Documento microajustável (não) - Câmera para salas de aula "com poucos recursos": 10 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:38

Olá amigos e colegas educadores, Meu nome é Aamir Fidai e sou professor de matemática. Duas coisas devem ficar claras antes de prosseguirmos: não sou engenheiro e este é simplesmente um protótipo de uma tentativa de fornecer a professores em salas de aula com poucos recursos uma solução tecnológica equitativa. Há uma lista completa de melhorias que podem ser feitas neste design e, se o tempo permitir, compartilharei as atualizações com você assim que estiverem disponíveis.

O que é esse protótipo?

Este documento micro-ajustável (não) -câmera é um dispositivo simples que professores de matemática / ciências / física ou patrocinadores de STEM ou clube de matemática podem querer construir com seus alunos para expô-los ao processo de projeto de engenharia enquanto resolvem um problema da vida real problema de falta de recursos tecnológicos em sala de aula. Este projeto usa o Arduino Uno R3, o driver do motor L288N H-Bridge e um motor de passo NEMA 17 junto com outros componentes.

Benefícios de sala de aula deste dispositivo

Este documento sem câmera tem duas posições de suporte de telefone para acomodar as necessidades de documentos de tamanhos diferentes. Meu objetivo com este protótipo é fornecer aos professores em salas de aula com poucos recursos a capacidade de fazer o seguinte:

1. Use seu próprio telefone celular como uma câmera de documento para mostrar anotações e outros materiais no projetor (ou tela de TV) usando um software comum de mensagens de vídeo, como o Skype.

2. Permita que os alunos compartilhem seus trabalhos de suas mesas com facilidade.

3. Grave vídeos de aulas para os alunos.

4. Use telefones celulares como scanners de documentos sem ter problemas de vibração.

5. Aumente o envolvimento e a participação dos alunos, tornando a sala de aula um lugar interativo

Requerimentos poderosos:

O documento (não) - câmera é operado por bateria e pode ser operado com 5 baterias AA ou uma bateria de 9v. Alternativamente, também pode ser operado com baterias de 2-18650. Eu fiz minha bateria adquirindo duas baterias 18650 de uma bateria de ferramenta elétrica de 24 V, mas isso é uma outra história.

Meu objetivo:

Espero que este dispositivo ajude você a ver que é possível empregar soluções de tecnologia de baixo custo para tornar as salas de aula mais envolventes e interativas. Além disso, espero que os patrocinadores dos clubes de STEM, Matemática e Ciências vejam que projetos simples como esses podem ser usados para envolver os alunos em atividades de design de engenharia. Este projeto e outros projetos como este podem ser usados no âmbito da aprendizagem baseada em projetos STEM (STEM PBL) para encorajar o pensamento científico e de engenharia.

Minha promessa como educador:

Posso falhar enquanto tento, mas nunca deixarei de tentar

Etapa 1: Materiais e Componentes

1 X placa de espuma da árvore do dólar. $ 1,00

1 x bateria de 9v da árvore do dólar. $ 1,00

2 porta-telefones celulares da Dollar Tree $ 2,00

1 X Haste de metal sólido de Lowe. $ 3,28

1 X Vareta de mistura de tinta da Home Depot. $ 0,98

1 X Arduino Uno R3 de Arduino.cc. $ 22,00

1 X driver de motor L298N da Amazon. $ 6,99

1 X NEMA 17 motor de passo da Amazon. $ 13,99

Parafuso de chumbo 1 x 400 mm da Amazon $ 10,59

1 X acoplamento flexível de 5 mm a 8 mm da Amazon $ 6,59

Você também precisará do seguinte:

• Muitos cabos de ligação para conectar os componentes elétricos
• Porcas e parafusos de tamanho apropriado para prender a porca trapezoidal ao braço de madeira
• Uma máquina de perfuração
• Um voltímetro
• Muita paciência e
• Uma esposa amorosa e cuidadosa que manterá as peças no lugar enquanto você tenta colá-las. Ela também vai querer tirar fotos para compartilhar no Facebook
• Opcional: uma filha ou filho de 7 anos para ajudá-lo a testar o dispositivo

Tenho certeza que esqueci de mencionar alguma parte, então, por favor, me lembre nos comentários.

Etapa 2: preparar a base usando o modelo

1. Corte a placa de espuma em pedaços de 7,5 "X 5". Você precisará de 4 dessas peças.

2. Cole duas peças juntas usando cola quente.

3. Corte o modelo nas linhas pontilhadas e cole em uma das peças de 7,5 "X 5" usando cola normal.

4. Use o modelo para fazer o orifício para o motor de passo.

5. Use o gabarito para fazer o orifício para a haste de suporte.

IMPORTANTE:

Anexe outra peça de 7,5 "X 5" na parte inferior das duas peças coladas.

Etapa 3: prepare o braço para o suporte do telefone celular

Anexar porca trapezoidal

• Eu usei uma pá de mistura de tinta da Homedepot (pá de mistura de tinta) como um braço. Você pode usar um longo pedaço de madeira que tenha entre 18 "e 24" de comprimento como um braço.
• Usando o gabarito, determine o local ideal para fixar a porca trapezoidal ao braço.
• Perfure o orifício na porca trapezoidal e prenda a porca ao braço como mostrado nas fotos.

Faça um furo para a haste de suporte

Usando o orifício de perfuração modelo para a haste de suporte

Etapa 4: conectar componentes eletrônicos

Etapa 5: Anexe os componentes elétricos

Anexar componentes eletrônicos

• Usando o modelo, faça furos na base e, em seguida, conecte o Arduino, o L298N e a placa de pão na base.
• Prenda pernas de 2,5 "X 5" na parte inferior da base, conforme mostrado. (A imagem mostra que o comprimento é de 3 ", ignore e use 5")

Etapa 6: fazer upload do Arduino Sketch

#incluir

const int stepsPerRevolution = 200; // Passos por revoluções

// inicializa a biblioteca stepper nos pinos 8 a 11:

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

// Números de pinos do Arduino para os botões:

const int buttonPin2 = 2; // o número do pino do botão const int buttonPin3 = 3; // o número do pino do botão

// Estado dos botões:

int buttonState2 = 0; // variável para ler o botão de pressão para o status inativo int buttonState3 = 0; // variável para ler o botão de status para cima

void setup () {

// definir a velocidade em 150 rpm: myStepper.setSpeed (150); // inicializa a porta serial: Serial.begin (9600);

// inicializa os pinos do botão de pressão como uma entrada:

pinMode (buttonPin2, INPUT); pinMode (buttonPin3, INPUT); }

void loop () {

// lê o estado do valor do botão de pressão: buttonState2 = digitalRead (buttonPin2); buttonState3 = digitalRead (buttonPin3);

// verifique se o botão está pressionado. Se for, o buttonState é HIGH:

if (buttonState2 == HIGH) {// Gire o motor 100 passos para frente se o botão 1 for pressionado myStepper.step (100); }

if (buttonState3 == HIGH) {

// Gire o motor 100 etapas para trás se o botão 1 for pressionado myStepper.step (-100); }}

Etapa 7: teste o dispositivo

Anexe o braço e teste o dispositivo para se certificar de que o braço se move livremente. Para ver como o braço está conectado ao dispositivo, assista ao vídeo que acompanha. Certifique-se de segurar o parafuso de avanço e a haste de suporte em linha reta.

Etapa 8: prenda os suportes do telefone celular ao braço

• Remova a parte inferior do suporte do suporte do telefone celular
• Prenda o primeiro suporte a cerca de 7 polegadas do final da parede lateral
• Anexe o segundo suporte próximo ao final do braço

IMPORTANTE: Certifique-se de que o suporte ainda gira depois de colocar o parafuso no braço. Use arruelas de porcas para criar espaço, se necessário.

Etapa 9: construir o gabinete

Construa as paredes laterais

• Corte dois pedaços de placa de espuma.

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

Prenda as duas peças na base, conforme mostrado nas fotos, usando cola quente.

Construa o melhor suporte

Usando o gabarito, corte um pedaço de placa de espuma para o suporte superior. Identifique os dois orifícios para o parafuso de avanço e o eixo de suporte. Faça furos usando uma faca. Coloque o suporte superior nas paredes enquanto passa o parafuso de avanço e a haste de suporte. A estrutura deve parecer rígida e forte.