Светлосна скулптура
Спонзорисана лекција од стране КЕИСИГХТ Тецхнологиес
Овај изазов подстиче ученике да ангажују своју креативну страну како би дизајнирали светлосну скулптуру која изражава личност тима. Они ће дизајнирати, програмирати и представити светлосни шоу са основним електричним колима, матичним плочама и микроконтролерима користећи Тинкерцад. Они такође дизајнирају креативни дисплеј за свој дизајн светла користећи свакодневне предмете и поклоне групи.
- Истражите Арудино и основе израде плоча
- Симулирајте са Тинкерцад Елецтроницс
- Дизајнирајте светлосну скулптуру са креативним светлосним узорком и приказом
Старосни нивои: 11-18
Материјали за израду (за сваки тим)
Materijali
Хигх Тецх опција
- Студентски листови
- Материјали студентског тима
- рачунар
- Ардуино микроконтролер
- Ардуино ИДЕ софтвер
- Матична плоча (без лемљења)
- Више ЛЕД диода (мин. 4)
- Више жица за краткоспојнике (мин 4)
- Више отпорника од 330 ома (мин 4)
- ТинкерЦад & ТинкерЦад кола (бесплатно - само треба да се региструјете)
- Материјали за израду прототипа (картон, картон, врући лепак, трака)
Нискотехнолошки почетници и виртуелна опција (без Арудина и широкопојасног приступа)
- рачунар
- Тинкерцад & Тинкерцад Цирцуитс (бесплатно - потребно је само да се региструјете)
- Материјали за израду прототипа (картон, картон, врући лепак, трака)
- Лампе (по једна за сваког члана тима)
Лигхт Арт
Креативност са светлошћу
Светлост се често користи као алат у уметности. Размислите о ватрометима које сте видели, а који су синхронизовани са музиком... или како витраж оживљава када се осветли од позади. Са напретком технологије, осветљење многих врста сада се користи за изражавање прославе, мисли или идеје.
Осветљење се користи за додавање визуелног слоја концертима, за додавање драме позоришним продукцијама и за додавање боје вечерама или венчањима.
Дизајнери осветљења су ограничени само својом маштом и материјалима и ресурсима који су им доступни!
Прочитајте овај чланак који је написао Лее Фостер на Фостертравел.цом о светлосним уметничким скулптурама широм Сан Франциска. Извор: https://www.fostertravel.com/light-art-sculptures-proliferate-in-san-francisco/
Светле уметничке скулптуре се размножавају у Сан Франциску
Аутор Ли Фостер, 4. децембар 2018
Релативно нова уметничка форма се сада шири у Сан Франциску. Зове се „светлосна уметност“, што значи коришћење светлости за стварање уметничких скулптура, ноћу. Сам Град је мрачно платно. Сходно томе, светла уметност се последњих година појављује као главни облик уметничког изражавања у Сан Франциску.
Најдраматичнија од ових инсталација је „Светла залива“ Леа Виљареала, која трајно осветљава западни део моста у заливу Сан Франциско Оукланд. Ово веома популарно „привремено” осветљење у прошлости се касније појавило као вишегодишња визуелна радост. Да сумирамо, градски очеви и мајке су мудро одговорили на захтев народа да ово уметничко дело постане трајно.
Уметници су створили многе друге велике светле као уметничке инсталације у граду. Привлачне су за гледање током целе године, али посебно у периоду децембарских празника. Међутим, децембар је најмрачније доба године, зимски солстициј. Као резултат тога, људи траже неку поруку просветљења у вези са својим стањем.
Ево неколико инсталација које треба узети у обзир током целе године, али посебно у периоду празника.
Пиер 14, источно од зграде трајекта
Пиер 14 је први велики јавни пристан источно од зграде трајекта, само неколико минута хода. Ово пристаниште је пешачка стаза. То је ваше најбоље и прво место на коме можете уживати у светлосној уметности у Сан Франциску. Са краја овог пристаништа изблиза можете видети предивно осветљење Бејског моста.
Међутим, током периода празника, станите на крај овог пристаништа и осврните се на хоризонт Сан Франциска. У празничном периоду, зграде Ембарцадеро центра су осветљене попут кутијастих божићних поклона.
Тхе Баи Лигхтс, на мосту Сан Францисцо-Оакланд Баи
Лео Виљареал је поставио високу летвицу за такмичаре у светлу. Имао је и домишљатост и политички утицај да организује светлосни приказ на Беј Бриџу. Касније је његов рад постао омиљен и код мештана и код посетилаца. Ово оригинално и отмјено ремек-дело осветљења је врхунско.
Овај подухват ће се историјски посматрати као паралела ноћном осветљењу Ајфелове куле у Паризу. Виллареал представља највећу светску ЛЕД светлосну скулптуру, широку око 1.8 миље и високу 500 стопа. Програмирао је појединачно око 25,000 ЛЕД лампица. У почетку је светлосна скулптура славила 75th годишњице рођења моста Беј Бриџ (1936) са овим заслепљујућим приказом светлости који се никада не понавља. Светла висе на вертикалним нитима челичног кабла који држе мост. Укратко, привремена инсталација је постала икона, са позивима за вишегодишњу представу. Тренутни израз је трајан.
Фирефли, Голден Гате ат Полк
Пет Канов “Свитац” је на 525 Авенија Голден Гејт, где се Авенија Голден Гејт сусреће са улицом Полк, у области Цивиц Центер. Кан је еколошки уметник који је добио комисију за стварање ове кинетичке скулптуре од 12 спратова од Комисије за уметност Сан Франциска.
Његово платно је предњи део седишта Комисије за јавне комуналне услуге (ПУЦ) Сан Франциска. Кахнов „Фирефли“ се састоји од хиљада прозирних поликарбонатних панела величине пет инча. Закачио је панеле да се слободно крећу на ветру. Сходно томе, током дана, ефекат изгледа као талас. Међутим, ноћу, покрет постаје живописан талас светлости. Панели се повезују са електричним прекидачима који покрећу ситна ЛЕД светла.
Светла опонашају кријеснице, угрожену врсту којој су за опстанак потребна приобална средина. „Фирефли“ је стална инсталација. Станите одмах испод скулптуре на тротоару и погледајте горе да бисте добили пуни ефекат светлуцавих кријесница ноћу.
Језик птица
Светлосна скулптура Брајана Гогина и Дорке Кеехн, звани „Језик птица,” је на раскрсница авеније Бродвеј и Колумбус у Норт Бичу. Ово је стална поставка, део Грађанске уметничке колекције, која се може видети 24 сата дневно и са аспектом ноћног осветљења.
Уметничка комисија Сан Франциска одобрила је уметничко дело. Средства су дошла из програма од два процента за уметност који се наплаћује програмерима. Овај комад је део пешачке стазе између Кинеске четврти и Северне плаже. Поставка представља књиге, као у лету. Као резултат тога, књиге подсећају на птице у покрету. Другим речима, могли би да буду голубови у лету. Крила лепршају у различитим положајима. Ноћу ЛЕД светла уграђена у књиге стварају променљиве визуелне обрасце.
Ова скулптура је једно од првих јавних уметничких дела са соларном енергијом у Калифорнији. Да појаснимо, скулптура пумпа струју у градску мрежу током сунчаних дана.
Пешаци који ходају овде приметиће речи на тротоару испод књига. Речи као да падају са страница књига. Оно што је најважније, речи су на енглеском, италијанском и кинеском, одражавајући оближње заједнице.
Ефикасност савремених извора за стварање светлости у великој мери смањује трошкове енергије скулптуре светлости као уметности. Укратко, скулптура Неда Кахна „Фирефли“ је толико ефикасна да користи мање енергије од једне старомодне сијалице од 75 вати.
27 Тренутних уметничких инсталација трајног светла у Сан Франциску
Људи из туризма у СФТРАВЕЛ-у.цом пратите сталне светлосне уметничке инсталације у Сан Франциску. Ево тренутне листе: https://www.fostertravel.com/light-art-sculptures-proliferate-in-san-francisco/
Улога лаких уметности
Медиј прошлости за уметност обично су били физички предмети, као што су извајани камен и изливена бронза. Штавише, још један популаран облик била је боја која се наноси на површину, као што је платно. Међутим, у овим модерним скулптурама светлости као уметности у Сан Франциску, нови материјали и стратегије показују своју генијалност. Компјутер или ветар могу да контролишу уметност. Светлост видљива ноћу може сама по себи бити сачувана сунчева светлост, коју уметнички објекат сакупља током сунчаног дела дана.
Више извора светлосних скулптура
Видео везе
- Уметност светлосне скулптуре Вилијама Леслија https://www.youtube.com/
- Невероватне светлосне скулптуре на зимском фестивалу светлости у Портланду https://www.youtube.com/
- Кристални лустер – Кинетичка светлосна скулптура https://www.youtube.com/
- Иллусион Фиреворкс Британско првенство у музичком ватромету https://www.youtube.com/
- Светла се крећу у ритму музике: https://www.youtube.com/
Интернет Цоннецтионс
- Лигхт Арт https://en.wikipedia.org/wiki/Light_art
- Светле уметничке скулптуре се размножавају у Сан Франциску: https://www.fostertravel.com/light-art-sculptures-proliferate-in-san-francisco/
- Сакупљач светлосних скулптура: https://sculpturecollector.wordpress.com/2011/02/07/what-is-light-sculpture/
Дизајн изазов
Тимови дизајнирају светлосну скулптуру (облик скулптуре где су светла примарни медиј изражавања). Направите светлосни шоу примењујући оно што су научили из основних кола, матичних плоча и микроконтролера и симулирајте у Тинкерцад кола и користите ЦАД (Тинкерцад или други пакет) да дизајнирате скулптуру за кућиште или покривање електронике која ће побољшати светлосни шоу.
kriterijumi
- Најмање 4 ЛЕД диоде у дизајну
- Дизајн скулптуре у ЦАД-у
- Коришћени мешани медији за коначни прототип светлосне скулптуре
- Опционо: 3Д штампа један елемент скулптуре (ако имате приступ)
Заједно са ученицима: Ожичење и кодирање
ВИСОКА ТЕХНИКА ОПЦИЈА
Задатак 1: Укључите и искључите 4 ЛЕД-а, а затим извршите следеће кораке
- Поделите одељење у групе од по два ученика.
- Нека ученици погледају слику 1 (ако је потребно) да их води кроз ожичење. Уверите се да ако намеравају да повежу две жице да уметну жице у истом реду. Нека свака група ученика испуни следеће:
- Почните тако што ћете прво покренути жицу из ГНД пин на Ардуину до (-) повер раил на левој страни матичне плоче. Ово осигурава да ће све што је додатно укључено у (-) напојну шину такође бити повезано на ГНД.
- Додајте четири ЛЕД диоде, почевши од врха. Запамтите да свака ЛЕД диода има дугу и кратку ногу. Укључите дужу ногу у први ред, а краћу ногу у други ред.
- Затим користите отпорник од 330 ома да повежете други ред (и кратку ногу ЛЕД диоде) на ГНД.
- Коначно, повежите пин 13 на дугу ногу ЛЕД-а користећи кратку краткоспојничку жицу до првог реда. Поновите ово за преостале три ЛЕД диоде.
- Нека ученици направе нови код у Ардуино софтверу како би 4 ЛЕД диоде трептале. Ако је потребно, нека копирају код приказан на слици 2. Ово је брз и једноставан пример кода да би све четири ЛЕД диоде трепериле. (Запамтите: код користи посебне знакове интерпункције и разликује велика и мала слова.)
- Нека ученици учитају код кликом Покрените на Ардуину. Ако се појаве синтаксичке грешке, предложите ученицима да још једном провере свој куцање. Када ученици добију поруку која каже „Отпремање је завршено“, нека погледају своја кола – све четири ЛЕД диоде треба да трепере (погледајте слику 3).
- Прегледајте са ученицима шта код ради објашњавајући сваки део кода (погледајте слику 4)
Сваком Ардуино програму су потребне ове две функције да би радио: воид подесити () {…} Ово покреће програм и покреће цео код унутар {вирдзатих заграда} једном.
воид лооп () {…} Ово је главна функција и непрекидно ће се понављати.Погледајте видео за позадину роботике за дубље објашњење о подешавању празнине и воид петљи.дигиталВрите (13, ВИСОКО) команда поставља напон на пину 13 на ВИСОК напон (5В). Укључује ЛЕД диоде.дигиталВрите (13, ЛОВ) команда поставља напон на пину 13 на НИЗАК напон (0В уземљење). Искључује ЛЕД диоде.
кашњење (500) команда паузира програм на 500 милисекунди (1/2 секунде) пре преласка на следећу инструкцију.Погледајте Арудино језичку страницу за додатну помоћ: https://www.arduino.cc/reference/en/
Такође погледајте СпаркФун Ардуино водич за додатну помоћ: https://learn.sparkfun.com/tutorials/digital-sandbox-arduino-companion/0-setup-and-loop2. задатак: Ученици се играју различитим шарама
- ЛЕД Цхасер: Измените код тако да се ЛЕД диоде пале једна по једна, једна за другом с лева на десно, са најмање 1/10 секунде пре него што се следећи ЛЕД укључи, а затим се све гасе. Бонус: Сада га модификујте тако да се ЛЕД диоде такође гасе једна по једна. Погледајте узорак овде: https://create.arduino.cc/projecthub/msr048/led-chaser-f6ec89
- ЛЕД диода за померање: Измените код тако да се само једна ЛЕД диода укључи и помера с лева на десно, а затим назад - тако да изгледа као да ЛЕД лампица поскакује напред-назад. Бонус: Сада модификујте код тако да се постепено убрзава и успорава. https://www.makerspaces.com/15-simple-arduino-uno-breadboard-projects/ (Погледајте #6 ЛЕД померајући ЛЕД)
Задатак 3: Ученици креирају јединствену „Лигхт Схов”
Фаза пројектовања електронике
Након играња са различитим шарама, сада ће ученици креирати сопствену јединствену светлосну представу за свој изазов Светлосне скулптуре. Тимови ће дизајнирати сопствени образац, а затим развити код за њега. Морају да испланирају низ ЛЕД диода који раде нешто јединствено. Они могу размотрити додавање музике – кореографски трепћући ЛЕД на 15 секунди музике.
Документ
Нека тимови направе видео снимак како би снимили своју креацију да би се поделили.
Фаза тестирања електронике: симулирајте и тестирајте виртуелно у ТинкерЦад круговима:
Нека ученици покушају да направе прототип своје светлосне емисије у ТинкерЦад Цирцуитс пре него што је направе. Тестирајте и редизајнирајте тамо (слика 5). Када имају прототип који ради, нека га направе.Ученици стварају светлосну скулптуру
Нека ученици дизајнирају и затим прототипирају светлосне скулптуре у ЦАД-у, а затим 3Д штампају део (или све) скулптуре. Ученици могу да користе друге материјале као што су картон, картон, целофан или било који други пронађени материјал за скулптуру мешовитих медија.Напомена наставника: Изазовите ученике да размисле о томе како би могли да поново позиционирају ЛЕД диоде и модификују свој код да би створили цоол ефекат. Користите продужне жице да померите ЛЕД диоде са матичне плоче. Након што ученици конструишу своје скулптуре, усмерите их назад на њихово програмирање. Предложите им да направе најмање два различита „режима“ или програма који се покрећу на њиховим скулптурама са периодом „искључења“ од две или три секунде између два режима. На пример, учините да први режим буде једноставан, мекан образац који се споро мења, а други светло за диско/денс забаву.
ЛОВ ТЕЦХ ОПТИОН
- Нека ученици дизајнирају и прототипирају своју светлосну емисију у ТинкерЦад Цирцуитс. Ако је могуће, нека покушају да физички реплицирају своју представу помоћу батеријских лампи. Свака особа постаје ЛЕД у дизајну и реплицира свој образац.
- Затим нека ученици дизајнирају, а затим прототипирају светлосне скулптуре у Тинкерцад ЦАД-у, а затим 3Д штампају део (или све) скулптуре. Ученици могу да користе друге материјале као што су картон, картон, целофан или било који други пронађени материјал за скулптуру мешовитих медија. Уверите се да размотре обезбеђивање приступа за батеријске лампе.
- Састављајући их заједно. Тестирајте светлосне скулптуре реплицирањем светлосне представе кроз скулптуру.
Модификација времена
Лекција се може изводити за само 1 час за старије ученике. Међутим, да бисте ученицима помогли да се осећају пожуривано и да би им осигурали успех (посебно за млађе ученике), поделите наставу на два периода дајући ученицима више времена за мозгање, тестирање идеја и дораду њиховог дизајна. Спроведите тестирање и извештавање у наредном периоду наставе.
Напредне Ардуино апликације?
Беионд Фласхинг Лигхтс
Ако сте завршили Ардуино Блинк Цхалленге, постоји много других апликација за употребу Ардуино плоче које можете сами, као тим, у учионици или у своје време испробати. Напредне водиче можете пронаћи и на http://arduino.cc/en/Tutorial/HomePage да вам покаже како се чита прекидач, очитава потенциометар, помоћу тастера се контролише ЛЕД, пушта тонови на више звучника, прави се тракасти графикон ЛЕД-а, шаље текстуални низ или чак излазе вредности из барометријског сензора притиска као интернет страница.
Следи неколико примера идеја како бисте видели колико су све нове рачунарске вештине свестране!
Контролни сензори
Покушајте да управљате спољним сензором помоћу свог Ардуина. Можете узорковати ваздух за загађење, препознати колико је светло светло подручје, поставити аларм за поплаву сензором за воду или прикључити детектор покрета. Или размислите о употреби Ардуина за контролу сензора који мере електромагнетна поља, узоркују ваздух за ниво влажности, мере температуру, утврђују да ли је у ваздуху присутан гас или прикупљају податке из анемометра који мери брзину ветра. На Ардуино можете чак да прикачите скенер бар-кода (који симулира тастатуру) или тастатуру.
Визуелне и аудио апликације
Ваш ардуино се може подесити за управљање системом камера и контролу поставки фотографије. То се може учинити са већином опреме, укључујући Никон, Цанон, Сони, Минолта, Олимпус и Пентак камере. На Ардуино можете чак да прикачите скенер бар-кода (који симулира тастатуру) или тастатуру.
Мотори и роботика
Ардуино је одличан алат за контролу мотора и роботике. Покушајте да повежете једносмерне моторе или корачне моторе. Можете да контролишете изузетно прецизан корачни мотор помоћу потенциометра са Ардуином.
Заједница програмера
Постоји растућа заједница програмера Ардуино апликација који деле код, идеје и примере. Додатну документацију је креирала Ардуино заједница на вики игралишту за јавно уређивање на адреси http://playground.arduino.cc.
Шта је Ардуино?
Рачунарство отвореног кода
Ардуино је физичка рачунарска платформа отвореног кода заснована на једноставној плочи микроконтролера и развојном окружењу за писање софтвера за плочу. Ардуино се може користити за развој интерактивних објеката, узимајући улазе од разних прекидача или сензора и контролишући разна светла, моторе и друге физичке излазе. Ардуино пројекти могу бити једноставни - попут укључивања и искључивања светла - или врло сложени. Даске се могу саставити ручно или купити унапред састављене; софтвер отвореног кода се може преузети бесплатно. Софтвер Ардуино ради на оперативним системима Виндовс, Мацинтосх ОСКС и Линук.
Рачунарско програмирање
Рачунарско програмирање (често скраћено на програмирање или кодирање) је процес дизајнирања, писања, тестирања, отклањања грешака и одржавања изворног кода рачунарских програма. Код се може писати на више различитих програмских језика. Програмирање је у основи скуп упутстава које рачунар или други уређај користи за извршавање задатка - то може бити паљење светла, отварање врата или писање документа.
Ардуино развојно окружење
Развојно окружење или софтвер Ардуино садржи уређивач текста за писање кода, подручје за поруке, текстуалну конзолу, траку с алаткама са тастерима за уобичајене функције и низ менија. Повезује се са Ардуино хардвером за отпремање програма и комуникацију са њима. Софтвер написан помоћу Ардуина назива се „скица“. Ове скице су написане у уређивачу текста. Скице се чувају са наставком датотеке .ино. Постоје функције за резање / лепљење и за претраживање / замену текста. Подручје за поруке даје повратне информације током чувања и извоза, а такође приказује грешке. Конзола приказује излаз текста у окружењу Ардуино, укључујући комплетне поруке о грешкама и друге информације. У доњем десном углу прозора приказана је тренутна плоча и серијски порт.
Ардуино туторијали за више информација и помоћи.
Напомена: Неки садржај и слике на овој страници изведени су из Ардуино.цц путем њиховог препорученог водича за почетак рада за Ардуино (http://arduino.cc/en/Guide/HomePage). Текст Ардуина геттинг започет водич је лиценциран под лиценцом Цреативе Цоммонс Аттрибутион-СхареАлике 3.0. Узорци кода у водичу објављени су у јавном домену.
Фром ТриЕнгинееринг Лекција за трептај Ардуино
- Инжењери: Проналазачи и решавачи проблема у свету. Двадесет пет главних специјалности признато је у области инжењерства.
- Процес инжењерског пројектовања: Процесни инжењери користе за решавање проблема.
- Критеријуми: услове које дизајн мора да задовољи као његова укупна величина итд.
- Ограничења: ограничења у материјалу, времену, величини тима итд.
- Прототип: Радни модел вашег решења за тестирање.
- Итерација: Тестирање и редизајн су једна итерација. Понављање (више понављања)
- Светла уметност: Уметничка форма која користи светлост као медиј изражавања.
Размотрите развој паметних тканина и начин на који се електроника уграђује у „носиве уређаје“.
- Посетите следећу веб страницу: ВТТ: Осветљење које можете савијати у било који облик https://www.vttresearch.com/en/news-and-ideas/lighting-you-can-bend-any-shape
- Да ли мислите да би сензори такође могли бити уграђени у лагану тканину? Које врсте и шта да раде?
- Можете ли се сетити било каквих здравствених ситуација које би могле имати користи од тога да неко носи ову Флекбригхт тканину или да у тканину буде уграђен екран са светлима?
- Шта је са уметничким апликацијама за ову тканину? Које би користи имале ЛЕД диоде које су уграђене у тканину?
Интернет везе:
- ВТТ: Осветљење које можете савијати у било који облик https://www.vttresearch.com/en/news-and-ideas/lighting-you-can-bend-any-shape
- Флекбригхт ЛедФоил: http://flexbright.fi/index.php/products
Белешка: Планови лекција у овој серији усклађени су са једним или више следећих скупова стандарда:
- САД Стандарди научног образовања (http://www.nap.edu/catalog.php?record_id=4962)
- Амерички научни стандарди следеће генерације (http://www.nextgenscience.org/)
- Стандарди за технолошку писменост Међународног удружења за технолошко образовање (http://www.iteea.org/TAA/PDFs/xstnd.pdf)
- Амерички национални савет наставника математике „Принципи и стандарди за школску математику“ (http://www.nctm.org/standards/content.aspx?id=16909)
- Заједнички основни амерички државни стандарди за математику (http://www.corestandards.org/Math)
- Удружење наставника информатике К-12 Стандарди рачунарске науке (http://csta.acm.org/Curriculum/sub/K12Standards.html)
Национални стандарди научног образовања Разреди 5-8 (узраст 10-14 година)
САДРЖАЈ СТАНДАРД А: Наука као упит
Као резултат активности, сви ученици би требало да се развијају
- Способности неопходне за научно испитивање
САДРЖАЈ СТАНДАРД Б: Физичке науке
Као резултат својих активности, сви ученици треба да развију разумевање
- Особине и промене својстава у материји
- Трансфер енергије
САДРЖАЈ СТАНДАРД Е: Наука и технологија
Као резултат активности у 5-8 разредима, сви ученици би требало да се развијају
- Способности технолошког дизајна
- Разумевање науке и технологије
САДРЖАЈ СТАНДАРД Ф: Наука у личној и социјалној перспективи
Као резултат активности, сви ученици треба да развију разумевање
- Ризици и користи
- Наука и технологија у друштву
Национални стандарди научног образовања Разреди 9-12 (узраст 14-18 година)
САДРЖАЈ СТАНДАРД А: Наука као упит
Као резултат активности, сви ученици би требало да се развијају
- Способности неопходне за научно испитивање
САДРЖАЈ СТАНДАРД Б: Физичке науке
Као резултат својих активности, сви ученици би требало да развију разумевање
- Интеракције енергије и материје
САДРЖАЈ СТАНДАРД Ф: Наука у личној и социјалној перспективи
Као резултат својих активности, сви ученици би требало да развију разумевање
- Наука и технологија у локалним, националним и глобалним изазовима
САДРЖАЈ СТАНДАРД Е: Наука и технологија
Као резултат активности, сви ученици би требало да се развијају
- Способности технолошког дизајна
- Разумевање науке и технологије
Национални стандарди научног образовања Разреди 9-12 (узраст 14-18 година)
САДРЖАЈ СТАНДАРД Г: Историја и природа науке
Као резултат активности, сви ученици треба да развију разумевање
- Наука као људски подухват
- Историјске перспективе
Научни стандарди следеће генерације, разреди 6-8 (узраст 11-14)
Инжењеринг дизајн
Студенти који покажу разумевање могу:
- МС-ЕТС1-1 Дефинишите критеријуме и ограничења проблема дизајна са довољно прецизношћу да обезбедите успешно решење, узимајући у обзир релевантне научне принципе и потенцијалне утицаје на људе и природну средину који могу ограничити могућа решења.
ЦСТА К-12 Стандарди рачунарске науке, разреди 6-9 (узраст 11-14)
Рачунарско размишљање:
- 13. Разумевање појма хијерархије и апстракције у рачунарству, укључујући језике високог нивоа, превод, скуп инструкција и логичке склопове.
Сарадња:
- 1. Примените продуктивност / мултимедијалне алате и периферне уређаје за групну сарадњу и подржите учење током читавог наставног програма.
- 3. Сарађујте са вршњацима, стручњацима и другима користећи заједничке праксе као што су програмирање у пару, рад у пројектним тимовима и учешће у активностима групног активног учења.
- 4. Изложите диспозиције неопходне за сарадњу: пружање корисних повратних информација, интегрисање повратних информација, разумевање и прихватање вишеструких перспектива, социјализација.
ЦСТА К-12 Стандарди рачунарске науке, разреди 6-9 (узраст 11-14)
Рачунарска пракса и програмирање:
- 1. Изаберите одговарајуће алате и технолошке ресурсе за обављање различитих задатака и решавање проблема.
- 2. Користите разне мултимедијалне алате и периферне уређаје за подршку личној продуктивности и учењу током читавог наставног програма.
- 5. Примените решења проблема користећи програмски језик, укључујући: понашање петље, условне изјаве, логику, изразе, променљиве и функције.
- 8. Показати диспозиције подложне отвореном решавању проблема и програмирању (нпр. Комфор са сложеношћу, упорност, браинсторминг, прилагодљивост, стрпљење, склоност ка спретности, креативност, прихватање изазова).
- 9. Прикупљајте и анализирајте податке који се излазе из више покретања рачунарског програма.
Рачунари и уређаји за комуникацију:
- 1. Препознајте да су рачунари уређаји који извршавају програме.
- 3. Покажите разумевање односа између хардвера и софтвера.
ЦСТА К-12 Стандарди рачунарске науке, разреди 9-10 (узраст 14-16)
Рачунарско размишљање:
- 2. Опишите процес развоја софтвера који се користи за решавање софтверских проблема (нпр. Дизајн, кодирање, тестирање, верификација).
Сарадња:
- 1. Радите у тиму на дизајнирању и развоју софтверског артефакта.
- 4. Утврдите како сарадња утиче на дизајн и развој софтверских производа.
Рачунарска пракса и програмирање:
- 3. Користите различите методе отклањања грешака и тестирања да бисте осигурали исправност програма (нпр. Тест случајеви, јединично тестирање, бела кутија, црна кутија, интеграционо тестирање)
- 4. Примените технике анализе, дизајна и примене за решавање проблема (нпр. Користите један или више модела животног циклуса софтвера).
- 8. Објасните поступак извршавања програма.
Рачунари и уређаји за комуникацију:
- 4. Упоредите различите облике уноса и излаза.
ЦСТА К-12 Стандарди рачунарске науке, разреди 10-12 (узраст 16-18)
Сарадња:
- 3. Процените читљивост и употребљивост програма које су написали други.
Стандарди за технолошку писменост - сва доба
Природа технологије
- Стандард 3: Студенти ће развити разумевање односа између технологија и веза између технологије и других поља студија.
Технологија и друштво
- Стандард 4: Студенти ће развити разумевање културних, социјалних, економских и политичких ефеката технологије.
- Стандард 6: Студенти ће развити разумевање улоге друштва у развоју и употреби технологије.
- Стандард 7: Студенти ће развити разумевање утицаја технологије на историју.
Дизајн
- Стандард 8: Студенти ће развити разумевање својстава дизајна.
- Стандард 9: Студенти ће развити разумевање инжењерског дизајна.
- Стандард 10: Студенти ће развити разумевање улоге решавања проблема, истраживања и развоја, проналаска и иновација и експериментисања у решавању проблема.
Способности за технолошки свет
- Стандард 11: Студенти ће развити способности за примену процеса дизајнирања.
- Стандард 12: Студенти ће развити способности за употребу и одржавање технолошких производа и система.
- Стандард 13: Студенти ће развити способности за процену утицаја производа и система.
Дизајнирани свет
- Стандард 17: Студенти ће развити разумевање и моћи ће да бирају и користе информационе и комуникационе технологије.
Ви и ваши саиграчи ћете искористити вашу креативну страну да дизајнирате светлосну скулптуру која изражава личност тима! Ви ћете дизајнирати, програмирати и представити светлосни шоу, израду плоча и микроконтролере користећи Тинкерцад. Такође ћете дизајнирати креативни приказ за своју светлосну скулптуру користећи свакодневне предмете и поклоне групи.
Критеријуми изазова за дизајн:
- Најмање 4 ЛЕД диоде у дизајну
- Дизајн скулптуре у ЦАД-у
- Коришћени мешани медији за коначни прототип светлосне скулптуре
ЛИГХТ СХОВ
Фаза планирања: Тхе Лигхт Схов Преп
- Укључите и искључите 4 ЛЕД диода. Повежите плочу за хлеб и Ардуино као што је приказано на слици 1. Довршите следеће:
- Почните тако што ћете прво покренути жицу из ГНД пин на Ардуину до (-) повер раил на левој страни матичне плоче. Ово осигурава да ће све што је додатно укључено у (-) напојну шину такође бити повезано на ГНД.
- Додајте четири ЛЕД диоде, почевши од врха. Запамтите да свака ЛЕД диода има дугу и кратку ногу. Укључите дужу ногу у први ред, а краћу ногу у други ред.
- Затим користите отпорник од 330 ома да повежете други ред (и кратку ногу ЛЕД диоде) на ГНД.
- Коначно, повежите пин 13 на дугу ногу ЛЕД-а користећи кратку краткоспојничку жицу до првог реда. Поновите ово за преостале три ЛЕД диоде.
Слика 1. Постављање и ожичење четири ЛЕД диоде.
- Направите нову скицу у Ардуино софтверу и да изгледа као код приказан на слици 2. Ово је брз и једноставан пример кода да би све четири ЛЕД диоде трептале. Запамтите: код користи посебне знакове интерпункције и разликује велика и мала слова.
- Затим учитајте код кликом Покрените на Ардуину. Ако се појаве синтаксичке грешке, још једном проверите куцање. Када добијете поруку која каже „Отпремање је завршено“, погледајте своја кола – све четири ЛЕД диоде треба да трепере!
- Шта ради код? – видети објашњења за сваки део кода на слици 3).
Сваком Ардуино програму су потребне ове две функције да би радио:
воид подесити () {…} Ово покреће програм и покреће цео код унутар {вирдзатих заграда} једном.
воид лооп () {…} Ово је главна функција и непрекидно ће се понављати.
Погледајте видео за позадину роботике за дубље објашњење о подешавању празнине и воид петљи.
дигиталВрите (13, ВИСОКО) команда поставља напон на пину 13 на ВИСОК напон (5В). Укључује ЛЕД диоде.
дигиталВрите (13, ЛОВ) команда поставља напон на пину 13 на НИЗАК напон (0В уземљење). Искључује ЛЕД диоде.
кашњење (500) команда паузира програм на 500 милисекунди (1/2 секунде) пре преласка на следећу инструкцију.
Погледајте Арудино језичку страницу за додатну помоћ: https://www.arduino.cc/reference/en/
Такође погледајте СпаркФун Ардуино водич за додатну помоћ: https://learn.sparkfun.com/tutorials/digital-sandbox-arduino-companion/0-setup-and-loop
- Сада се забавите играјући се са различитим светлосним обрасцима
- ЛЕД Цхасер: Измените код тако да се ЛЕД диоде пале једна по једна, једна за другом с лева на десно, са најмање 1/10 секунде пре него што се следећи ЛЕД укључи, а затим се све гасе. Бонус: Сада га модификујте тако да се ЛЕД диоде такође гасе једна по једна. Погледајте узорак овде: https://create.arduino.cc/projecthub/msr048/led-chaser-f6ec89
- ЛЕД диода за померање: Измените код тако да се само једна ЛЕД диода укључи и помера с лева на десно, а затим назад - тако да изгледа као да ЛЕД лампица поскакује напред-назад. Бонус: Сада модификујте код тако да се постепено убрзава и успорава. https://www.makerspaces.com/15-simple-arduino-uno-breadboard-projects/ (Погледајте #6 ЛЕД померајући ЛЕД)
Фаза дизајна: Јединствена светлосна емисија
- После играња са различитим шарама, сада креирајте сопствену јединствену светлосну представу за свој изазов Лигхт Сцулптуре. Дизајнирајте сопствени образац.
- Планирајте низ ЛЕД диода који раде нешто јединствено. Предлог: размислите о кореографији треперећих ЛЕД диода на 15 секунди музике.
Фаза тестирања: ЦАД симулација
- Симулирајте и тестирајте своје идеје за светлосну емисију у ТинкерЦад Цирцуитс пре него што одаберете свој најбољи дизајн и направите га (погледајте слику 4). Тестирајте и редизајнирајте тамо. Када имате прототип који ради, направите га.
СВЕТЛОСКУЛПТУРА
Фаза дизајна: Светлосна скулптура - ЦАД дизајн
- Дизајнирајте своју скулптуру (кућиште за вашу електронику). Размислите и скицирајте идеје. Коју причу желите да исприча ваша скулптура? Који облик најбоље одражава поруку ваше светлосне емисије?
- Користећи све што сте научили из нашег ЦАД увода, изаберите свој ЦАД пакет да бисте дизајнирали своју скулптуру. Препоручујемо коришћење комбинованих медија за израду скулптуре. Међутим, један критеријум: Морате 3Д одштампати најмање један елемент у својој скулптури.
Фаза изградње: Светлосна скулптура – комбинована техника
- 3Д одштампајте свој један елемент (или више)
- Коришћење других материјала као што су картон, картон, целофан или било који други пронађени материјал за креирање ваше скулптуре мешовитих медија
Фаза тестирања: ЦАД симулација
- Комбинујте своју електронику и своје кућиште и тестирајте га. По потреби редизајнирајте.
Фаза документације: видео
- Направите видео снимак да бисте снимили своју креацију.
- Критеријуми: Објавите у Цоллабратец-у
Превод плана лекције