Arduino și IoT în liceele tehnologice – de la proiect didactic la rețea funcțională

Introducere

Tranziția educației către competențe digitale și tehnice nu se poate realiza doar prin teorie. În liceele tehnologice, practica este esențială. Tehnologia Arduino oferă o platformă accesibilă și versatilă pentru introducerea elevilor în lumea Internetului Lucrurilor (IoT). Aceasta nu doar că stimulează gândirea aplicată, ci permite implementarea unor soluții reale în școală, cu impact direct asupra mediului de învățare.

1. De ce Arduino în învățământul tehnologic?

Arduino este un ecosistem de plăci de dezvoltare și senzori care oferă:
- Costuri reduse (sub 50 lei pentru o placă compatibilă)
- Programare simplificată în C++ cu Arduino IDE
- Suport extins din partea comunității și sute de exemple disponibile
- Flexibilitate pentru automatizări, măsurători și comunicare wireless

2. Proiecte educaționale cu impact real

a. Stație meteo școlară conectată
Componente:
- Arduino Uno + senzor DHT22 (temperatură/umiditate)
- Senzor BMP180 (presiune atmosferică)
- Afișaj LCD 16x2 + modul I2C
- Modul Wi-Fi ESP8266 pentru transmiterea datelor

Funcționalitate:
- Afișaj fizic în cancelarie
- Date stocate local pe un server (Raspberry Pi) și vizualizate printr-o pagină web simplă

b. Iluminat automat în clase și holuri
Componente:
- Senzori PIR de mișcare
- Relee de 5V controlate prin Arduino Nano
- LED-uri semnalizare

Rezultat:
- Economie de energie electrică
- Aplicație practică în contextul educației pentru mediu

c. Monitorizarea calității aerului (CO₂ și temperatură)
Componente:
- Senzor MH-Z19B pentru dioxid de carbon
- LED RGB pentru avertizare vizuală
- Transmitere date prin Wi-Fi la un dashboard intern

Aplicație:
- Decizie informată privind aerisirea claselor
- Date utile pentru proiecte interdisciplinare (chimie, fizică, TIC)

3. Arhitectura unei rețele funcționale IoT în școală

[Senzori Arduino] → [ESP8266 Wi-Fi] → [Server local] → [Panou de control web]

Elemente esențiale:
- Arduino IDE + C++ pentru codul dispozitivelor
- Python (Flask) pentru colectarea și afișarea datelor
- Grafana sau Google Charts pentru vizualizări atractive
- Nextcloud pentru partajarea rapoartelor între profesori

4. Implicarea elevilor și colaborarea didactică

Proiectele sunt dezvoltate în cadrul orelor de TIC, electrotehnică și instruire practică, cu accent pe:
- Schematică electronică și cablare sigură
- Programare modulară și testare incrementală
- Documentare tehnică și prezentare finală a soluțiilor

Elevii:
- învață lucrul în echipă și logica de tip „problemă-soluție”
- își dezvoltă abilități relevante pentru viitorul profesional

Profesorii:
- colaborează pentru integrarea multidisciplinară
- folosesc datele generate ca suport pentru alte lecții (ex: statistici în matematică)

5. Provocări și recomandări

Provocare                         | Soluție propusă
----------------------------------|------------------------------------------------
Lipsa experienței inițiale       | Formare în Arduino IDE și tutoriale ghidate
Costuri inițiale cu kiturile     | Sponsorizări locale sau proiecte PNRR
Mentenanță și integrare rețea    | Sprijinul inginerului de sistem și scripturi automate

Concluzie

Integrarea platformei Arduino și a conceptului de IoT în liceele tehnologice nu este doar un exercițiu didactic, ci o tranziție necesară către o educație aplicată și modernă. Cu sprijinul inginerului de sistem și al cadrelor didactice, aceste proiecte pot aduce beneficii reale, atât elevilor cât și instituției, și pot transforma școala într-un adevărat laborator de inovație.