Automatická pokladnička

Projekt jsem realizovala s dětmi ve věku 10 a 11 let se zájmem o programování, které měly základy programování ve Sratchi (scházíme se spolu jednou týdně cca na hodinu a 45 minut). Projekt je vhodný jako aktivita pro kroužky, tábory apod. V případě zhotovení projektu staršími nebo zkušenějšími dětmi je možné projekt v určitých částech přizpůsobit (př. dvoubarevný tisk)

Děti by již měly mít za sebou základy programování ve Scratchi a krátké seznámení s prací s micro:bitem. Děti by měly zvládat pracovat s tavnou pistolí. Zkušenosti se zapojováním elektroniky jsou výhodou.

Cílem projektu je seznámit děti s bastlením, 3D modelováním, 3D tiskem, elektrickým obvodem. Děti se při projektu seznámí též s praktickým využitím programování v reálném životě. Děti při práci na projektu rozvíjí své technické myšlení, procvičí jemnou motoriku, naučí se měření pomocí posuvného měřítka (šuplery).

Dalším cílem projektu je zhotovení pokladničky, kterou budeme s dětmi  využívat na dnech programování pro veřejnost. Kde budeme ostatní seznamovat s činností našeho klubu CodeDojoÚsov a dobrovolné příspěvky do pokladničky poslouží na nákup materiálu potřebného pro chod klubu či vylepšení technického zázemí pro děti (nákup motorků, pinových kabelů apod.)

• Běžné vybavení IT 
• Data projektor pro prezentaci
• Micro:bit - https://rpishop.cz/bbc-learning/3257-bbc-microbit-go-v2.html
• Micro:bit inventor Kit – https://rpishop.cz/diy-sady/3560-microbit-complete-starter-kit.html
• 6 ks jednopinový vodič typ:male-female  (př. 2 modré, 2 zelené, 2 červené)– nemusí být(jsou v inventor Kitu,ale každý jiné barvy), my je použili, jen proto, abychom docílili zachování 3 barev pro lepší orientaci při zapojování ;  https://www.laskarduino.cz/propojovaci-vodice-m-f--20cm-100-kusu/
• Tavná pistole + náplně
• Černá izolační páska
• 3ks pružinek z propisek
• Lepidlo na tvrdý plast – my jsme použili UHU hart kunst stoff https://www.uhu.cz/uhu-hart-kunststoff-33-ml-30-g---na-tvrde-plasty.html
• 2ks baterie AAA na napájení micro:bitu
• Mince 10Kč, 20Kč, 50Kč pro zkoušku funkčnosti (stačí od každé 1ks)
• Šuplera (posuvné měřítko) na měření mincí ( postačí i obyčejné pravítko)
• Kleště – stačí ty co jsou přiloženy k tiskárně
• Podložku pod tavnou pistoli
• nůžky

Při časovém rozvržení projektu vycházím z toho, že mám jednou týdně k dispozici 105 minut a z toho na konci mají děti 15-10 minut volnou činnost na pc.

• Čas nutný k přípravě 5-10 minut
• Celkový čas strávený prací na projektu s dětmi  300 minut, tyto jsem rozdělila do 4 úseků po 75 minutách
• modelování 75 minut (dětem , které nejsou zvyklé pracovat samostatně to trvá déle)
• příprava před tiskem a tisk s dětmi - 75 minut
• tisk zbylých součástí pokladničky - …….. (tiskla jsem je zvlášť bez dětí)
• seznámení s elektrickým obvodem - 75 minut
• naprogramování micro:bitu - 5 minut
• sestavení pokladničky a zapojení micro:bitu (bastlení) - 70 minut

Každý krok jsem pouštěla i na dataprojektoru. Doporučuji před začátkem práce na projektu, projít si metodické pokyny a pracovní listy..

Děti, se kterými jsem robota sestavovala, se ještě nesetkaly a neznaly elektrické obvody a jejich zapojování. Proto jsem do projektu zahrnula seznámení s jednoduchým el. obvodem.

Modelování v TinkerCadu 

1. Dětem ukážeme hotovou pokladničku a jak má fungovat . Sdělíme dětem, že zhotovení pokladničky bude trvat měsíc  (možná i déle, podle toho jakou máte hodinovou dotaci pro  výuku) . 
2. Seznámíme děti s tím , co budou dělat a jak budou postupovat při realizaci projektu 
3. Ukážeme dětem jak vymodelují první díl pokladničky (nemusíme hned ukládat do souboru .STL. To můžeme pak uložit všechny modely  až je děti vymodelují. Procvičí si tak otvírání projektů a ukládání do souboru .STL)
4. Rozdáme pracovní listy (pracovní listy 1,2,3,4 a 5) se všemi díly pokladničky, děti si spustí Tinkercad, přihlásí se do třídy.  . Necháme děti samostatně pracovat. 
5. Většina dětí dále mou pomoc nepotřebovaly a pracovaly si svým tempem podle pracovních listů .  Nechala jsem je takto samostatně vypracovat všechny díly pokladničky, kromě vrchního dílu.
6. U modelování uchycení na micro:bit někteří měli problém se zarovnáním tvarů do jedné roviny. Tak jsem dětem přerušila na chvíli jejich činnost a zarovnání jsem jim předvedla.
7. Dětem jsem ukázala jak se měří pomocí posuvného měřítka (použila jsem pěti korunu) a ukázala jsem jim jak si zanesou změřené velikosti mincí na pracovní list
8. Děti si změřili mince a zaznamenaly si rozměry do pracovního listu 
9. Názorně jsem ukázala jak boudou modelovat vrchní díl pokladničky. Ukázka jak se dělají díry, použití nástroje zarovnání, použití nástroje pravítko. 
10. Opět následovala samostatná práce dětí . Zde jsem již dětem více pomáhala, měly problémy s použitím nástroje pravítko.
11. Na závěr jsme exportovali soubory do formátu .stl. Názorně jsem dětem předvedla , jak mají soubor exportovat. A pak si to na dalších dílech pokladničky vyzkoušely samy.  Procvičily si znovu otevření již existujícího projektu a uložení modelu do souboru .STL

Příprava před tiskem a tisk s dětmi 

1. Názorná ukázka jak vložit model do programu PrusaSlicer a následně jej upravit a uložit do souboru vhodného pro tisk. Ukázku jsem provedla na dílu určenému k uchycení micro:bitu. Rozdala jsem pracovní list 6
2. Děti opět pracovaly samotné podle tištěného návodu. V případě potřeby jsem dětem poradila. (pracovní list 6)
3. Poučila jsem děti o bezpečnosti při 3D tisku. Následovala ukázka přenosu souboru .gcode na SDkartu a zahájení tisku.  
4. Jelikož se uchycení micro:bitu skládá z malých částí, které jsou protisk časově méně náročné. Tak jsem každou z nich nechala děti vytisknout každou zvlášť. 
5. Během tisku, děti pokračují v úpravě ostatních dílů pro tisk.
6. Zbylé části pokladničky jsem vytiskla mimo výuku.
7. Jelikož nám zbyl čas, tak jsem jim ještě ukázala na krátkém boku pokladničky, jak si mohou nastavit tisk písma jinou barvou filamentu. A povídali jsme si o možných chybách, které mohou vzniknout při tisku.

Seznámení elektrickým obvodem

1. Seznámila jsem děti se základními schématickými značkami (pouze pro jednoduchý el.obvod). Rozdala jsem pracovní list 7.
2. Nakreslila jsem jim jednoduché schéma zapojení na tabuli . Základem bylo , aby si děti představili schéma žárovky jako světlo u nich v pokojíku.
3. Toto schéma jsme si postavili pomocí stavebnice Boffin (pokud nemáte můžete tento krok vynechat)
4. Nachcistala jsem na lavici nepájivé pole, jednopinové dráty, diody, zdroj napětí  nebo stačí použít modelaci obvodu v TinkeCadu.
5. Vyzvala jsem děti, aby  si ten samí obvod zapojily za pomocí nepájivého pole, diody, tlačítka a el.zdroje.  (Dioda tu chvilku většinou vydrží i bez zapojení rezistoru v obvodu.)
6. Celou dobu jsem děti nechala ať přemýšlí nad tím jak a proč zapojit,. Popřípadě jsem děti naváděla vhodnými otázkami či poznámkami.

Naprogramování micro:bitu a bastlení

1. Poučení o bezpečnosti při práci s micro:bitem https://microla.cz/pro-zaky/bezpecnostni-pokyny/
2. Přichystáme si věci pro slepení pokladničky a pro bastlení (včetně micro:bitu)
3. Ukázala jsem dětem kam mají nanést lepidlo a řekli jsme si s dětmi, jak patří díly pokladničky k sobě 
4. Než nám zaschne lepidlo na pokladničce naprogramujeme micro:bit. Děti si na počítačích spustí webové stránky https://makecode.microbit.org/
5. děti si podle návodu naprogramují micro:bit (samostatná práce dětí)
6. Následuje bastlení a zapojení micro:bitu více v metodice a návodech(pracovních listech)