Mikroverstellbares Dokument (nicht) - Kamera für "unterversorgte" Klassenzimmer - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:20

Hallo Freunde und Kolleginnen und Kollegen, Mein Name ist Aamir Fidai und ich bin Mathematiklehrer. Bevor wir fortfahren, sollten wir zwei Dinge klarstellen: Ich bin kein Ingenieur und dies ist nur ein Prototyp eines Versuchs, Lehrern in schlecht ausgestatteten Klassenzimmern eine gerechte Technologielösung zur Verfügung zu stellen. Es gibt eine ganze Liste von Verbesserungen, die an diesem Design vorgenommen werden können, und wenn es die Zeit erlaubt, werde ich Updates mit Ihnen teilen, sobald sie verfügbar sind.

Was ist dieser Prototyp?

Diese mikroverstellbare Dokumentenkamera (nicht) ist ein einfaches Gerät, das Lehrer für Mathematik/Naturwissenschaften/Physik oder die Sponsoren von STEM oder Math Club mit ihren Schülern bauen möchten, um sie dem Konstruktionsprozess bei der Lösung eines realen Lebens auszusetzen Problem des Mangels an technologischen Ressourcen im Klassenzimmer. Dieses Projekt verwendet Arduino Uno R3, den L288N H-Brücken-Motortreiber und einen NEMA 17-Schrittmotor zusammen mit anderen Komponenten.

Vorteile dieses Geräts im Klassenzimmer

Diese Dokument-Nicht-Kamera verfügt über zwei Telefonhalterpositionen, um unterschiedlichen Dokumentgrößen gerecht zu werden. Mein Ziel mit diesem Prototyp ist es, Lehrern in einem unterversorgten Klassenzimmer die Möglichkeit zu geben, Folgendes zu tun:

1. Verwenden Sie ihr eigenes Mobiltelefon als Dokumentenkamera, um Notizen und anderes Material auf dem Projektor (oder Fernsehbildschirm) mit einer gängigen Video-Messaging-Software wie Skype anzuzeigen.

2. Ermöglichen Sie den Schülern, ihre Arbeit bequem von ihrem Schreibtisch aus zu teilen.

3. Nehmen Sie Unterrichtsvideos für die Schüler auf.

4. Verwenden Sie Mobiltelefone als Dokumentenscanner, ohne auf Vibrationsprobleme zu stoßen.

5. Steigern Sie das Engagement und die Beteiligung der Schüler, indem Sie das Klassenzimmer zu einem interaktiven Ort machen

Strombedarf:

Die Dokumenten-(Nicht)-Kamera ist batteriebetrieben und kann mit 5 AA-Batterien oder einer 9-V-Batterie betrieben werden. Alternativ kann er auch mit 2-18650 Akkus betrieben werden. Ich habe meinen Akku hergestellt, indem ich zwei 18650-Akkus aus einem 24-V-Akku für Elektrowerkzeuge bezogen habe, aber das ist eine ganz andere Geschichte.

Mein Ziel:

Ich hoffe, dass dieses Gerät Ihnen hilft zu erkennen, dass es möglich ist, kostengünstige Technologielösungen einzusetzen, um den Unterricht ansprechender und interaktiver zu gestalten. Außerdem hoffe ich, dass die Sponsoren von MINT-, Mathe- und Naturwissenschaften-Clubs sehen, dass einfache Projekte wie diese verwendet werden können, um Studenten für Ingenieurdesignaktivitäten zu begeistern. Dieses Projekt und andere Projekte wie dieses werden im Rahmen von MINT Project-based Learning (MINT PBL) genutzt, um wissenschaftliches und ingenieurwissenschaftliches Denken zu fördern.

Mein Versprechen als Pädagoge:

Ich kann scheitern, während ich es versuche, aber ich werde nie scheitern, wenn ich es versuche

Schritt 1: Materialien und Komponenten

1 X Schaumstoffplatte vom Dollarbaum. 1,00 $

1 x 9V Batteriepack von Dollar Tree. 1,00 $

2 X Handyhalter von Dollar Tree $2.00

1 X Massiver Metallstab von Lowe's. $3,28

1 X Farbmischstab von Home Depot. 0,98 $

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

1 X L298N Motortreiber von Amazon. $6.99

1 X NEMA 17 Schrittmotor von Amazon. 13,99 $

1 x 400 mm Leitspindel von Amazon 10,59 $

1 X Flexible 5mm bis 8mm Kupplung von Amazon $6.59

Sie benötigen außerdem Folgendes:

• Viele Überbrückungskabel zum Anschließen der elektrischen Komponenten
• Muttern und Schrauben geeigneter Größe, um die Trapezmutter am Holzarm zu befestigen
• Eine Bohrmaschine
• Ein Voltmeter
• Viel Geduld und
• Eine liebevolle, fürsorgliche Frau, die die Teile festhält, während Sie versuchen, sie zu kleben. Außerdem wird sie Bilder machen wollen, um sie auf Facebook zu teilen
• Optional: Eine 7-jährige Tochter oder ein Sohn, die Ihnen beim Testen des Geräts helfen

Ich bin sicher, dass ich vergessen habe, einen Teil zu erwähnen, also erinnere mich bitte in den Kommentaren daran.

Schritt 2: Basis mit der Vorlage vorbereiten

1. Schaumstoffplatte in 7,5 "X 5" Stücke schneiden. Sie benötigen 4 dieser Teile.

2. Kleben Sie zwei der Teile mit Heißkleber zusammen.

3. Schneiden Sie die Schablone an den gestrichelten Linien aus und kleben Sie sie mit normalem Kleber auf eines der 7,5 "X 5" Stücke.

4. Verwenden Sie die Schablone, um das Loch für den Schrittmotor zu schneiden.

5. Verwenden Sie die Schablone, um das Loch für die Stützstange zu schneiden.

WICHTIG:

Befestigen Sie ein weiteres Stück von 7,5 "X 5" Stück an der Unterseite der beiden geklebten Stücke.

Schritt 3: Bereiten Sie den Arm für den Handyhalter vor

Trapezmutter anbringen

• Als Arm habe ich ein Farbmischpaddel von Homedepot (Paint Mixing Paddle) verwendet. Sie können ein langes Stück Holz, das zwischen 18" und 24" lang ist, als Arm verwenden.
• Bestimmen Sie anhand der Schablone die ideale Stelle, um die Trapezmutter am Arm zu befestigen.
• Bohren Sie durch das Loch in der Trapezmutter und befestigen Sie die Mutter wie in den Bildern gezeigt am Arm.

Loch für die Stützstange bohren

Verwendung der Schablonenbohrung für die Stützstange

Schritt 4: Elektronische Komponenten anschließen

Schritt 5: Elektrische Komponenten anbringen

Elektronische Komponenten anbringen

• Verwenden Sie die Schablone, bohren Sie Löcher auf der Basis und befestigen Sie dann das Arduino, L298N und das Brotbrett an der Basis.
• Befestigen Sie 2,5 "X 5" Beine wie abgebildet an der Unterseite der Basis. (Das Bild zeigt die Länge von 3", bitte ignorieren und 5 verwenden")

Schritt 6: Arduino-Skizze hochladen

#enthalten

const int SchrittePerRevolution = 200; //Schritte pro Umdrehung

// Initialisieren Sie die Stepper-Bibliothek an den Pins 8 bis 11:

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

// Arduino-Pin-Nummern für die Tasten:

const int buttonPin2 = 2; // die Nummer des Druckknopf-Pins const int buttonPin3 = 3; // die Nummer des Druckknopfstiftes

// Zustand der Schaltflächen:

int buttonState2 = 0; // Variable zum Lesen der Drucktaste für den Down-Status Int buttonState3 = 0; // Variable zum Lesen des Tasters für den Up-Status

Leere Einrichtung () {

// Stellen Sie die Geschwindigkeit auf 150 U / min ein: myStepper.setSpeed (150); // Initialisieren Sie den seriellen Port: Serial.begin (9600);

// Initialisieren Sie die Drucktastenstifte als Eingang:

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

Leere Schleife () {

// den Zustand des Drucktastenwerts lesen: buttonState2 = digitalRead (buttonPin2); buttonState3 = digitalRead (buttonPin3);

// prüfen, ob der Taster gedrückt ist. Wenn ja, ist der buttonState HIGH:

if (buttonState2 == HIGH) {// Drehen Sie den Motor 100 Schritte vorwärts, wenn Taste 1 gedrückt wird myStepper.step (100); }

if (buttonState3 == HIGH) {

// Drehen Sie den Motor 100 Schritte rückwärts, wenn Taste 1 gedrückt wird myStepper.step (-100); } }

Schritt 7: Testen Sie das Gerät

Bringen Sie den Arm an und testen Sie dann das Gerät, um sicherzustellen, dass sich der Arm frei bewegen kann. Um zu sehen, wie der Arm am Gerät befestigt ist, sehen Sie sich das begleitende Video an. Achten Sie darauf, die Leitspindel und die Stützstange gerade zu halten.

Schritt 8: Handyhalter am Arm anbringen

• Entfernen Sie den unteren Teil der Handyhalterung
• Bringen Sie den ersten Halter etwa 7 Zoll vom Ende der Seitenwand entfernt an
• Befestigen Sie den zweiten Halter nahe am Ende des Arms

WICHTIG: Stellen Sie sicher, dass sich der Halter noch dreht, nachdem Sie die Schraube durch den Arm gesteckt haben. Verwenden Sie bei Bedarf Unterlegscheiben oder Muttern, um Platz zu schaffen.

Schritt 9: Bauen Sie das Gehäuse auf

Baue die Seitenwände

• Schneiden Sie zwei Stücke Schaumstoffplatte aus.

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

Befestigen Sie die beiden Teile wie in den Bildern gezeigt mit Heißkleber an der Basis.

Bauen Sie die Top-Unterstützung auf

Schneiden Sie mit der Schablone ein Stück Schaumstoffplatte für die obere Stütze. Identifizieren Sie die beiden Löcher für die Leitspindel und die Stützwelle. Schneiden Sie Löcher mit einem Cuttermesser. Platzieren Sie die obere Stütze an den Wänden, während Sie die Leitspindel und die Stützstange hindurchführen. Die Struktur sollte sich steif und stark anfühlen.