Безумные впечатляющие научные / инженерные проекты: 10 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:51

Хотите иметь лучший научно-технический проект? Читать дальше!

Шаг 1. Начни правильно

Начни свой проект в ПЕРВЫЙ ДЕНЬ, не откладывай до последней минуты. Моя дочь начала в первый же день с ее отмеченного наградами научного проекта «Персональный ускоритель частиц» (теперь это проект DIY на Kickstarter!), Пример, используемый в этом учебном пособии общего назначения.

Шаг 2: выберите "Безумно"

Выберите что-нибудь более сложное, чем обычно делают… завершите предложение: «Если бы я был сумасшедшим, я бы сделал (вставьте вашу безумную замечательную идею)». Объясните учителю, что вы делаете, и попросите заранее выделить дополнительное время, чтобы достичь чего-то «действительно стоящего, чем мы все можем гордиться».

Шаг 3: Дизайн высокого уровня

Подумайте о своем дизайне стратегически. Набросайте свой дизайн и получите много отзывов, прежде чем продолжить, особенно от инженера или ученого.

Шаг 4: исправьте свои датчики

Правильная установка датчиков имеет решающее значение - если датчик не работает, никакая последующая электроника, программное обеспечение, исполнительные механизмы не могут работать, поэтому ищите проверенные методы измерения, чтобы надежно обнаруживать / измерять то, что необходимо. Микровыключатели или инфракрасные фотопрерыватели хорошо работают для обнаружения механических объектов / движения. Имейте в виду, что распознавать объекты из видеопотока сложно и не совсем надежно, поэтому лучше, если есть способ обнаружить их механически.

На фото изображены инфракрасный светодиод и инфракрасный фототранзистор для обнаружения стального шара между ними. Обратите внимание на корпус, напечатанный на 3D-принтере, чтобы устойчиво удерживать светодиоды и транзисторы, а также защищать их от окружающего света.

Шаг 5: Подключите датчики к электронике

Преобразуйте значения вашего датчика во входные данные микроконтроллера, чтобы ваш проект извлек выгоду из преимуществ гибкости программного обеспечения. Обычно датчики не подключаются напрямую к микроконтроллеру, поэтому либо купите сенсорный модуль, который рекламирует себя как «совместимый с Arduino», либо разработайте интерфейсную электронику, чтобы выходной сигнал вашего датчика был совместим со входом микроконтроллера.

Имейте в виду, что электроника - это сложная область с высоким риском. Если вы уже не являетесь экспертом по электронике, подумайте, готовы ли вы покупать существующие модули (которые могут быть дорогими или не разрешенными в вашем проекте), можете ли вы научиться достаточно вовремя и есть ли у вас доступ к экспертной помощи. Тестируйте схемы на ранней стадии на макетной плате электроники, а затем переходите к проверке на плате для повышения надежности. Если у вас есть время, создание собственной печатной платы - лучшее.

Шаг 6: приобретите Arduino

Выберите свой микроконтроллер - Arduino Uno рекомендуется как простой и доступный микроконтроллер.

Фото

SparkFun Electronics из Боулдера, США - Arduino Uno - R3 CC BY 2.0 Файл: Arduino Uno - R3-j.webp

Шаг 7. Использование САПР для проектирования деталей для 3D-печати и 2D-лазерной резки

Вам понадобятся нестандартные механические детали, поэтому изучите программное обеспечение для 3D-дизайна (САПР), которое позволяет выполнять 3D-печать. Лучшим из них является Fusion 360, но также можно использовать Sketchup или Tinkercad. У всех трех вариантов есть бесплатные версии. Обязательно подумайте о лазерной резке, которая отлично подходит для создания индивидуальных 2D панелей из материала (например, акрила). Если у вас нет доступа к этим машинам, обратитесь за помощью в местное отделение Maker.

Шаг 8: Обратитесь за помощью… верный путь

Продолжая сборку проекта, продолжайте получать бесплатные советы от инженеров или ученых. Не могу не подчеркнуть, насколько это важно. Вы сэкономите время, деньги и увеличите свои шансы на успех. Если вы лично не знаете нужного человека, спросите на онлайн-форуме: четко объясните, что вы хотите сделать, что вы уже пробовали, и в чем заключается ваша текущая проблема. Б благодарный и уважительный…. никогда не начинайте свой пост со слов "срочно, пожалуйста, помогите"

Шаг 9: сделайте фотографии и документ

Делайте фотографии в процессе, чтобы, когда вы добьетесь потрясающего результата, вы могли показать всю работу, которую вы проделали для его достижения. Также упрощает обмен с другими.

Шаг 10: искупайтесь в славе

Покажи миру! Если вы поймете, как эффективно сделать несколько копий своего проекта, вы даже можете запустить кампанию на Kickstarter, чтобы каждый мог присоединиться к веселью. Наша кампания на Kickstarter