Elektro-fizyka

Prowadzący

Czas Trwania Warsztatów

25 godzin lekcyjnych (5 dni po 5 godzin lekcyjnych)

Elektro-fizyka

Warsztaty z pogranicza fizyki, elektroniki i programowania

Podczas warsztatu uczestnicy poznają praktyczny wymiar elektroniki poprzez tworzenie własnych płytek PCB, lutowanie, programowanie mikrokontrolerów, analizę sygnałów, a to wszystko okraszone komentarzem fizyka. Teraz postarajmy się zrozumieć powyższe zdanie. Praktyczny wymiar elektroniki oznacza, że każdy sam, własnymi rękami będzie wytrawiał płytki PCB, a następnie je lutował i testował. Dzięki wykorzystaniu nabytych umiejętności programistycznych zrobimy takie urządzenia jak wiatrak ze sterowaną prędkością obrotową (szybkością kręcenia), budzik i inne. Podstawy analizy sygnałów pozwolą nam natomiast zrozumieć jak Shaazam rozpoznaje piosenki w tak krótkim czasie. 

Do kogo kierowany jest ten warsztat?

Warsztat kierowany jest do uczniów interesujących się tym, jak działa otaczający nas świat,  pasjonujących się fizyką oraz tych, którzy chcieliby zapoznać się bliżej z elektroniką i zdobyć umiejętności pozwalające na samodzielne tworzenie projektów elektronicznych w przyszłości.

Niezbędny sprzęt i oprogramowanie

Do udziału w warsztatach wymagany jest laptop z zainstalowanym oprogramowaniem Arduino https://www.arduino.cc/en/main/software 

Dlaczego warto wziąć udział w tym warsztacie?

Uczestnicy warsztatu:

  • poznają podstawy elektroniki,
  • wykonają własnoręcznie płytkę elektroniczną ,
  • zaprogramują mikrokontroler z diodami i przyciskami,
  • nauczą się pracować w zespole,
  • zdobędą niezwykle cenne doświadczenie w tworzeniu projektów elektronicznych.

Program warsztatu

Dzień pierwszy

Elektryczność, elektronika, elektryka, fizyka

Pierwszego dnia warsztatów przypomnimy / poznamy między innymi takie pojęcia jak ładunek, prąd i napięcie. Następnie zapoznamy się z obsługą sprzętu elektronicznego takiego jak multimetr, zasilacz i generator. Korzystając ze zdobytej wiedzy zbadamy i przyjrzymy się między innymi takim elementom elektronicznym jak rezystor, dioda, kondensator, fotodioda, silnik elektryczny, kolorowe diody, fotodiody i inne.

Dzień drugi

Wytrawianie i lutowanie

Cały dzień zostanie poświęcony na zaprojektowanie własnej płytki drukowanej PCB, wytrawianie jej oraz zlutowanie. Płytka PCB to płytka na której nadrukowane są połączenia elektroniczne, pozwalające na budowę powtarzalnych podzespołów elektronicznych. Pracując w małych grupkach zobaczysz jak powinno się lutować i na co należy zwrócić uwagę podczas robienia własnych projektów.

Dzień trzeci i czwarty

Programowanie mikrokontrolerów i analiza sygnałów

Trzeci i czwarty dzień przeznaczymy na poznanie sygnałów. Odpowiemy sobie na pytanie, czym różnią się sygnały cyfrowe i analogowe i co to w praktyce zmienia. Po zastanowieniu się, gdzie dookoła nas spotykamy sygnały, przejdziemy do programowania płytek Arduino. Po poznaniu podstaw programowania, wykorzystamy Arduino do zaprogramowania świecenia diod, wyświetlania napisów i obsługi przycisków. Ucząc się trochę matematyki, dowiemy się czym jest transformata Fouriera i gdzie ma zastosowanie w analizie sygnałów. Nabyta wiedza pozwoli nam na sprawdzenie, czym różni się słuchanie muzyki ze Spotify od słuchania muzyki z gramofonu, czy na żywo.

Dzień piąty

Realizacja projektów

Elektronika jest dziedziną w której praca opiera się na projektach. W związku z tym, ostatniego dnia warsztatów my  również  zrealizujemy projekt, który będzie podsumowaniem warsztatów.

W zależności od tego, co Cię zainteresuje, projekt będzie mógł dotyczyć:

  • zaprojektowania układu, wytworzenia go, a następnie zlutowania;
  • zaprogramowania mikrokontrolera;
  • analizy sygnałów;
  • połączenia powyższych.

Są to tylko przykładowe projekty - nie jest to zamknięta lista. Ceniona będzie kreatywność w dziedzinie projektów:

  • imitacja pianina;
  • minutnik;
  • dźwiękowy powiadamiacz o nowych wiadomościach;
  • wiatraczek ze sterowaną szybkością kręcenia;
  • filtr przepuszczający sygnały tylko o odpowiednio wysokich / niskich częstotliwościach.

Na koniec każdy zaprezentuje swój projekt i przeprowadzimy dyskusję na ich temat.

W nauce istnieje tylko fizyka, reszta to zbieranie znaczków.

Ernest Rutherford