Documento micro-regolabile (non) - Fotocamera per aule "sotto risorse": 10 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:04

Ciao amici e colleghi educatori, Mi chiamo Aamir Fidai e sono un insegnante di matematica. Due cose da chiarire prima di andare oltre, non sono un ingegnere e questo è semplicemente un prototipo di un tentativo di fornire agli insegnanti in aule con risorse insufficienti una soluzione tecnologica equa. C'è un intero elenco di miglioramenti che possono essere apportati a questo design e tempo permettendo condividerò gli aggiornamenti con te non appena saranno disponibili.

Cos'è questo prototipo?

Questa (non) fotocamera per documenti micro-regolabile è un semplice dispositivo che gli insegnanti di matematica/scienza/fisica o gli sponsor di STEM o club di matematica potrebbero voler costruire con i loro studenti per esporli al processo di progettazione ingegneristica mentre risolvono una vita reale problema della mancanza di risorse tecnologiche in classe. Questo progetto utilizza il driver Arduino Uno R3, L288N H-Bridge Motor e un motore passo-passo NEMA 17 insieme ad altri componenti.

Vantaggi in classe di questo dispositivo

Questo documento senza fotocamera ha due posizioni del supporto del telefono per soddisfare le esigenze di documenti di diverse dimensioni. Il mio obiettivo con questo prototipo è fornire agli insegnanti in una classe con risorse insufficienti la capacità di fare quanto segue:

1. Utilizzare il proprio telefono cellulare come telecamera per documenti per mostrare note e altro materiale sul proiettore (o sullo schermo della TV) utilizzando un comune software di messaggistica video come Skype.

2. Consenti agli studenti di condividere facilmente il loro lavoro dalla scrivania.

3. Registra video delle lezioni per gli studenti.

4. Utilizzare i telefoni cellulari come scanner di documenti senza incorrere in problemi di vibrazioni.

5. Aumentare il coinvolgimento e la partecipazione degli studenti rendendo la classe un luogo interattivo

Requisiti di alimentazione:

La fotocamera per documenti (non) funziona a batteria e può essere utilizzata con 5 batterie AA o una batteria da 9 V. In alternativa può essere utilizzato anche con batterie 2-18650. Ho realizzato la mia batteria acquistando due batterie 18650 da una batteria per elettroutensili da 24 V, ma questa è tutta un'altra storia.

Il mio obiettivo:

Spero che questo dispositivo ti aiuti a capire che è possibile utilizzare soluzioni tecnologiche a basso costo per rendere le aule più coinvolgenti e interattive. Inoltre, è mia speranza che gli sponsor dei club STEM, Math e Science vedano che progetti semplici come questi possono essere utilizzati per coinvolgere gli studenti in attività di progettazione ingegneristica. Questo progetto e altri progetti come questo possono essere utilizzati nell'ambito dell'apprendimento basato su progetti STEM (STEM PBL) per incoraggiare il pensiero scientifico e ingegneristico.

La mia promessa di educatore:

Potrei fallire mentre provo, ma non fallirò mai nel provare

Passaggio 1: materiali e componenti

1 X pannello in schiuma dall'albero del dollaro. $1.00

1 pacco batteria da 9v dell'albero del dollaro. $1.00

2 X portacellulare da Dollar tree $2.00

1 X asta in metallo solido di Lowe's. $3.28

1 X Stick per mescolare la vernice da Home Depot. $ 0,98

1 X Arduino Uno R3 da Arduino.cc. $22.00

1 X L298N Driver del motore da Amazon. $ 6,99

1 motore passo-passo NEMA 17 di Amazon. $13.99

Vite di comando 1 x 400 mm da Amazon $ 10,59

1 X accoppiamento flessibile da 5 mm a 8 mm da Amazon $ 6,59

Avrai anche bisogno di quanto segue:

• Molti cavi jumper per collegare i componenti elettrici
• Dadi e bulloni di dimensioni adeguate per fissare il dado trapezoidale al braccio di legno
• Un trapano
• Un voltmetro
• Tanta pazienza e
• Una moglie amorevole e premurosa che manterrà i pezzi al loro posto mentre provi ad incollarli. Inoltre vorrà scattare foto da condividere su Facebook
• Facoltativo: una figlia o un figlio di 7 anni per aiutarti a testare il dispositivo

Sono sicuro di aver dimenticato di menzionare una parte, quindi per favore ricordamelo nei commenti.

Passaggio 2: preparare la base utilizzando il modello

1. Tagliare il pannello di gommapiuma in pezzi da 7,5 "X 5". Avrai bisogno di 4 di questi pezzi.

2. Incolla due dei pezzi insieme usando la colla a caldo.

3. Taglia il modello in corrispondenza delle linee tratteggiate e incollalo su uno dei pezzi da 7,5 "X 5" usando la colla normale.

4. Utilizzare il modello per praticare il foro per il motore passo-passo.

5. Utilizzare la sagoma per praticare il foro per l'asta di supporto.

IMPORTANTE:

Attacca un altro pezzo di 7,5 "X 5" nella parte inferiore dei due pezzi incollati.

Passaggio 3: preparare il braccio per il supporto del telefono cellulare

Attacca il dado trapezoidale

• Ho usato una paletta per mescolare la vernice di Homedepot (Paint Mixing Paddle) come braccio. Puoi usare un lungo pezzo di legno lungo tra i 18" e i 24" come un braccio.
• Utilizzando la sagoma determinare il punto ideale per fissare il dado trapezoidale al braccio.
• Praticare il foro nel dado trapezoidale e fissare il dado al braccio come mostrato nelle immagini.

Praticare un foro per l'asta di supporto

Utilizzo del foro della sagoma per l'asta di supporto

Passaggio 4: collegare i componenti elettronici

Passaggio 5: collegare i componenti elettrici

Collegare i componenti elettronici

• Utilizzando il modello praticare i fori sulla base e quindi collegare Arduino, L298N e breadboard sulla base.
• Attacca le gambe da 2,5" X 5" alla parte inferiore della base come mostrato. (L'immagine mostra che la lunghezza deve essere 3", si prega di ignorare e utilizzare 5")

Passaggio 6: carica lo schizzo Arduino

#includere

const int stepsPerRevolution = 200; //Passi per giro

// inizializza la libreria stepper sui pin da 8 a 11:

Stepper myStepper(stepsPerRevolution, 8, 9, 10, 11);

// Numeri pin Arduino per i pulsanti:

const int buttonPin2 = 2; // il numero del pin del pulsante const int buttonPin3 = 3; // il numero del pin del pulsante

// Stato dei pulsanti:

int buttonState2 = 0; // variabile per la lettura del pulsante per lo stato di discesa int buttonState3 = 0; // variabile per la lettura del pulsante per lo stato up

void setup() {

// imposta la velocità a 150 rpm: myStepper.setSpeed(150); // inizializza la porta seriale: Serial.begin(9600);

// inizializza i pin del pulsante come input:

pinMode(pulsantePin2, INGRESSO); pinMode(buttonPin3, INPUT); }

ciclo vuoto() {

// legge lo stato del valore del pulsante: buttonState2 = digitalRead(buttonPin2); buttonState3 = digitalRead(buttonPin3);

// controlla se il pulsante è premuto. Se lo è, il buttonState è ALTO:

if (buttonState2 == HIGH) { //Fare avanzare il motore di 100 passi se viene premuto il pulsante 1 myStepper.step(100); }

if (Statopulsante3 == ALTO) {

//Fare invertire il motore di 100 passi se si preme il pulsante 1 myStepper.step(-100); } }

Passaggio 7: testare il dispositivo

Attacca il braccio e poi prova il dispositivo per assicurarti che il braccio si muova liberamente. Per vedere come è collegato il braccio al dispositivo, guarda il video allegato. Assicurarsi di tenere dritte la madrevite e l'asta di supporto.

Passaggio 8: collegare i supporti del telefono cellulare al braccio

• Rimuovere la parte inferiore della staffa porta cellulare
• Fissare il primo supporto a circa 7 pollici dall'estremità della parete laterale
• Attacca il secondo supporto vicino all'estremità del braccio

IMPORTANTE: assicurarsi che il supporto ruoti ancora dopo aver inserito la vite attraverso il braccio. Usa rondelle di dadi per creare spazio, se necessario.

Passaggio 9: costruire il recinto

Costruisci le pareti laterali

• Taglia due pezzi di cartone espanso.

  1. 7,5 "X 20"
  2. 5 "X 20"

Attacca i due pezzi alla base come mostrato nelle immagini usando la colla a caldo.

Costruisci il supporto migliore

Usando il modello tagliare un pezzo di schiuma per il supporto superiore. Individuare i due fori per la madrevite e l'albero di supporto. Praticare dei fori con un taglierino. Posizionare il supporto superiore sulle pareti mentre si fa passare la madrevite e l'asta di supporto. La struttura dovrebbe sembrare rigida e forte.