Programme du camp STEAM de septembre 2020

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• Article Title: September 2020 STEAM Camp Curriculum/fr

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Le programme comprend 3 week-ends de construction. Au cours des sessions de construction et de conception, nous utiliserons OSE Linux] - un système d'exploitation de rêve pour les créatifs - qui est fourni à tous les participants sous forme de Live USB.

Week-end 1 : Construction d'une imprimante 3D. 2 : journées de 8 heures.

1. Construire une imprimante 3D complète à partir de zéro - D3D Universal v20.07 - comprenant un lit chauffant, une extrudeuse et un contrôleur. Repoussez les limites de ce que vous pouvez fabriquer vous-même - et comment vous pouvez lancer une entreprise dans votre communauté pour fabriquer des pièces utiles.
2. Apprenez à télécharger des microprogrammes, à calibrer la première impression et à commencer à imprimer.
3. Construisez une imprimante-extrudeuse 3D à partir de rien. Apprenez comment fonctionne une extrudeuse et comment vous pouvez la reconcevoir vous-même.
4. Leçon de conception sur la fabrication d'extrudeuses de qualité industrielle avec des chauffages de 80 W pour des taux d'extrusion de 20 lb
5. Construisez un lit chauffé à partir de rien. La même technologie de chauffage au nichrome peut être utilisée pour les fours et les étuves pour fondre l'aluminium.

Jour 1

1. Heure 1 : 11 heures à midi : 30 minutes d'introduction à l'OSE - Conception collaborative. Il s'agit d'un véritable exercice de conception collaborative.
2. Heure 2 : Midi. Début de la construction d'une extrudeuse - 15 minutes - conception d'une extrudeuse et comment en concevoir une autre. Nous publions tous des photos dans un dossier Google Photos ou FB, et les documentalistes affinent la documentation
3. 3e heure : Construction d'un lit chauffant - Construisez un élément chauffant en nichrome et faites un lit chauffant avec celui-ci. Comprend 15 minutes sur la conception de l'élément chauffant et les calculs du fil nichrome afin que vous puissiez reconcevoir un élément chauffant de n'importe quelle taille.
4. Heure 4 : Construction d'axes universels - Comprend 15 minutes sur la conception d'axes universels - et comment les mettre à l'échelle pour n'importe quelle taille d'image.
5. Heures 5 à 7 : finition de l'extrudeuse, des axes, du lit chauffant.
6. 8e heure : Révision de la construction : nous discutons de la construction et des problèmes éventuels pour apporter des améliorations.
7. Après les heures de cours et avant le départ du lendemain à 11 heures : les participants terminent les parties non terminées.

Jour 2

1. Heure 1-2 : 11h à 13h : Construction du contrôleur. Leçon de 15 minutes sur le contrôleur universel.
2. Heures 3 à 5 : Procédure de démarrage. 1. Vérifier le sens de rotation des moteurs, y compris l'extrudeuse. Premières impressions.
3. Heure 6 : Utilisation de FreeCAD pour créer des dessins pour l'impression 3D.
4. Heure 7 : Votre premier dessin simple - tranché et imprimé en 3D.
5. Heure 8 : Comment feriez-vous pour fabriquer ou imprimer vous-même en 3D toutes les pièces de l'imprimante 3D ? Ou utiliseriez-vous l'imprimante 3D pour fabriquer une table de flambeau pour faire des tracteurs ? Tout cela est possible, et nous vous apprendrons à le faire. Notre objectif est de fabriquer d'autres pièces de l'imprimante 3D : roulements, arbres, contrôleur, écran, relais, fiche, etc. Discussion sur la technologie requise pour fabriquer chacun de ces éléments, en se basant sur ce qui se trouve dans le kit de construction du village global. Durée : 20 minutes : Leçons apprises - comment améliorer le programme.

Weekend 2 : Arduino, KiCad, programmation, et construction d'un microcontrôleur fonctionnel à partir de zéro

Ce week-end, vous apprendrez à fabriquer des microcontrôleurs fonctionnels et programmables - à partir d'une puce que vous pouvez acheter pour un dollar. Vous apprendrez les bases du codage et des contrôles, en construisant deux microcontrôleurs fonctionnels, l'un sur une plaque d'expérimentation et l'autre sur un circuit imprimé soudé.

Jour 3 - 4 heures

1. Apprenez Arduino, le codage, et construisez votre propre microcontrôleur de type Arduino à partir de zéro. Avec Mitch Altman. Voir les détails sur Arduino for Total Newbies. C'est votre guichet unique pour vous renseigner sur les microcontrôleurs et Arduino auprès de l'une des principales autorités en matière d'accès à la technologie.

Jour 4 - 5 heures

Apprenez le KiCad et les bases de la conception électronique en concevant et en construisant votre propre microcontrôleur. Faites l'expérience de toute la chaîne allant de KiCad à un microcontrôleur fonctionnel que vous soudez sur une plaquette pour en faire un appareil fonctionnel qui peut être programmé et utilisé dans des projets pratiques.

1. Heure 1 et 2 : Introduction à KiCad : 15 minutes. Commencez à concevoir votre propre microcontrôleur : sélectionnez les composants, faites les connexions et vérifiez votre conception. Exporter un layout à partir duquel vous pouvez travailler pour souder votre propre OSEno - le clone minimaliste d'OSE Arduino - sur un stripboard.
2. Heures 3-4 : Souder, établir et rompre des connexions et remplir le circuit imprimé de composants.
3. 5e heure : Révision de KiCad - modification du circuit. Test - faire clignoter les LED, et allumer les charges lourdes avec un relais à l'état solide. Note : nous utiliserons le relais à semi-conducteurs existant du D3D Universal - donc si vous n'avez pas construit le kit, vous devrez vous procurer votre propre relais à semi-conducteurs pour faire l'expérience vous-même - sinon vous pourrez regarder les autres le faire. Conclusion : discussion sur les enseignements et les moyens d'améliorer le programme.

Ressources

1. L'art du stripboard et du kiCad - [1]

Week-end 3 : Conception FreeCAD + Construisez votre propre moteur triphasé imprimé en 3D

Jour 5, 4 heures de cours + 4 heures de pratique

Apprenez-en plus sur la conception FreeCAD en concevant et en modifiant des roulements à billes, des roulements linéaires, des courroies de transmission et des poulies - tout ce que vous pouvez imprimer avec votre imprimante 3D pour réaliser divers types de systèmes de transmission et de démantèlement. Vous recevrez des roulements à billes - petits et grands - pour construire vos projets. Nous voulons que vous réfléchissiez à un système de démontage à faible coût et à force élevée qui peut être construit pour un broyeur de plastique pour le recyclage du plastique pour l'impression 3D.

1. Heure 1 : Le roulement à billes. FreeCAD - utilisation de tableurs et modification d'un roulement à billes imprimable en 3D. Ensuite, vous imprimez votre roulement à billes en 3D.
2. Heure 2 : Le roulement linéaire. Apprenez à concevoir, modifier et imprimer un roulement linéaire - soit avec des billes, soit avec du plastique sur du métal.
3. Heure 3 : La courroie flexible. Apprenez à concevoir, modifier et imprimer des courroies en caoutchouc.
4. Quatrième heure : La poulie. Concevez, modifiez et imprimez des poulies pour la transmission de puissance.
5. Heures 5 à 7 : Exercices. Collaborez et concevez un plan de masse. Utilisez le petit moteur de 100W, les roulements, les arbres, les poulies et les courroies fournis pour construire des exemples intéressants de drains d'entraînement fonctionnels. Voir l'inspiration à Open Source Shredder Build Pictures and Video
6. 8e heure : Montre et raconte - montrez à la classe ce que vous avez construit, et comment cela fonctionne. Discussion et leçons apprises.

Jour 6 - 8 heures

Vous pouvez maintenant utiliser vos compétences en CAO libre et votre imprimante 3D pour concevoir et construire un moteur électrique triphasé imprimé en 3D : [le moteur électrique de Dirk]]. Il s'agit d'une journée expérimentale au cours de laquelle vous pouvez utiliser notre conception existante - et la construire pour acquérir des connaissances de première main sur la façon de concevoir et de construire un moteur électrique efficace et sans balais - dont la puissance peut être empilée en ajoutant d'autres disques au système. Pour ce faire, vous devrez avoir imprimé toutes les pièces avant cette journée - car il faut une journée pour imprimer toutes les pièces.

1. Heure 1 : La conception du moteur triphasé OSE. Comment le mettre à l'échelle pour obtenir des tailles plus importantes ou y ajouter des disques. Calculs de la puissance, du champ magnétique et de la vitesse. Moteurs à balais ou sans balais. Axial vs radial (45 minutes).
2. Heure 2-3 : Commencez par enrouler les bobinages. Vous aurez besoin d'une perceuse sans fil pour pouvoir saisir les bobinages et les enrouler rapidement.
3. Heure 4 : Fixer les aimants au rotor, les bobines au stator, et connecter au contrôleur du moteur triphasé.
4. Heure 5-7 : Terminer la construction. Les participants travaillent à l'achèvement de la construction et posent des questions en cours de route.
5. 8e heure : Première course ! Discussion : applications et applications possibles du moteur. Leçons apprises, discussion et retour sur les améliorations futures.