Jeg har fået mulighed for at afprøve et nyt kit til automatiseret biologisk produktion i samarbejde med PodConsult, som har udviklet kittet i samarbejde med xinabox. Kittet ligger sig mellem hydroponics (plantevækst i et stenuld med meget vand tilstede) og vertikal vækst (plantevækst med LED-belysning i flere etager), og et baseret på Micro:bit.
Micro:bitten har vist sig som en lettilgængelig platform med en mangfoldighed af muligheder. For nybegyndere kan de indbyggede I/O-enheder kodes med blokke, mens øvede kan kode den i Python eller JavaScript og tilslutte eksterne enheder og forbinde den til internettet. På mange pædagogiske punkter overgår Micro:bit andre platforme som Arduino og Raspberry pi.
Kittet skal afprøves i et stx biologi c hold med ca. 30 elever. Eleverne skal gå fra Micro:bit nybegyndere til øvede på meget kort tid. De kommer med stor erfaring i at bruge digitale redskaber, men nok uden forudsætninger for programmering. Det bliver nok forløbets store spørgsmål:
Er Micro:bitten så lettilgængelig, at eleverne kan lave et kompliceret teknisk setup på 1-2 moduler med en rimelig grad af selvstændighed?
Heldigvis er jeg der til at støtte dem, så de kan arbejde efter en kogebog, hvis deres egne kompetencer svigter. Det går selvfølgelig ud over selvstændigheden, så forhåbentligt kan de kode Micro:bitten selv efter nogle generelle instrukser.
Fra læreplanen dækker vi kernestoffet om økosystemer, arters samspil med hinanden og miljøet, stofkredsløb og energikæder, diversitet. Læreplanen indeholder også et punkt om biologisk produktion, samt digitale kompetencer idet eleverne ifølge 2017 reformen skal arbejde med at udvikle digitale produkter.
Forløbet indeholder følgende faser:
- Introduktion til økosystemer, primær produktion, stofkredsløb og energi-kæder.
- Transport over cellemembran
- Forsøg med plantevækst i en fortyndingsrække af gødning. Forsøget illustrerer både gødning som den begrænsende faktor og effekten af osmose på planterne.
- Ret hurtigt sætter vi gang i plantevækst: Vegetativ formering af diverse planter (basilikum, tomat, m.m.) i stenuld.
- Indledende øvelse med at tilslutte og kode Micro:bit. Fx mål temperaturen og få den vist i display’et.
- Eleverne arbejder i grupper på at teste de enkelte dele af væksthus. Således er der grupper der afprøver:
- LED-lys. Hvilke farver?
- Væskestand-sensor (floatmeter) og ventil til at tillede mere vand. En periode med tørke er måske ønskværdig.
- Gødningsmængde i vandet (SDK-sensor)
- Temperatur i væksthuset
- Evt. pH meter
- Elever eller lærer samler alle sub-systemerne på et enkelt board, og alle koderne i et enkelt program. Senere tilføjes dataopsamling til skyen i form af tjenesten Thingspeak. Vi indsætter data på en webside via iframes.
- Landbrug og væksthuset som økosystem, hvilke stofkredsløb og energikæder er der og kan vi måle dem?
- Hvilke fordele og ulemper er der ved væksthuset. Biodiversitet (arter, økosystemer og genetik)
- Er der noget som skal ændres i væksthuset?
Tiden vil vise om planen skal rettes til (som sædvanligt).
p.t. er der nogle udfordringer med at få gang i plantevæksten i vækst-teltet, som jeg har set før. Der sker ingen bladvækst (dog rodsætning) og nogle blade krøller sig lidt sammen og der ses brune pletter hist og her. Nogle af de forklaringsmodeller jeg arbejder med er:
- For meget LED-lys. Dog usandsynligt, da jeg kun har 3 strips i en afstand af ca. 40 cm. Jeg har slukket den ene strip og sat en timer på de resterende, så kassen kun får 16 timers lys, uden synlig effekt.
- For høj temperatur. Den er ikke over 25 grader C, og flere af planterne (tomater) er tropiske og tåler høje temperaturer. En lille blæser viser ingen synlig effekt.
- For meget gødning. Usandsynligt. Jeg har doseret 1 dråbe pr. ca. 50 mL.
- For meget vand. De fleste af planterne har rødderne i vand hele tiden (hydroponics). Kombineret med LED-lys og høj temperatur, kan bladene opleve at optage for meget vand, med cellelysis til følge. Jeg har sat nogle planter i kassen, som står i jord og dermed kan udtørres periodevis. Resultat venter..
- Utilstrækkelig lys-intensitet. Jeg har en anden LED-pære liggende, som jeg ved virker, da den har givet vækst før. Dog skulle planterne dengang bruge en uges tid på at vende sig til forholdene. Den må jeg prøve.
- Utilstrækkelige bølgelængder. Selv om LED-strippene har både røde blå og hvide LED’er, kan det være en blanding af lys som ikke er optimal. Løsning: se ovenfor.
Problemet er ikke afgørende for om projektet lykkes -vi skal ikke leve af høsten endnu.