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Projets FabLab
Puzzles éducatifs préscolaires
Le projet de puzzles éducatifs préscolaires comprend 42 puzzles différents classés en trois disciplines : les disciplines des sciences, des langues et des mathématiques. Les prototypes de puzzles ont été produits dans le but de s'adresser aux élèves du préscolaire âgés de 5 à 6 ans. Les puzzles sont conçus pour servir d'outil d'apprentissage ludique pour aider les enfants à améliorer leurs compétences physiques, cognitives et émotionnelles, comme décrit ci-dessous.
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Compétences physiques : tenir les pièces d'un puzzle et jouer avec elles jusqu'à ce qu'elles s'ajustent.
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Compétences cognitives - lorsqu'elles résolvent des problèmes d'énigmes.
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Compétences émotionnelles : ils apprennent la patience et découvrent les récompenses d'une résolution réussie d'un casse-tête.
Actuellement, 33 des 42 modèles de puzzle sont prototypes et peuvent être exposés au STEMpower FabLab. Le projet pilote sera réalisé dans 40 écoles lors du premier tour et le plan final est de distribuer les puzzles en plusieurs tours dans 22 000 écoles maternelles à travers le pays.
Développement de kits scientifiques
A. Principe de fonctionnement de base de l'électricité
Un kit de démonstration des concepts de base de l'électricité est réalisé dans le cadre du programme de développement des kits scientifiques du FabLab. Le kit peut aider les étudiants à découvrir le principe de fonctionnement de la conversion de l'énergie électrique en énergie lumineuse, le concept de circuit électrique et ses éléments de base tels que la source de tension, les résistances et les interrupteurs. Il enseigne également aux étudiants la différence entre les matériaux conducteurs et isolants. Le kit est livré avec sa propre couverture réalisée à partir de plaques acryliques découpées au laser.
B. Portes logiques numériques
Dans un système numérique, seules quelques opérations de base sont effectuées, quelle que soit la complexité du système. Ces opérations peuvent devoir être effectuées plusieurs fois dans un grand système numérique comme un ordinateur numérique ou un système de contrôle numérique, etc.
Les portes logiques de base sont utilisées pour exécuter des fonctions logiques fondamentales. Ce sont les éléments de base des circuits intégrés numériques (circuits intégrés). La plupart des portes logiques utilisent deux entrées binaires et génèrent une seule sortie comme 1 ou 0. Dans certains circuits électroniques, peu de portes logiques sont utilisées alors que dans d'autres circuits et microprocesseurs comprennent des millions de portes logiques.
La mise en œuvre des portes logiques peut se faire via des diodes, des transistors, des relais, des molécules et des optiques sinon différents éléments mécaniques. Pour cette raison, les portes logiques de base sont utilisées comme des circuits électroniques. Cinq kits permettant de démontrer les opérations logiques fondamentales de AND, OR, NOT, NAND et NOR sont réalisés au sein du FabLab afin que les étudiants puissent facilement se familiariser avec le fonctionnement de ces portes.
C. Kit cinématique
Ce kit est conçu pour enseigner aux étudiants les paramètres cinématiques de distance, de vitesse et de temps. L'appareil dispose d'un capteur à ultrasons capable de détecter un signal sonore rebondissant sur un réflecteur. En utilisant la vitesse standard du son dans l’air à température ambiante et le temps nécessaire à l’onde sonore pour rebondir, les élèves peuvent calculer la distance parcourue par l’onde sonore. Les élèves peuvent relier ces paramètres au mouvement d’une voiture dans la vie réelle. Avec un tel kit, les étudiants peuvent appliquer les équations du mouvement apprises dans les manuels scolaires à des problèmes du monde réel.
D. Kit de mécanisme de manivelle coulissante
Ce kit est utilisé pour démontrer comment le mouvement de rotation peut être converti en translation et vice-versa. L'appareil se compose de quatre éléments de base : une manivelle, une bielle, un curseur et des rails de guidage. Les élèves peuvent identifier ces pièces principales en faisant tourner la poignée et en étudiant le mouvement produit. En faisant tourner la manivelle à intervalles angulaires égaux, les élèves peuvent mesurer la distance linéaire parcourue par le curseur le long des rails de guidage. En enregistrant ces données, ils peuvent tracer le résultat sur un graphique pour obtenir le motif sinusoïdal requis. Par conséquent, le kit est important pour enseigner aux étudiants la relation entre l’oscillation et les fonctions trigonométriques.
E.La trousse d'Archimède
Ce kit démontre le principe de base de la flottabilité. Le kit contient de nombreux composants différents qui aident les élèves à mesurer la densité et le volume d'objets de différentes tailles. Diverses expériences peuvent être réalisées ; les résultats peuvent être enregistrés et comparés aux calculs théoriques. À l'aide de ce kit, les élèves peuvent faire la différence entre les forces du corps et celles de la flottabilité et en apprendre davantage sur l'effet de la densité d'un fluide sur la flottabilité.
F. Kit Force Polygone
Un kit avec une plate-forme tabulaire démontrant la relation entre les mathématiques et la physique est développé à l'aide de matériaux simples comme des panneaux MDF et des plaques acryliques transparentes. Le dispositif est constitué d'un élastique ayant une géométrie triangulaire et qui change de configuration en fonction de trois poids différents suspendus en trois points. Les poids sont fixés à l'élastique via un système de câble et de poulie. Les élèves peuvent enregistrer la longueur de l'élastique à l'aide d'une règle et ses angles internes en utilisant le rapporteur attaché à chaque sommet du triangle. Le kit est utile pour transmettre le concept de vecteurs et de trigonométrie en mathématiques ainsi que les concepts associés d'équilibre et d'élasticité des matériaux en physique.
Appareil de traitement des plaies par pression négative
Un appareil de traitement des plaies par pression négative, également appelé dispositif de fermeture assistée par le vide, est développé au sein du FabLab, en partenariat avec l'hôpital Black Lion. Le dispositif est utilisé dans le traitement de plaies graves qui prendraient autrement plus de temps à guérir sans l'application d'une fermeture assistée par vide. Le dispositif fonctionne en produisant un gradient de pression pour aspirer le liquide bactérien (exsudat) produit autour de la plaie. La pression négative provoque un rétrécissement de la plaie et une réduction du nombre de bactéries en évacuant l'épanchement dans un bidon jetable placé sur l'appareil. L'appareil se compose essentiellement de 4 composants principaux.
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Une source de pression négative
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Bidon jetable
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Pansements et tubes
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Pansement en mousse
L'appareil actuellement disponible sur le marché utilise de l'électricité pour alimenter la source de vide et il n'existe aucune option disponible permettant de fonctionner dans les zones où il y a de fréquentes interruptions de courant ou pas de courant du tout. Le développement de ce produit est proposé comme une solution alternative purement mécanique pouvant résoudre le problème du soin des plaies dans les zones reculées où il n’y a pas d’électricité.
Graveur LASER CNC Modèle 1
STEMpower FabLab est engagé dans le développement de divers nouveaux produits innovants, qui incluent à la fois des innovations étudiantes et internes. Récemment, un modèle de graveur laser CNC est développé dans le cadre du projet interne du FabLab. La machine utilise une diode laser de 2,5 watts et les accessoires CNC standard tels que des moteurs pas à pas, des rails de guidage, une carte de commande Arduino Uno, des pilotes de moteur pas à pas et une unité d'alimentation de 12 volts. La machine peut effectuer des travaux de gravure et de profilage sur des feuilles de cuir, des plaques acryliques, du bois et des plastiques. La réussite du projet marque un nouveau départ pour le FabLab dans le domaine du développement de systèmes d'automatisation.
Système domotique
Un système domotique a pu être développé par un jeune élève de terminale nommé Bereket dans le cadre du programme de coaching des innovateurs du FabLab. L'appareil comprend une pompe à eau, des capteurs de mouvement, d'incendie et de fumée, une carte de commande Arduino Uno et un appareil de téléphonie mobile. Les appareils du système domotique peuvent rendre nos maisons plus confortables, plus pratiques et plus sécurisées que jamais. Le système fonctionne en utilisant un système sans fil intelligent qui envoie des messages de notification et un appel vocal au propriétaire si un intrus entre dans la résidence d’une personne. Il donne également un signal d’alarme en cas d’incendie à l’intérieur de la maison. Une fois qu'une fumée ou un incendie est détecté, la pompe à eau fonctionnera automatiquement.