fb

TOP STEM – самые лучшие и интересные

Обзор

news_title
  • 10.12.2016
  • 207
  • 0

После первого материала о STEM у вас могло сложиться впечатление, что это что-то очень сложное и требующее много времени Но на самом деле собрать какое-нибудь STEM устройство очень легко. Об этом позаботились как производители компонентов, выпускающие стартовые наборы и различные дополнительные компоненты. Так и сами STEM энтузиасты, создавшие сайты с подробными инструкциями по созданию различных гаджетов. Мы отобрали десяток самых интересных проектов, которые позволят вам познакомиться с миром STEM и дадут мотивацию к более близкому знакомству с ним.

Хотя существует несколько разных управляющих плат для STEM устройств, мы остановили свой выбор на Arduino, как самой популярной среди них. У этой платформы больше стартовых наборов, больше плат для подключения дополнительных элементов и больше инструкций для начинающих мейкеров. Мы начнем с простых проектов, и пойдем дальше по увеличению сложности, а соответственно зрелищности/полезности.

Companion Cube Mood Lamp

Companion Cube Mood Lamp

Первый проект — лампа меняющая свой цвет. Из деталей для нее нужен сам Arduino, четырехцветный светодиод, четыре резистора, четыре проводка и одна маленькая макетная плата (чтоб ничего не паять). В исходном проекте плафон лампы оформлен под куб из игры Portal, но никто не запрещает проявить креативность и сделать что-нибудь этакое. Запихнуть подсветку в стеклянную черепушку или матовую чашку-подсвечник — реализация ограничивается только вашей фантазией. Программно здесь тоже все очень просто. В десяти строчках реализован только цикл переключения цветов. Ошибиться или что-либо напутать в такой конструкции просто невозможно. Проект настолько прост, что после его сборки сразу же начинают чесаться руки что-то улучшить: сделать переключение цветов более плавным, добавить регулировку яркости в зависимости от внешнего освещения, привязать цвет и интенсивность свечения к воспроизводимой на компьютере музыке. Дорабатывая и улучшая эту лампу, вы понемногу освоитесь в мире STEM устройств.


Holiday Shadow Theater

Holiday Shadow Theater

Второй проект позволит вам привлечь на свою сторону ребенка, младшего брата или сестру. Ну как можно устоять, когда перед тобой оживает такой сказочный зимний пейзаж? И при всем этом визуальном великолепии внутри этот проект очень-очень простой, так что повторить его сможет даже ребенок. Для создания своего собственного рождественского театра теней нам понадобится Arduino, трехцветная LED лента, несколько коннекторов, набор батареек и смартфон для управления нашим театром. Да, да. Всем этим великолепием можно управлять дистанционно.

И хотя это STEM проект, на сборку технической части у вас уйдет минут пять. А больше всего времени у вас займет создание сцены для театра. Тут большой простор для творчества — как стилизовать домики или как интересней оформить окружающую «территорию». Можно даже потом провести конкурс, чей театр теней получился более красивым.

Line Follower Robot

Это уже более сложный проект. Для него, помимо Arduino, понадобится пара электромоторов, инфракрасный сенсор, пара сопротивлений, четыре батарейки, два колеса, какая-нибудь рама для размещения всего имеющегося богатства и немного терпения. Это робот, который двигается по нарисованной на полу линии. Можно сказать что это поезд, только вместо рельс — линия, следуя которой он будет наворачивать круги по квартире. Собственно помимо разработки и сборки рамы, создание робота займет не больше десяти минут. А если собрать пару-тройку подобных роботов и провести параллельные (или нет ;) )линии, то можно устраивать гонки.

Ambilight

Ambilight

Следующий проект сочетает в себе и практичность и отличный визуальный эффект. Мы воссоздадим эффект технологии Philips Ambilight – когда цветная LED подсветка визуально расширяет границы изображения, продолжая цветовое поле за пределы экрана. Сама по себе технология очень интересная и делает просмотр видео намного более впечатляющим. Но в продаже крайне мало телевизоров и мониторов ее использующих. Но не беда — если у вас есть Arduino, немного RGB LED ленты (достаточной длины, для того чтоб обклеить экран по периметру), блок питания и хороший двусторонний скотч, то вы можете самостоятельно сделать ее аналог. Единственное отличие будет в том, что эмбилайт может работать автономно, а наш проект опирается на данные о изображении, получаемые от компьютера. Главная сложность проекта, это правильно посчитать количество светодиодов на каждой грани экрана. А в остальном — немного пайки, немного поклейки и можно расслабиться на диване, наслаждаясь совершенно новыми впечатлениями от просмотра кино.


PipeBot


Прошлый робот у нас был самоходным, а в этом проекте мы построим дистанционно управляемого робота. Нам понадобится управляющая плата, контроллер двигателей, пара моторов, Bluetooth модуль, программатор, батарейки и плата для соединения всего этого в одно целое. Электронная часть у этого робота очень простая. Хорошо потрудиться придется над созданием корпуса нашего устройства. Для простоты и экономии вся начинка размещается внутри обрезка пластиковой трубы, с обеих сторон которой устанвливаются колеса. Поколдовав с пилкой и шуруповертом, мы получим внешне непритязательного, но надежного робота. А установив на смартфон бесплатную программу для управления, мы получим полный контроль над ним. Конструкцию робота можно улучшить, добавив в центральный блок утяжелитель. Тогда робот перестанет проворачиваться при старте, и не нужно было перемещаться попеременно «шагая» то правым, то левым колесом.

Mini CNC 2D Plotter

Mini CNC 2D Plotter

Вернемся к практичным STEM проектам. Наверняка у вас или ваших знакомых завалялась пара не нужных оптических приводов. Сейчас они, из-за выросших скоростей интернета, практически не используются. А когда-то без них не обходился ни один компьютер. Что же можно сделать из двух старых приводов, платы Arduino, мини-двигателя и контроллера для двигателей? Миниатюрный плоттер, который способен растиражировать все что вам захочется — от незамысловатых картинок на двери комнаты, до каллиграфически оформленных визиток или приглашений на какое-нибудь событие. Уже мечтаете обзавестись таким устройством? Немного усердия, шуруповерт и пара часов времени, и миниатюрный образчик индустриального дизайна надолго поселится на вашем домашнем столе.


LittleArm

LittleArm

Реализовав несколько проектом, самое время почувствовать себя великим инженером и изобретателем, прямо как Тони Старк. Но зачем останавливаться на фантазиях? Можно же обзавестись копией домашних любимчиков Железного Человека — роботами манипуляторами! Для этого помимо набора Arduino Uno нам понадобится помощь владельца 3D принтера, или же нужны отменные столярные умения, чтоб создать нужные механические детали из подручных инструментов. Собрав манипулятор из распечатанных или выточенных компонентов, и подсоединив детали набора, мы получаем программируемую робо-руку. Взяв за основу базовую программу, позже можно обучить манипулятор разным фокусам, чтоб было чем удивить своих друзей на YouTube.


Otto

Otto

Еще один робот, Otto, так же требует печати корпуса на 3D принтере. Этот забавный монстрик способен ходить, танцевать, издавать звуки и огибать препятствия. Для него, помимо управляющей платы, нужен ультразвуковой сенсор, четыре моторчика, пищалка, батарейки и детали распечатанные на принтере. При наличии всех компонентов на сборку нужно меньше часа. С собранным роботом можно играться и на базовой программе. Но интересней использовать знания полученные в прошлых проектах и каждый день учить его каким-то новым трюкам, чтоб забавлять своих домочадцев.


Wifi Death Lamp

Wifi Death Lamp

Если вы фанат Звездных Войн, то только этого проекта достаточно чтоб увлечься STEM. Управляемый по Wi-Fi потолочный светильник, необычайно похожий на Звезду Смерти — что может быть круче? Самый главный компонент этого проекта, это светильник из IKEA. Остальные компоненты достать проще: ультразвуковой сенсор, модуль Wi-Fi, мотор с контроллером и несколько кольцевых RGB LED светильников. Для сборки конструкции придется немного повозиться, но в итоге ваши старания будут вознаграждены эффектно трансформирующимся и меняющим свой цвет светильником. Все точно будут под впечатлением.

LED Cube 8x8x8

LED Cube 8x8x8

И снова визуальный проект. Мы создадим 3D экран с разрешением 8 на 8 на 8 точек. В этот раз все сложнее, так как нужны навыки пайки, или компактные коннекторы для соединения светодиодов между собой. Для самого экрана нам понадобиться аж 512 светодиодов (стоит брать с запасом на ошибки), 64 резистора, дополнительный контроллер питания светодиодов, кварц, транзисторы, конденсаторы и еще много других деталей. Да, это не маленький проект, но визуальный эффект стоит потраченных денег и времени. Помимо доведения до экстаза впечатлительных друзей, LED куб можно впоследствии использовать для вывода ленты сообщений из твиттера, или прогноза погоды в вашем городе.


Итоги

Вот такой он, STEM, интересный и увлекательный. И это мы зацепили только верхушку айсберга — проекты которые не слишком сложны в реализации и при этом способны удивить ваших друзей и домашних. Если же вы всерьез увлечетесь этой темой, то редкий день будет проходить без каких-то новых открытий.