Izrada maketa industrijskih postrojenja

Sažetak projekta

Srednja škola Valpovo obrazuje učenike za zanimanja iz 3 obrazovna strukovna sektora: elektrotehnika, strojarstvo i ekonomija. Projekt predviđa razvijanje suradnje obrazovnih sektora kroz djelovanje i rad grupe „Mladi kreativci“. Grupa se sastoji od učenika koji žele izraziti svoje talente, kreativnost, ideje i sposobnosti te dodatno proširiti svoja stručna znanja i kompetencije. Time se ujedno obogaćuje Školski strukovni kurikulum. Voditelj projekta je nastavnik elektrotehnike Boris Puljek, dipl.ing., a kroz djelovanje grupe svoju stručnu pomoć pružaju i nastavnici strojarske skupine predmeta. Ovim se projektom, konkretno, planira izrada maketa automatiziranih industrijskih postrojenja koje će se koristiti kao buduća nastavna pomagala za stručne predmete iz automatizacije i elektronike u redovnoj nastavi. Kako realizacija projekta podrazumijeva specifična znanja na polju strojarstva i elektrotehnike, plan je bio uključiti i Zajednicu tehničke kulture Valpovo-Belišće s kojom inače imamo vrlo kvalitetnu suradnju.
Cilj projekta

  • jačati suradnju i timski rad zainteresiranih učenika iz različitih obrazovnih strukovnih sektora kroz djelovanje grupe „Mladi kreativci“
  • učenici će kroz zajedničke aktivnosti izraditi makete automatiziranih postrojenja koja će imati uporabnu vrijednost u nastavi kroz redovne strukovne predmete
  • učenici će iskazivati svoje potrebe, kreativnost, ideje, predlagati rješenja, nadograditi svoja stručna znanja
  • učenici će povezati praktična i teorijskog znanja, tj. stjecanje znanja koja nisu dio standardnog strukovnog kurikuluma.
  • jačati suradnju s lokalnim parterima i dionicima
  • Opis korisnika uključenih u projekt
    Zainteresirani učenici uključeni u grupu „Mladi kreativci“ koji se školuju za zanimanja – elektrotehničar, tehničar za elektroniku, CNC operater
    Projekt će voditi i koordinirati nastavnik elektrotehnike Boris Puljek, koji će ujedno predstavljati sektor Elektrotehnike i računalstva. Iz sektrora Strojarstva i brodogradnje sudjelovati će nastavnici Saša Mrkonić i Miroslav Kupanovac. Nastavnik Tomislav Kudeljnjak sudjelovati će u provedbi projekta kroz djelovanje u Zajednici tehničke kulture.

Praćenje i vrednovanje projekta
Nastavnik-voditelj grupe će redovito pratiti provedbu projekta kroz evidenciju aktivnosti, poticati te savjetovati učenike. Dogovarati će termine za rad grupe te koordinirati suradnju s drugima nastavnicima i suradnicima. Isto tako, nastavnik će biti zadužen za nabavku materijala i osiguranje uvjeta za rad. Voditelj će sazivati sastanke, a prema potrebi uključivati ravnateljicu škole. Vrednovanje će provoditi putem redovitih sastanaka voditelja i sudionika projekta gdje će biti analizirani ostvareni napredak u izradi maketa te biti dogovarani idući koraci i faze u izradi. Predloženo je da se učenicima koji sudjeluju u izradi maketa rad prizna kao Završni rad te može biti ocjenjen na obrani završnog rada.


AKTIVNOSTI I DOGAĐANJA:


IZVANNASTAVNE AKTIVNOSTI GRUPE „MLADI KREATIVCI“

Izvannastavne aktivnosti grupe „Mladi kreativci „ provođene su tijekom drugog polugodištašk.god 2021./2022. . Izvananstavne aktivnosti je mentorirao nastavnik Boris Puljek a provodile su se u specijaliziranoj učionici za nastavu elektrotehnike.

U sklopu navedenih izvannastavnih aktivnosti učenici su izrađivali, sklapali, ožičavali i ispitivali makete industrijskih automatiziranih postrojenja.

U ovoj su fazi učenici primjenjivali znanja stečena tijekom školovanja a posebno znanja koja su stekla u radionicama organiziranim u okviru ovog projekta vezanih za Arduino mikroupravljače i 3D modeliranje i printanje.

Pri provedbi ove faze svesrdnu pomoć pružili su članovi aktiva Strojarstva naše škole, Miroslav Kupanovac i Matej Torjanac. Oni su prema nacrtima učenika koristeći CNC strojeve i 3D printere izradili mehaničke dijelove potrebne za rad maketa.

Rezultat ove faze projekta je izrada funkcionalnih i primjenjivih maketa koje će se koristiti kao nastavna pomagala u nastavi Tehničara za elektroniku iz predmeta na polju automatizacije. Izrađene su 4 makete na kojima su radili timovi od po 3 učenika 4.EL razreda kojima je navedena izrada priznata kao tema završnog rada i na taj je način provedeno vrednovanje projekta.


RADIONICA 3D MODELIRANJA I 3D PRINTANJA

Radionica 3D modeliranja i 3D printanja održana je u sklopu projekta u  prostoru računalne učionice Srednje škole Valpovo. Radionica je osmišljena od strane nastavnika Borisa Puljeka.  Radionicu je provodio i realizirao nastavnik Saša Mrkonić zajedno s učenicima u trajanju od 35 sati tokom školske godine.

Prvih nekoliko sati učenici su upoznati s osnovama rada u programu Autodesk Inventor Professional. Daljnjim radom učenici su savladali modeliranje složenih prizmatičnih i oblih tijela, sklapanje više part-ova u assembley, i pretvaranje ipt. file-a u stl. file koji im je bio potreban za rad u programima za 3D printanje. Kako bi učenici izradili svoje predmete „od ideje do gotovog proizvoda“ morali su savladati i osnove mjerenja. Također učenicima je prikazan rad u programu Autodesk Auto-Cad.

Nadalje učenici su upoznati s programirama za pripipremu modela za 3D printanje. Prvi program bio je Prusa Slicer u kojem su učenici naučili namještati parametre potrebne za 3D ispis. Drugi program bio je Ultimaker Cura u kojemu su učenici isto radili kao i u prethodnom, samo što su u ovome programu imali više mogućnosti namještanja parametara 3D ispisa.

Daljnjim tokom radionice učenici su savladali rad na 3D printeru Prusa i3 mk3s+ te im je pokazana kalibracija istog. Koristili su materijale za printanje PETG i PLA. Zadnje sate na radionici učenici su provodili modelirajući svoje osmišljene predmete i printajući ih uz nadzor nastavnika.


RADIONICA RADA SA ARDUINO PLATFORMOM ODRŽANA U SKLOPU PROJEKTA U PROSTORIMA ZAJEDNICE TEHNIČKE KULTURE VALPOVO -BELIŠĆE

Radionica je osmišljena od strane Tomislava Kudeljnjaka i Borisa Puljeka a provedena je u prostorima ZTK Valpovo. Radionica se održavala u razdoblju od studenog 2021. do siječnja 2022. pod vodstvom prof. Kudeljnjaka.

Učenici su upoznali princip rada koračnog motora, unipolarne i bipolarne motore, unutrašnji izgled koračnog motora, oznake na motorima i driverima te značenje oznake NEMA17, NEMA23 itd.
Nakon toga su dobili koračne motore iz e-radionice skupa s ULN2003 driverima. Pogledali su kako motori izgledaju iznutra i pokazali da imaju redukciju 64 puta, za što je dobra takva redukcija itd.
Nakon toga učenici su upogonili motore i drivere i “vrtli” osnovni program na Arduinu.

Učenici su u potpunosti svladali materiju vezanu sa koračnim motorima, iskomentirali kod, mijenjali parametre i ukazali na razna mjesta gdje se nešto može promijeniti kako bi ga prilagodili svojim potrebama. Koristili su integrirani stepper library koji dolazi s arduino IDE u paketu.
Učenici su prošli PWM izlaze na Arduinu pa kontrola brzine na DC motoru nije problem. Isto vrijedi i za servo motor koji je vrlo lako spojiti i upogoniti jer verzija koju koristimo ima samo 3 žice, a servo library dolazi u paketu s Arduino IDE.
Učenici su savladali čitanje potenciometra i tipaka putem arduina i pokretanje motora na taj način.

Učenici su obradili kontrolu, teoriju i praktične zadatke za servo i koračni motor skupa  s kontrolama brzine i smjera pomoću potenciometra. Učenici su se upoznali sa mogućim promjenama i prilagodbama koda vezanim za upravljanje rada motorima.

Učenici su odradili teorijske osnove H-mosta, principe rada i programiranja H-mosta pomoću arduina i PWM signala. U praktičnim primjerima motore su upravljani u oba smjera mijenjajući im brzine. Pri tome su učenici analizirali programski kod, sve iskomentirali i mijenjali sve moguće parametre.