Обзор проектов победителей: «Умный» стол для занятий по методу песочной терапии

Дорогие друзья!

Мы продолжаем знакомить вас с проектами-победителями конкурса «ШУСТРИК» 2020–2021 гг. и надеемся, что какой-то из них вдохновит вас на создание собственного проекта в новом сезоне. Сезон, кстати, уже начался! (Список заданий можно посмотреть здесь)

Игра с песком — это доступный, подсказанный самой природой путь к развитию творческого начала каждого ребенка. Игра с песком помогает развитию мелкой моторики ребенка, следовательно, развивает речь и другие познавательные функции. В песочной терапии обычно используется деревянный поднос стандартного размера (50 × 70 × 8 см), песок, вода и коллекция миниатюрных фигурок.

Ребята решили создать «Умный» песочный стол в помощь преподавателям, на котором ребенок может придумывать и рисовать свои картины, а может выполнять задания учителя. 

Причем преподаватель может работать с ребенком даже дистанционно, загружая необходимую программу в «Умный» песочный стол!

Стол собран ребятами на базе листа фанеры, борта сделаны из досок. Держатели моторов, каретка, держатели подшипников и подставки под стекло были спроектированы и распечатаны на 3D-принтере. Ребятам потребовалось много попыток, чтобы создать необходимые детали: многие из них либо ломались, либо не подходили по форме/размеру. В столе установлен блок питания, bluetooth модуль, шаговые двигатели, контроллер Arduino Uno и концевики для создания координатной сетки.

Необходимый рисунок загружается в приложение, и далее процесс рисования происходит за счет металлического шарика, который двигается вслед за кареткой с магнитом, установленными внутри стола:

Мелочи, которые можно не заметить сразу, но они очень важны: 

• Присмотритесь к фотографии выше — ребята даже разместили фоновую подсветку, чтобы при работе в затемненном помещении подсвечивать рисунок, оставляемый шаром на песке.

• Для удобного использования мелкого кварцевого песка, был создан поддон, на котором проложен лист материала, для того чтобы песок не царапал стекло и не скрипел при перемещении шара.

• В начале проекта ребята использовали драйверы моторов A4988 в режиме без дробления шага двигателя. Механизм получился очень шумным и не точным, поэтому тип драйверов было решено заменить на DRV8825, что позволило использовать систему в режиме дробления шага на 32 микрошага. Механизм стал практически бесшумным и очень точным. 

В результате проведенной работы ребята: 

• изучили программу для создания 3D-моделей SolidWorks,
• научились печатать на 3D-принтере, 
• научились создавать рисунки в программе для векторной графики Inckape и переводить их в G-код, 
• изучили принципы работы системы управления двигателем станка ЧПУ по технологии XY-CORE, 
• изучили программную часть для управления их «умным» столом.

💬 «Знание основ кинематики XY-CORE позволит нам создавать другие сложные конструкции с использованием управления тремя осями при перемещении рабочего инструмента. В результате мы сможем создавать оборудование с возможностями, не уступающими станкам и механизмам заводского производства таких как лазерные ЧПУ станки, граверы, плоттеры. Мы продолжаем искать новые способы применения и пытаемся открыть новые возможности использования нашего кинетического стола.»

Например, можно организовать обучающую программу для детей по освоению симметрии и развитию пространственного мышления. «Умный» стол будет рисовать половину симметричного рисунка, а обучаемому будет предложено дорисовать недостающую часть рисунка самостоятельно относительно оси симметрии.

Можно использовать стол и для обучения школьников на уроках географии — на столе размещается карта региона и обучаемому предлагается самостоятельно указать географические объекты на карте. А после ответа обучаемого, умный стол по хлопку перемещает закрепленную лазерную указку под поверхностью карты и указывает красной отметкой правильный ответ.

💬 «Один из интересных вариантов практического применения нашего стола — это эффектная  демонстрация физических законов. В данном варианте использования можно наглядно продемонстрировать учащимся принцип действия магнитной левитации. Предмет может плавно парить над всей поверхностью нашего стола, а скрытый от глаз механизм производит сильное впечатление на зрителей. Механизм магнитной левитации закреплен на подвижной каретке, находящейся под поверхностью, и постоянно перемещается, увлекая за собой парящий над столом магнит.»

А оценить по достоинству данный проект экспертам также помогло снятое ребятами видео: