrukce ze sádrokartonu
  • Josef Smolař – tesařské práce

Žákovský tým:  Tomáš Tieze – vedoucí žákovského týmu (žák 3. ročníku oboru MEZ)

Řešitelé žákovského týmu:

  • Žáci 3. ročníku oborů RVP 26-41-L/01 Mechanik elektrotechnik – ŠVP Mechanik elektronik (ME) a ŠVP Mechanik elektrotechnických zařízení (MEZ) – Viktor Nozar (ME), Daniel Štochl (ME), Petr Kudrnáč (MEZ).

Je nutné zmínit, že žáci na realizaci projektu pracovali nejen v době odborného výcviku, ale věnovali práci i velký díl svého volného času.

Na realizaci se dále podíleli žáci i jiných ročníků elektrotechnických, tak stavebních oborů školy.

  • ZŠ Kadaňská, Chomutov: Petr Fila, František Straka, Vojtěch Lovecký, Vojtěch Paluba
  • ZŠ Písečná, Chomutov: Marian Oláh, Stefanie Baloghová, Karel Černý, Natálie Brandtová