Тук можете да намерите презентации и указания, свързани с темите на обучение, включени в STEM семинара. Материалите са групирани по тематични модули.

Сесия 1. Регистратор на данни

Измерване и запис на данни. Модул Наука

Задание „Сензори и измерване“ – Заданието има за цел учениците да се запознаят с работата на регистратор за данни Xploris и с различни начини за измерване и запис на данни. В първата сесия се извършва измерване директно чрез бутоните на регистратора. След това устройството се свързва със софтуера и се правят две нови измервания – едното автоматично по зададен алгоритъм през определен интервал от време, а другото ръчно чрез натискане на бутон. Така участниците сравняват различните начини за събиране на данни и начина на тяхното записване.

Проект „Шумомер“

Указания към проект „Шумомер“– В този урок учениците ще създадат шумомер, като използват регистратора за данни и неговия сензор за звук. Целта е да се измерва нивото на шума в околната среда и според стойността му върху дисплея на регистратора да се показват различни анимации. Първо в софтуера се отваря модулът „Изкуство“, където се създават анимирани изображения. Учениците създават анимация, съставена от няколко кадъра, които ще се показват на дисплея на регистратора. След това се преминава към модула за програмиране, където се създава алгоритъм, който използва данните от сензора за звук. В програмата се задава условие: когато нивото на шума е над определена стойност, се показва една анимация; когато нивото на шума е под тази стойност, се показва друга анимация. По този начин регистраторът визуално показва дали средата е тиха или шумна, като автоматично сменя анимациите според измерените стойности на шума.

Видео за създаване на анимирано изображение. На видеата можете да видите стъпка по стъпка начин за създаване на анимирано изображение.

Видео за проект „Шумомер“ – на видеото можете да видите приемерна реализация на проекта.

Сесия 2. Данни и програмиране

Проект „Гараж“

Задание „Гараж и светлина“ – В този проект учениците създават роботизирана кола, която симулира паркиране в гараж. Когато колата влезе в гаража, светлините се включват автоматично, а когато околната среда е достатъчно светла – светлините се изключват. За целта се използва регистратор на данни, който измерва осветеността и управлява светлинния индикатор. Учениците трябва да проектират и конструкция за закрепване на регистратора върху роботизираната кола, която се управлява дистанционно чрез приложение. Допълнително, при засичане на по-силен шум върху дисплея на регистратора се стартира анимация. Проектът съчетава програмиране, конструиране и работа със сензорни данни.

Указание за свързването на робота RVR с мобилно приложение за управление Sphero Edu можете да видите ТУК.

Проект „Парктроник“

Задание „Парктроник“ – В този проект учениците създават система, която симулира работата на автомобилен парктроник. Роботизираната кола се управлява дистанционно, а чрез регистратор на данни се измерва разстоянието до препятствие. Когато бъде засечена преграда, системата подава сигнал чрез звук и визуална анимация на дисплея на регистратора. В зависимост от измереното разстояние на екрана се показват различни изображения, които предупреждават за опасност. Проектът съчетава програмиране, работа със сензори и управление на робот.

Сесия 3. Microbit и роботика

Указания за работа с Microbit – Темата запознава учениците с платката Micro:bit – малък програмируем компютър, който позволява създаване на интерактивни проекти. Учениците се запознават с основните елементи на устройството – LED дисплей, бутони, сензори и входно-изходни пинове, както и с възможностите за безжична комуникация. Чрез средата MakeCode те създават програми с блокове, тестват ги в симулатор и реализират практически задачи, които демонстрират как Micro:bit може да реагира на светлина, докосване и други сигнали.

Проект „Музикална кутия“ – самостоятелно изработване на музикална кутия. Свири, когато е отворена и музиката спира, когато кутията бъде затворен.

Сесия 4. IoT – Интернет на нещата. Модел на умна къща

Проект „Интелигентна светлина“

Задание „Включете лампата“ – учениците се запознават с основните принципи на електрическата верига и начина, по който се включва светлинен източник. Учениците научават какво е LED светодиод и как се свързва към контролерна платка. Чрез практическа задача те програмират LED модул, който се включва и изключва, като създават прост светлинен ефект като част от модел на „умен дом“.

Задание „Умна светлина“ – Заданието „Умна светлина“ насочва учениците към създаване на система за автоматично управление на осветление като част от модел на „умен дом“. Учениците използват светлинен сензор и PIR сензор за движение, за да управляват LED светлина според условията на средата. Чрез програмиране на контролерната платка те създават логика, при която лампата се включва само когато е тъмно и бъде засечено движение, а през деня остава изключена. По този начин учениците прилагат знания по електроника, сензори и програмиране за създаване на проста интелигентна система за осветление.

Проект „Интелигентна система за контрол на температурата и влажността“

Задание „Измерване на температура и влажност“ – В това задание учениците създават система за измерване на температура и влажност в модел на „умен дом“. Чрез сензора DHT11 те отчитат стойностите на температурата и влажността и ги показват в реално време на цифров дисплей, като използват контролерна платка и програмиране.

Задание „Умен вентилатор“ – В това задание учениците създават интелигентен вентилатор, който се включва автоматично при повишаване на температурата. Температурата се измерва със сензор DHT11, а чрез програмиране се управлява DC мотор, който задвижва перката на вентилатора и създава движение на въздуха. По този начин учениците се запознават с принципа на работа на електродвигателя и неговото приложение в системи за автоматизация.

Задание „Контрол на температурата и влажността“ – В това задание учениците създават интелигентна система за контрол на температурата и влажността в модел на „умен дом“. Чрез сензора DHT11 се измерват стойностите на температурата и влажността, които се показват на цифров дисплей. При висока температура системата автоматично включва вентилатор, а при ниска влажност се активира овлажнител (пулверизатор), който превръща водата във фина мъгла и повишава влажността на въздуха. Така учениците се запознават с принципа на работа на овлажнителите и тяхното приложение в системи за автоматичен контрол на средата.

Проект „Интелигентна система за сигурност“

Задание „Пожарна аларма“ – В това задание учениците създават проста противопожарна алармена система като част от модел на „умен дом“. Чрез сензор за пламък системата открива наличие на огън. Когато бъде засечен пламък, контролерната платка активира светодиод и зумер, които подават светлинен и звуков сигнал за тревога. По този начин учениците се запознават с принципа на работа на системите за пожароизвестяване и с използването на сензори и електронни модули за повишаване на безопасността.

Задание „Пожарна аларма и изтичане на газ“ – В това задание учениците разширяват системата за противопожарна защита, като към сензора за пламък се добавя и сензор за газ MQ-4. Системата следи за наличие на пламък или изтичане на природен газ. Ако бъде засечен пламък или повишена концентрация на газ, се задейства предупредителен сигнал – светодиодът мига, а зумерът издава звукова аларма. По този начин учениците се запознават с принципа на работа на газовите сензори и с изграждането на интелигентни системи за безопасност в „умен дом“.

Сесия 5. 3D моделиране и принтиране

Указания за работа с Tinkercad – Стартов 3D модел

3D STEM ключодържател

Указания за изработване на STEM ключодържател – В този проект учениците се запознават с основите на 3D моделирането в средата Tinkercad. Те създават собствен модел на ключодържател, като използват основни геометрични фигури, добавят текст и декоративни елементи, групират обекти и оформят отвор за закрепване. След завършване на модела учениците го експортират във формат за 3D печат и се запознават с подготовката му за принтиране чрез софтуер за слайсване. Урокът развива пространствено мислене, дигитални умения и основи на 3D дизайна и прототипирането.

Софтуер Orca Slicer

Указания за работа с Orca slicer – Orca Slicer е софтуер за подготовка на 3D модели за печат. Той преобразува 3D модела в множество тънки слоеве (процес, наречен слайсване), които 3D принтерът отпечатва един по един. В програмата могат да се задават параметри като тип материал, размер на модела и настройки на принтера, след което се генерира файл, който принтерът използва за отпечатване на обекта.