在創客空間中,學生必須學會的技能有三類:功能實現類,模型制作以及加工工具,這三項技能是學生通往創客之路上必須先掌握的基本技能。創客空間建設的內容包括手工與機械制作,引導參與者自己動手參與創新創作的過程;機器人組裝與控制,針對學生的機器人制作和編程控制,由興趣引導科技創新,啟發參與者靈活運用力學、結構、材料、電子、軟件、藝術等知識;3D建模與制作,充分發揮創造者的空間想象能力,實現邏輯思維訓練和實踐操作訓練;開源軟硬件,創作者通過對嵌入式開發、電子電路、運動學和工程理論等知識的理解和運用,踐行知行合一;多元溝通,通過創客空間的制作坊,分享會等活動,提高公開演講、集體項目合作、溝通以及辯論的能力。
中學創客實驗室建設方案
序號 產品名稱
規格,探究課題
一、基礎設備
1設計工作臺
規格1400×1200×780mm,鋼木結構。
2學生凳
鋼塑結構。
3存列柜
1200×500×2000,板木結構。
4計算機
臺式機電腦 內存容量: 4GB 內存類型: DDR3 硬盤容量: 500GB
硬盤接口: SATA3 硬盤轉速: 7200轉 顯卡接口: PCI-E
顯卡類型: 獨立顯卡 顯卡型號: 其他/other 顯存容量: 2GB
屏幕尺寸: 23英寸 顯示器類型: 平板顯示器 光驅類型: DVD-RW
聲卡類型: 5.1 操作系統: Windows 7 Home Basic或以上
二、3D造型設計
13d打印機
規格:打印精度: 0.011mm 成型方法: 熔融沉積成型 打印尺寸: 300×200×200mm 噴嘴直徑: 0.4mm 層厚: 0.1-0.4mm 噴頭流速: 30cc/h,定位精度: 0.011mm 加熱板溫度: 50 噴頭溫度: 220 運動速度: 0-150,實際功率: 300W 輸入電壓: 110~220 產品外型尺寸: 430×505×380mm,產品重量: 12KG
2 PLA耗材
材料直徑:1.75mm
三、智能模型創意設計與搭建
1數字住宅智能家居模型搭建
制模塊功能:通過手機app進行智能家居的藍牙控制;控制對象:智能電視模型,窗戶,排氣扇等能進行模擬互動操作。
展示內容:展示服務機器人模型與智能家居模型,主要構成部分有客廳、廚房、臥室中高新科技的應用。游客可以通過APP控制系統對家庭里燈、電視、空調、門磁安防警報、窗簾、可燃氣體檢測、排風扇等設備進行遠程控制,體驗智能家居生活。
操作方式:觀眾通過手機對電燈、電視等進行遠程控制,體驗服務機器人與智能家居生活。
2 棚室溫度控制模型
該模型可以模擬棚室控制工作原理,模型裝有溫度傳感器,采集模型內溫度,在一定范圍內,模型會做模擬開窗散熱、關窗保溫動作。
四、電子創意模型設計與搭建
1Mbot Ranger
1、工作電壓:9v~12v
2、控制方式:藍牙手機控制
3、編程方式:兼容Arduino編程和mBlock圖形化編程
4、模型種類:a)四輪履帶車 b)三輪車 c) 自平衡鳥
5、特點:可以在各個復雜的環境運行
6、材料:主要結構件材料使用高強度2mm航空鋁板沖壓成型,結合CNC精密加工,結構堅固,配合緊密;耐高溫度達到500攝氏度??估瓘姸却笥?50MPa;耐力大于172MPa;延伸率小余1.7%;硬度大于70HB;
2mBot 1.1
1、工作電壓:3.7v~6v
2、控制方式:紅外控制和2.4G控制
3、編程方式:兼容Arduino編程和mBlock圖形化編程
4、教程:配有教材書一本和入門視頻教程
5、充電方式:電腦USB可充電,2~3個小時可以充電完畢
6、鋰電池電量:1800mAh
7、可以結合各個擴展包進行擴展
3音樂套件
1、可用3種不同方式來操作該音樂機器人。a)通過手勢控制(使用超音速模塊檢測位置)b)可以播放預先設定好的樂曲(或編程播放)c)通過PC軟件控制
2、材料:主要結構件材料使用高強度2mm航空鋁板沖壓成型,結合CNC精密加工,結構堅固,配合緊密;耐高溫度達到500攝氏度??估瓘姸却笥?50MPa;耐力大于172MPa;延伸率小余1.7%;硬度大于70HB;
3、電子模塊:使用國標RJ25通信接口進行通訊,在行業中,驅動模塊體積小,驅動能力大,穩定性強
4、編程平臺:基于Arduino開源平臺開發,★兼容mBlock(Scratch)軟件,兼容Arduino IDE軟件
4創客空間套裝(高級版)
組成:雙孔梁結構件(6件)單孔梁結構件(6件)連接件(6件)基本傳動部件(7件)軸類傳動部件(7件)電子模塊( 6件)電機模塊(7件)運動部件(5件)高級傳動部件(6件)大型零件擴展包(6件)五金(6件)
參數性能:
1、 精密金屬結構件(投標公司須提供符合該技術參數的演示產品,否則視為無效投標人)
?。?)材質:使用高強度鋁型材材料,結合CNC精密加工,結構堅固,配合緊密;
?。?)兼容性:兼容大量工業標準件,完美實現工業應用場景;
?。?)連接方式:螺紋槽設計須讓連接多樣化,在不需要螺母的情況下也可以實現固定和連接。
2、 電子模塊(投標公司須提供符合該技術參數的演示產品,否則視為無效投標人)
?。?)通訊接口:主控制板與配套電子模塊須使用國標RJ25通信接口進行通訊;
?。?)電子模塊:包含各類傳感器和驅動器模塊,演示的傳感器至少包含以下模塊中的兩種:超聲測距、光線和灰度、人體紅外、音量、溫度、電機驅動、電機模塊、藍牙模塊、紅外接收模塊、彩色LED模塊、數碼管模塊、舵機、限位器等;
?。?)主控制板:兼容Arduino開源硬件開發平臺,可使用Arduino IDE軟件進行編程,兼容mBlock(Scratch)圖形化編程軟件,配套封裝庫。
?。?)兼容性:動力部分,兼容大量市面上常見的直流電機,舵機,步進電機,在動力裝置方面選擇范圍廣
3、 電子模塊編程平臺:支持Arduino IDE、mBlock(Scratch)、ArduBlock等圖形化編程環境。
5電路搭建盒
31個組件,可以建構串聯、關聯、導電性、摩斯密碼等7種實驗模型。
6液壓機械創意實驗箱
提供330個電子控制搭建部件,搭建液壓挖土機,液壓機械手,液壓起重機,液壓推土機等5種機械。
8自動導航車
規格:210個組件, 模型制作完成后,自動導航系統將根據即時的交通狀況調整路徑;使用藍牙搖控技術,搭配iPad或iPhone做為智能控制中心,只要簡單的動動手指,就能使車朝任意方向前進.
9常見電子元件應用試驗套件
該套件提供一套電子控制搭建平臺,通過搭建電子電路,了解晶體管三極管、二極管,電阻、電容、電位器、發光二極管、直流繼電器/電磁繼電器、磁敏傳感器、溫度計、晶閘管、邏輯門芯片、555芯片、小型集成芯片等常用電子元器件的使用方法。
10常見電子電路應用試驗套件
該套件提供一套電子控制搭建平臺,結合套件中提供的電子元器件,可以搭建出三極管開關、放大、電平轉換,恒溫控制,繼電器控制,智力搶答,三人表決,單穩延時,光敏報警,可控硅控制等常見電子電路,并了解這些電路的應用。
11太陽能實驗套件
194件,可組裝成17種模型:太陽能風帆車、水陸兩用船、賽車、摩托車、重型機車、壓路機、水泥攪拌車、油罐車、挖土機、街道清掃車、工程車、直升機、起重機、電梯、纜車、鏟車、大卡車。
12技術與設計1試驗套件
通過該套件可搭建出一些模型,在搭建過程中讓學生了解什么是設計,設計有哪些特點,在套件提供的零件器材基礎上搭建一些結構模型,在設計搭建的過程中了解設計的基本原則,對設計進行實踐,并了解設計怎樣進行優化。
13懸崖避障模型
該模型在動作的過程中,能避開前方障礙物或懸空的地方,有智能識別功能。
14 循軌跡模型
該模型在動作過程中,能沿著設定的路線前進,在前進方向偏離時,能自動更改方向。
15 力的轉化演示器
規格:126件,將水的壓力轉化為動力能源,帶動挖斗來模擬挖土機工作的全過程。
16結構蠕動模型
該模型利用主板控制與結構傳動實現蠕動動作。
17結構步行模型
該模型利用結構傳動實現步行動作,在步行過程中能播放音樂。
18控制牽引模型
該模型可以在光束的控制下實現前進、左轉、右轉動作。
19前后聯動模型
該模型利用結構傳動實現前后聯動動作,在動作過程中可以識別障礙物。
20遙控模型
該模型可以利用一個小的遙控模塊控制該模型的動作。
21 簡易分揀機模型
該模型可以識別黑白兩種顏色的物體,對物體進行快速的分揀。
22交通燈模型
該模型可以模擬實體交通燈,可以對交通燈進行預設,設置交通燈控制模式,交通燈點亮延長時間。
23氣動系統控制模型
該模型可以模擬氣壓傳動裝置,整套模型中有氣壓泵、儲壓罐、減壓閥、換向閥、氣缸等部件組成,通過了解各部件的原理,就可以了解氣動的基本原理。
24奇妙的無線電實驗箱
規格:400×200×100,鋁合金箱包裝。
探究問題:1、什么是電磁波,無線電,調制,解調。 2、電磁波產生,發射,接收的過程。 3、無線發射接收模塊的使用。
25激光傳聲與光纖通訊實驗箱實驗箱
規格:400×200×100,鋁合金箱包裝。
探究問題:1、激光傳聲原理,光電轉換過程。2、了解光纖通訊的特點。
3、了解警報喇叭的制作,工作原理。
26 無線電臺
規格:無線電臺,發射裝置:可以發射歌曲等,接收裝置:可接收發射裝置發射的歌曲等,收發射有效范圍:10米
27 傳感器應用實驗箱
包含光敏傳感器、熱敏傳感器、聲敏傳感器、磁敏傳感器、氣敏傳感器、力敏傳感器、位移傳感器、條形磁鐵等。
認識溫度傳感器、光傳感器、聲傳感器、磁傳感器、力傳感器和濕度傳感器等傳感器,可開展傳感器功能演示電路實驗、萬用表測多種傳感器、溫控燈實驗、聲控燈實驗、磁控燈實驗等。
28 數字電路實驗箱
包含D觸發器、JK觸發器、編碼器、發光二極管、七段譯碼器、石英晶體 、數碼管、譯碼器、與非門、非門、
四輸入與非門、與門、或門、整流二極管、光電二極管、TTL集成電路、COMS集成電路、EWB電子工作平臺等。
認識數字電路和數字電路實驗器電子元器件,可開展高低電平檢測實驗、三極管管腳判別實驗、三極管開關電路實驗、三極管放大電路實驗、繼電器鎖存器實驗、開關電路模擬“與”邏輯實驗、開關電路模擬“或”邏輯實驗、開關電路模擬“非”邏輯實驗、車門報警電路實驗、簡易密碼鎖電路實驗、與門電路實驗、或門電路實驗、三人表決器實驗、單穩延時電路實驗、定時電路實驗、單鍵雙穩開關實驗、定時電路實驗、密碼電路實驗和可變調電子門鈴實驗
29電磁繼電器
包含直流繼電器、交流繼電器、干黃繼電器、延時繼電器、直流接觸器、交流接觸器、保險絲、熱繼電器、微型直流電機等。
認識電磁繼電器和電磁繼電器實驗器電子元器件,可開展電磁繼電器功能演示實驗、電磁繼電器控制電路實驗、單向可控硅特性實驗、雙向可控硅管腳判別實驗、晶閘管控制電路實驗和調光臺燈實驗。
30電子控制系統
包含直流繼電器、交流繼電器、干黃繼電器、延時繼電器、直流接觸器、交流接觸器、保險絲、熱繼電器、微型直流電機、磁彈簧、單晶晶體管、電感、光敏二極管、熱敏二極管、微型直流電機、穩壓管、線圈、音樂集成、音頻變壓器、運放集成等。
31奔跑吧,火柴人
多媒體觸摸屏:32寸多點觸控顯示器;10個分解的人物跑步動作,拖到動畫框中組成跑步過程,系統處理后播放,如果先后順序擺錯,跑步動畫會顯得奇怪和滑稽。
32機械組合
傳動方式組成:蝸輪蝸桿傳動,齒輪齒條傳動,鏈傳動。展示內容:本展項通過三組傳動模型的操作演示,用簡單的原理向觀眾展現機械運動中常見的傳動原理,培養勤于動手、樂于發現科學奧秘的習慣。操作方式:轉動手輪,觀察和感受不同的機械運動機構。