Микрорегулируемый документ (без) - Камера для классов с ограниченными ресурсами: 10 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:53

Здравствуйте, друзья и коллеги-преподаватели!

Меня зовут Аамир Фидаи, я учитель математики. Прежде чем идти дальше, необходимо прояснить две вещи: я не инженер, и это просто прототип попытки предоставить учителю в классах с ограниченными ресурсами справедливое технологическое решение. Есть целый список улучшений, которые можно внести в этот дизайн, и если позволит время, я буду делиться с вами обновлениями по мере их появления.

Что это за прототип?

Эта микро-регулируемая (не) -камера для документов представляет собой простое устройство, которое учителя математики / естествознания / физики или спонсоры STEM или математического клуба могут захотеть построить вместе со своими учениками, чтобы познакомить их с процессом инженерного проектирования, одновременно решая реальную задачу. проблема нехватки технологических ресурсов в классе. В этом проекте используется драйвер Arduino Uno R3, H-Bridge Motor L288N и шаговый двигатель NEMA 17, а также другие компоненты.

Классные преимущества этого устройства

У этого документа без камеры есть два положения держателя телефона, чтобы приспособить документы разного размера. Моя цель с этим прототипом - предоставить учителям в классе с ограниченными ресурсами возможность делать следующее:

1. Используйте свой мобильный телефон в качестве камеры для документов, чтобы показывать заметки и другие материалы на проекторе (или на экране телевизора) с помощью распространенного программного обеспечения для обмена видеосообщениями, такого как Skype.

2. Позвольте учащимся с легкостью делиться своей работой за своим столом.

3. Запишите видеоуроки для студентов.

4. Используйте сотовые телефоны в качестве сканеров документов без проблем с вибрацией.

5. Повысьте вовлеченность и участие студентов, сделав класс интерактивным

Требования к питанию:

Документ (не) - камера работает от батарейки и может работать от 5 батареек AA или от батареи 9v. В качестве альтернативы он также может работать от 2 батареек 18650. Я сделал свой аккумуляторный блок, купив две батареи 18650 из аккумуляторного блока для электроинструмента на 24 В, но это уже совсем другая история.

Моя цель:

Я надеюсь, что это устройство поможет вам понять, что можно использовать недорогие технологические решения, чтобы сделать классы более увлекательными и интерактивными. Кроме того, я надеюсь, что спонсоры клубов STEM, математики и естествознания увидят, что такие простые проекты, как эти, могут быть использованы для привлечения студентов к инженерному проектированию. Этот проект и другие подобные проекты могут использоваться в рамках обучения на основе проектов STEM (STEM PBL) для поощрения научного и инженерного мышления.

Мое обещание как педагога:

«Я могу потерпеть неудачу, пока пытаюсь, но я никогда не ошибусь»

Шаг 1: материалы и компоненты

1 X пенопласт из долларового дерева. 1 доллар США

1 батарейный блок X 9v из долларового дерева. 1 доллар США

2 держателя для сотовых телефонов из долларового дерева $ 2,00

1 х твердый металлический стержень от Lowe's. 3,28 доллара США

1 палочка для смешивания красок из Home Depot. 0,98 доллара США

1 X Arduino Uno R3 от Arduino.cc. 22,00 долл. США

1 X L298N Драйвер двигателя от Amazon. 6,99 долл. США

1 шаговый двигатель NEMA 17 от Amazon. 13,99 $

1 ходовой винт 400 мм от Amazon $ 10,59

1 гибкая муфта 5-8 мм от Amazon $ 6,59

Также вам понадобится следующее:

• Множество соединительных кабелей для подключения электрических компонентов
• Гайки и болты соответствующего размера для крепления трапециевидной гайки к деревянному рычагу.
• Сверлильный станок
• Вольтметр
• Много терпения и
• Любящая заботливая жена, которая будет удерживать детали на месте, пока вы будете пытаться склеить их. Также она захочет сделать снимки, чтобы поделиться ими на Facebook.
• Необязательно: 7-летняя дочь или сын, которые помогут вам протестировать устройство.

Я уверен, что забыл упомянуть какую-то часть, поэтому, пожалуйста, напомните мне в комментариях.

Шаг 2: Подготовьте основу с помощью шаблона

1. Разрежьте пенопласт на части размером 7,5 дюймов на 5 дюймов. Вам понадобится 4 таких штуки.

2. Склейте две детали горячим клеем.

3. Вырежьте шаблон по пунктирным линиям и приклейте к одной из частей размером 7,5 "X 5", используя обычный клей.

4. Используйте шаблон, чтобы вырезать отверстие для шагового двигателя.

5. С помощью шаблона вырежьте отверстие для опорной штанги.

ВАЖНЫЙ:

Прикрепите еще одну деталь размером 7,5 дюймов на 5 дюймов к нижней части двух склеенных частей.

Шаг 3. Подготовьте кронштейн для держателя сотового телефона

Присоедините трапециевидную гайку

• В качестве руки я использовал лопаточку для смешивания красок от Homedepot (Paint Mixing Paddle). Вы можете использовать длинный кусок дерева от 18 до 24 дюймов в качестве руки.
• Используя шаблон, определите идеальное место для крепления трапециевидной гайки к рычагу.
• Просверлите отверстие в трапециевидной гайке и прикрепите гайку к рычагу, как показано на рисунках.

Просверлить отверстие под опорную штангу

С помощью шаблона просверлить отверстие для опорной штанги

Шаг 4: Подключите электронные компоненты

Шаг 5: прикрепите электрические компоненты

Прикрепите электронные компоненты

• Используя шаблон, просверлите отверстия в основании, а затем прикрепите Arduino, L298N и макетную плату к основанию.
• Прикрепите ножки 2,5 "X 5" к нижней части основания, как показано. (На рисунке показано, что длина составляет 3 дюйма, не обращайте внимания и используйте 5 дюймов)

Шаг 6. Загрузите эскиз Arduino

#включают

const int stepsPerRevolution = 200; // Шагов на оборот

// инициализируем библиотеку шагового двигателя на контактах с 8 по 11:

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

// Номера контактов Arduino для кнопок:

const int buttonPin2 = 2; // номер контакта кнопки const int buttonPin3 = 3; // номер контакта кнопки

// Состояние кнопок:

int buttonState2 = 0; // переменная для чтения кнопки выключенного состояния int buttonState3 = 0; // переменная для чтения кнопки состояния вверх

void setup () {

// устанавливаем скорость 150 об / мин: myStepper.setSpeed (150); // инициализируем последовательный порт: Serial.begin (9600);

// инициализируем контакты кнопки как вход:

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

void loop () {

// считываем состояние значения кнопки: buttonState2 = digitalRead (buttonPin2); buttonState3 = digitalRead (buttonPin3);

// проверяем, нажата ли кнопка. Если это так, buttonState имеет значение HIGH:

if (buttonState2 == HIGH) {// Повернуть двигатель на 100 шагов вперед, если нажата кнопка 1 myStepper.step (100); }

if (buttonState3 == HIGH) {

// Повернуть двигатель на 100 шагов назад, если нажата кнопка 1 myStepper.step (-100); }}

Шаг 7. Протестируйте устройство

Присоедините руку, а затем проверьте устройство, чтобы убедиться, что рука движется свободно. Чтобы увидеть, как рука крепится к устройству, посмотрите сопроводительное видео. Обязательно удерживайте ходовой винт и опорный стержень прямо.

Шаг 8: прикрепите держатели для сотовых телефонов к руке

• Снимите нижнюю часть кронштейна держателя сотового телефона.
• Прикрепите первый держатель на расстоянии примерно 7 дюймов от конца боковой стенки.
• Прикрепите второй держатель ближе к концу руки

ВАЖНАЯ ИНФОРМАЦИЯ: Убедитесь, что держатель продолжает вращаться после введения винта через рычаг. При необходимости используйте шайбы гаек, чтобы освободить место.

Шаг 9: Постройте корпус

Постройте боковые стены

• Отрежьте два куска пенопласта.

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

Прикрепите две детали к основанию, как показано на картинках, с помощью горячего клея.

Создайте лучшую поддержку

По шаблону вырежьте кусок пенопласта для верхней опоры. Найдите два отверстия для ходового винта и опорного вала. Вырежьте отверстия канцелярским ножом. Установите верхнюю опору на стены, пропуская ходовой винт и опорный стержень. Конструкция должна быть жесткой и прочной.