Archivi tag: making

I miei corsi per Tecnica della Scuola: Laboratori STEAM con Arduino

Sono felice di comunicarvi che svolgerò nel mese di aprile con Tecnica della Scuola il corso: Laboratori Steam con Arduino.
Sono più di 10 anni che utilizzo questa stupenda scheda, stupenda soprattutto perché mi ha permesso di recuperare negli anni molti ragazzi demotivati o con carenze di carattere logico matematico e tali mancanze pregiudicavano inevitabilmente la comprensione di argomenti che insegno: elettronica, informatica, sistemi elettronici.
Arduino nasce come scheda elettronica fatta per NON elettronici, una scheda che doveva servire prevalentemente per prototipare e quindi  permettere a chiunque di superare lo scoglio della complessità elettronica ed informatica, almeno nella prima fase di apprendimento, per produrre un prodotto da utilizzare in diversi ambiti: design, medico, umanistico, ecc…

Successivamente si è constatato che l’uso di Arduino a scuola, in moltissime attività laboratoriali, risultava estremamente utile. Soprattutto nel mio caso Arduino ha permesso di trovare un ausilio didattico in grado di catalizzare interesse e passione da parte anche di chi aveva scarse competenze matematiche.

Quando l’azione didattica veniva condotta con precisione, l’uso di Arduino ha permesso di far comprendere allo studente che, se è relativamente facile realizzare progetti con forte interazione con il mondo reale, ancora più interessanti potevano diventare quegli stessi progetti se le competenze nelle discipline STEAM fossero state maggiori.

Con l’attività pratica basata su Arduino si fornisce un motivo in più per sopportare e superare l’insuccesso scolastico, sviluppando progetti pratici il cui funzionamento dipenderà dall’impegno e dallo studio, quindi lo studente, in modo evidente vede in  Arduino l’oggetto che permette la materializzazione della propria competenza, cosa che non mi stancherò mai di dire e che più volte ho scritto su queste pagine. Se io studente conosco la fisica e la chimica probabilmente saprò gestire progetti che hanno a che fare con l’IoT, la fisiologia umana , le arti, l’economia e molto altro.

Come dico nella presentazione del corso:

Le attività laboratoriali di “fabbricazione digitale” che fanno uso di Arduino, favoriscono lo sviluppo delle competenze metacognitive e relazionali, potenziamento del pensiero logico, della capacità di astrazione e di problem solving.

ed aggiungo: la percezione che imparare è bello.

Quindi l’uso di Arduino diventa il pretesto per mettere in atto processi di analisi e autoanalisi e di messa in pratica di conoscenze e abilità.

Questa è ciò che ho visto e continuo a vedere durante le attività di laboratorio.

Ma è possibile che Arduino, una semplice scheda elettronica, possa fare tutto ciò?
Sì ne sono assolutamente convinto, l’evidenza si ha quando si vive il laboratorio ogni giorno, si percepisce negli studenti la sensazione che è bello imparare, perché imparare mi fornisce un immediato riscontro fisico di ciò che so e ciò che mi serve per far diventare “ancor più bello” il mio progetto.

Non si pensi assolutamente che Arduino è fatto per pochi addetti, non è l’oggetto che manipola solo l’insegnante di elettronica, è l’oggetto che usa l’insegnate di musica per far costruire strumenti musicali, è lo strumento che usa l’insegnate di arte per mostrare come creare installazioni di arte cinetica, è lo strumento che usano gli insegnanti di materie umanistiche quando vogliono sperimentare azioni di educazione civica in cui gli allievi devono progettare un ausilio per la disabilità per un loro compagno di classe, ma Arduino è anche lo strumento utilizzato costruire strumenti per comprendere i cambiamenti climatici.

Vorrei con questo corso farvi percepire come è semplice costruire progetti didattici laboratoriali trasversali, che coinvolgono tutte le discipline.
Spero di vedermi al mio corso, il primo di una serie di corsi a carattere assolutamente laboratoriale che svolgerò nei prossimi mesi con Tecnica della Scuola.

Non mi resta quindi che lasciarvi al programma del corso e sperare che insieme, durante le attività a distanza,  si possano sviluppare oggetti fisici utili per voi.

E’ necessario disporre della scheda Arduino?
E’ consigliato, ma sarà possibile seguire assolutamente il corso anche se non si dispone della scheda, ma il mio consiglio è quello di mettere mani subito sugli oggetti fisici in modo che si assimilino più velocemente le nozioni di base. Vi fornirò tutte le indicazioni e i dettagli tecnici per sapere dove  e cosa acquistare per cominciare il proprio percorso di apprendimento e impostare le lezioni laboratoriali per i vostri studenti.

Presentazione

LABORATORI STEAM CON ARDUINO
Come fare coding, tinkering e making a scuola

Come realizzare laboratori Steam utilizzando Arduino, una delle più affermate tecnologie open-source e open-hardware che sempre di più si sta affermando a scuola. Un corso per conoscere e approfondire le opportunità della robotica educativa e del coding. Il corso, combinando diverse tecnologie innovative, avrà un approccio assolutamente laboratoriale e fornirà tecniche ed idee per supportare l’apprendimento degli studenti favorendo in loro anche lo sviluppo dell’espressione personale e della creatività. Verranno mostrati esempi realmente sperimentati in classe in cui si evidenzieranno gli aspetti legati all’interdisciplinarietà e all’inclusione che hanno trovato largo impiego nella quotidianità scolastica.

Particolare attenzione verrà posta anche all’attività di sperimentazione pratica con Arduino in modalità di didattica digitale integrata utilizzando simulatori online e non solo.

L’intero corso è pensato per tutti gli insegnati, non è necessario in alcun modo avere competenze di elettronica o informatica e la proposta formativa è disegnata su un percorso testato da anni indirizzato a persone non tecniche in particolar modo ad insegnanti e studenti.

Cos’è Arduino:

  • Arduino è un hardware, una scheda elettronica di facilissimo utilizzo, e di basso costo
  • Arduino è un’ambiente di programmazione che permetterà di realizzare programmi che verranno poi eseguiti sulla scheda elettronica per la realizzazione molteplici progetti che potranno avere una forte interazione con il mondo reale;
  • Arduino è un sito ed una comunità online che condivide risorse e progetti utilissimi in campo didattico, soprattutto nelle attività che rientrano all’interno dell’insegnamento delle STEAM (Science, Technology, Engineering, Arts, Mathematics).

Perché usare Arduino nella didattica laboratoriale.

  • Il costo contenuto;
  • le dimensioni ridotte;
  • la semplicità di utilizzo;
  • la possibilità di sviluppare una vasta gamma di attività possibili data dalla notevole modularità della scheda;
  • una comunità di appassionati molto attiva tra cui moltissimi docenti.

L’uso di Arduino diventa un pretesto per mettere in atto processi di analisi e autoanalisi e di messa in pratica di conoscenze e abilità. Le attività laboratoriali di “fabbricazione digitale” che fanno uso di Arduino, favoriscono lo sviluppo delle competenze metacognitive e relazionali, potenziamento del pensiero logico, della capacità di astrazione e di problem solving.

Inoltre, uno degli ambiti che maggiormente viene svolto a livello laboratoriale è quello della robotica educativa. Durante il corso verranno forniti esempi e percorsi didattici completi immediatamente utilizzabili in classe, volti alla realizzazione di attività laboratoriali per la costruzione di robot didattici basati su piattaforma Arduino in cui verranno presi in considerazione le seguenti azioni:

  1. come si pensa e si progetta in gruppo;
  2. come si progetta un robot didattico;
  3. come si realizza un robot con materiali riciclati;
  4. come si programma il robot;

Durante il corso verranno forniti anche consigli sulle dotazioni tecniche necessarie per iniziare ad utilizzare questa piattaforma:

  • cosa comprare;
  • dove comprare;
  • come imparare ad utilizzare in modo semplice Arduino;
  • come avviare un laboratorio di STEAM in cui si fa uso di Arduino.

Saranno svolti 4 incontri in webinar di 2 ore ciascuno, per un totale di 8 ore.

  • Martedì 20 aprile 2021 – Dalle 17.00 alle 19.00
  • Giovedì 22 aprile 2021 – Dalle 17.00 alle 19.00
  • Martedì 27 aprile 2021 – Dalle 17.00 alle 19.00
  • Giovedì 29 aprile 2021 – Dalle 17.00 alle 19.00

Per iscriversi al corso seguire il link allegato.

Arduino – realizzare un sensore di seduta a pressione con un tubo di gomma

Questa mattina, durante la realizzazione e l’analisi dei problemi per il progetto di PCTO: “misura di sedentarietà delle persone sedute alla scrivania” che stanno realizzando i miei studenti di 3′ Elettronica, è nata l’esigenza di associare un doppio controllo per la valutazione della presenza della persona seduta alla scrivania, un controllo effettuato con PIR HC-SR501 ed un sensore di forza resistivo (FSR) inserito all’interno del cuscino della seduta.

Per evitare l’acquisto di un sensore di forza resistivo e non pesare sulle finanze dei ragazzi le modalità sono tre:

  • richiesta alla scuola
  • compra il Prof.
  • farlo costruire ai ragazzi

l’acquisto da parte della scuola o mia non è un problema, ma la terza soluzione è quella che in questo momento prediligo, perché può essere realizzata in 5 minuti, credo che possa gratificare di più lo studente Maker in erba 🙂 , inoltre ritengo importante che gli allievi assumano la capacità di costruire il sensore perché ne dovranno ottimizzare l’uso, scontrandosi inevitabilmente con una serie di variabili fisiche che dovranno gestire.

Ma come si costruisce il sensore?

E’ indispensabile piccolo tubo cilindrico non trasparente, preferibilmente nero che possa essere compresso e al termine della compressioni ritorni abbastanza velocemente nella sua posizione di riposo. Possiamo ricavare il tubo sguainando un cavo elettrico o cavo di rete, oppure come ho fatto in questo tutorial, prendendo una guaina termorestingente.

Inserire un diodo LED ad un’estremità del cilindro e dalla parte opposta inserire un LDR.
Collegare il sistema nella solita modalità, inserendo in serie al LED un resistore da 220 Ohm e creando un partitore di tensione tra l’LDR e un resistore da 10KOhm, così come indicato nel circuito indicato di seguito.

Come test di funzionamento utilizzare il semplice sketch che trovate di seguito, nei commenti la spiegazione di tutte le parti del codice.

Aprite la Serial Monitor e premete e rilasciate il tubo

1/*
2 * Prof. Michele Maffucci
3 * Data 01.03.2021
4 *
5 * Oggetto: sensore di seduta a pressione
6 *
7*/
8 
9// variabile in cui verrà memorizzato il valore presente sul pin A0
10const int misura = A0;
11 
12// valore restituito dall'analogRead
13int val = 0;
14 
15// pin a cui è connesso il LED del sensore di seduta
16int pinLed = 2;
17 
18// LED che segnala la seduta della persona
19int pinLedAlert = 13;
20 
21void setup() {
22  // Inizializzazione della Serial Monitor
23  Serial.begin(9600);
24 
25  // ledPin è il pin a cui è connesso il LED del sensore di seduta
26  pinMode(pinLed, OUTPUT);
27 
28  // pinLedAlert è il pin a cui è connesso il LED che segnala la seduta della persona
29  pinMode(pinLedAlert, OUTPUT);
30 
31  // Attivazione del LED del sensore di seduta
32  digitalWrite(pinLed, HIGH);
33 
34  // Messaggio di avvio
35  Serial.println("Sistema di rilevazione seduta");
36  Serial.println("-----------------------------");
37  Serial.println("");
38  delay(1000);
39}
40 
41void loop() {
42  // analogRead leggerà il valore su A0 restituendo un valore tra 0 e 1023
43  val = analogRead(misura);
44 
45  // il valore di controllo nell'if deve essere sperimentato in funzione
46  // delle necessità costruttive (ad es. la lunghezza del tubo)
47 
48  // se vero la persona è seduta
49  if (val >= 100) {
50    digitalWrite(pinLedAlert, HIGH);                      // accensione del LED di avviso
51    Serial.println("Persona NON seduta alla scrivania");  // segnalazione di assenza persona
52    Serial.print("Valore letto dal sensore = ");          // Stringa di stampa
53    Serial.println(val);                                  // Valore restituito dall'AnalogRead
54    Serial.println("");                                   // Stampa linea vuota di separazione
55    delay(1000);                                          // Intervallo di 1 secondo tra ogni stampa
56  }
57  else
58  {
59    digitalWrite(pinLedAlert, LOW);                       // spegnimento del LED di avviso
60    Serial.println("Persona seduta alla scrivania");      // segnalazione di presenza persona
61    Serial.print("Valore letto dal sensore = ");          // Stringa di stampa
62    Serial.println(val);                                  // Valore restituito dall'AnalogRead
63    Serial.println("");                                   // Stampa linea vuota di separazione
64    delay(1000);                                          // Intervallo di 1 secondo tra ogni stampa
65  }
66}

Il risultato sulla Serial Monitor è il seguente

Il valore di soglia scelto deve essere ricavato sperimentalmente in funzione della lunghezza e della trasparenza del tubo.

Buon Making a tutti 🙂

SumoFoam – per realizzare velocemente una struttura per robot didattico

“5 minuti da Maker” è orami un’abitudine che ho da qualche tempo: progettare in 5 minuti un oggetto o una soluzione e realizzarla. Alcune volte realizzarla mi richiede un po’ più di 5 minuti, ma cerco di non superare in tutto 60 minuti. E’ un’esercizio che mi sono imposto settimanalmente, un po’ come svago un po’ per dar sfogo ad idee nascenti che potrebbero diventare qualcosa di più importante.

Questa volta l’esercizio consiste nel rendere ancora più semplice la realizzazione del SumoBot, picco robot realizzato in compensato, trasformandolo in una versione realizzata con un materiale ancora più semplice da manipolare per gli studenti più giovani, il Foam Core, (per saperne di più continua la lettura 😉 ).

Durante una delle tante attività di PCTO feci realizzare ai miei studenti di 3′ automazione un il piccolo SumoBot su una base di compensato da 3mm, l’attività consisteva nel montare la struttura, l’elettronica e programmare i robot affinchè potessero gareggiare. Il tutto era stato realizzato con schede Arduino UNO R3 e anche con degli Arduino micro, due micro servo SG90 a rotazione continua ed un sensore ad ultrasuoni. Alcuni aggiunsero al robot una scheda Bluetooth per poter pilotare il robot anche via smartphone. Fu un’attività divertentissima che voglio riproporre ai ragazzi.

Nel riprendere in mano il progetto ho pensato di realizzare una versione della struttura in Foam Core, un materiale utilizzato dagli architetti per costruire plastici di abitazioni.  Si tratta di uno strato di spugna racchiuso da due fogli di cartoncino. Viene venduto in fogli di diverso spessore e dimensione, attualmente sto utilizzando fogli A3 di spessore 5mm. Le strutture che se ne ricavano sono sufficientemente solide. Utilizzo questo materiale quando voglio prototipare rapidamente oggetti per le mie sperimentazioni, come quello che vedete nell’immagine che segue, un supporto per un display 16×2.

In genere stampo su fogli adesivi bianchi A4 la struttura che voglio realizzare, dispongo i fogli adesivi sul Foam Core e con un cutter ne ritaglio il profilo. Tutti gli elementi poi vengono incastrati e incollati con normalissima colla vinilica.

Con il Foam Core ho provato a realizzare una serie di piccoli robot e sono rimasto più che soddisfatto.

Di seguito la sequenza fotografica delle fasi di montaggio, il taglio degli elementi non è perfetto, con un po’ più tempo e pazienza si può fare molto meglio.

Tra qualche giorno, quando terminerò di effettuare le ultime prove sul SumoFoam renderò pubblico il file pdf.

Stampo su foglio adesivo bianco il profilo del robot ed incollo su Foam Core.

Si nota la struttura a sandwich del pannello: cartoncino – materiale spugnoso – cartoncino

Oltre ad incastrare i vari elementi ho utilizzato della colla vinilica.

Prossimamente il montaggio dell’elettronica da parte dei miei studenti.

Buon Making a tutti 🙂

5 minuti da Maker: lista della spesa smart

Figlia: Papà visto che sei al supermercato puoi aggiungere alla lista della pesa:

  • gocciole,
  • cerotti,
  • matite

aspetta aspetta papà ti mando la foto della lista!

Io: Basta! Da oggi si cambia, vi avevo condiviso liste con Evernote, Google Keep, ma nulla! Mannaggia!
Proviamo con Google Documenti che sapete usarlo tutti in famiglia! Un tag nfc da pochi centesimi ed un foglio Google Documenti condiviso in famiglia.

Approfondimenti

Progetti realizzati/da realizzare:

  • tag NFC su strumento di laboratorio che rimanda alla manualistica e agli appunti del Prof.
  • tag NFC su armadio aula che rimanda all’inventario
  • tag NFC su porta aula di scuola che rimanda ad orario occupazione aula
  • tag NFC sportello segreteria che rimanda alla documentazione (moduli permessi, ferie, ecc…)
  • tag NFC per realizzare una caccia al tesoro didattico a scuola
  • tag NFC per individuare oggetti da parte di un robot
  • tag NFC per controllo freschezza alimenti

😉

5 minuti da Maker: porta rasoio

Sulla mia pagina Facebook pubblico spesso alcuni brevi post che ho intitolato: 5 minuti da Maker, attività di Making familiare che risolvono qualche piccola necessità, che rispondono a piccole problemi del vivere quotidiano. E’ un esercizio che mi piace svolgere quando ho il bisogno di distrarmi un momento da un lavoro che mi stanca parecchio. L’idea nasce da una sperimentazione di qualche tempo fa che feci con alcuni allievi: una challenge di breve durata, non più di 30 minuti, in cui bisogna risolvere un problema pratico. Tipicamente si tratta di riparare o inventare un oggetto da stampare in 3D oppure riadattare oggetti per usi diversi o ancora migliorare le caratteristiche di un oggetto secondo le necessità specifiche dell’utente sia dal punto di vista meccanico che elettronico.

L’ultima challenge svolta su me stesso nasce dal seguente fatto:

Figlio: papà perché mi rubi le lamette da barba!
Io: No giovane figlio! Sei tu che rubi le MIE lamette!
Figlio: No no diversamente giovane! Sei tu tu tu tu tuuuuu!!!!
Moglie: forse essere più ordinati aiuterebbe? Visto che siete in bagno a chi tocca pulirlo oggi?
Io: Shhh Matty… pace pace pace …. ci penso io faccio due supporti per rasoio

🙂

Per prelevare i file per la stampa 3D seguire il link sulla mia pagina su Thingiverse.

Buon Making a tutti 🙂