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Projetos FabLab
Quebra-cabeças educacionais pré-primários
O projeto de quebra-cabeças educacionais pré-primários consiste em 42 quebra-cabeças diferentes categorizados em três disciplinas: as disciplinas de Ciências, Linguagem e Matemática. Os protótipos de puzzles foram produzidos com o objectivo de se dirigirem a alunos do ensino pré-primário com idades compreendidas entre os 5 e os 6 anos. Os puzzles foram concebidos para servir como uma ferramenta de aprendizagem lúdica para ajudar as crianças a melhorar as suas competências físicas, cognitivas e emocionais, conforme descrito abaixo.
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Habilidades físicas - desde segurar peças do quebra-cabeça e brincar com elas até que se encaixem.
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Habilidades cognitivas - à medida que resolvem problemas de quebra-cabeças.
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Habilidades emocionais - eles aprendem a ter paciência e experimentam as recompensas de resolver um quebra-cabeça com sucesso.
Atualmente, 33 dos 42 designs de quebra-cabeças são prototipados e estão disponíveis para exibição no STEMpower FabLab. O projecto-piloto será realizado para 40 escolas na primeira ronda e o plano final é distribuir os puzzles em múltiplas rondas a 22.000 escolas pré-primárias em todo o país.
Desenvolvimento de Kits Científicos
A. Princípio Básico de Funcionamento da Eletricidade
Um kit para demonstrar os conceitos básicos de eletricidade é produzido como parte do programa de desenvolvimento de kits científicos FabLab. O kit pode ajudar os alunos a aprender sobre o princípio de funcionamento por trás da conversão de energia elétrica em energia luminosa, o conceito de circuito elétrico e seus elementos básicos como fonte de tensão, resistores e interruptores. Também ensina aos alunos a diferença entre materiais condutores e isolantes. O kit vem com capa própria que é produzida a partir de placas acrílicas cortadas a laser.
B. Portas Lógicas Digitais
Num sistema digital existem apenas algumas operações básicas executadas, independentemente da complexidade do sistema. Pode ser necessário que essas operações sejam realizadas várias vezes em um grande sistema digital, como um computador digital ou um sistema de controle digital, etc.
As portas lógicas básicas são usadas para executar funções lógicas fundamentais. Estes são os blocos de construção básicos dos ICs digitais (circuitos integrados). A maioria das portas lógicas usa duas entradas binárias e gera uma única saída como 1 ou 0. Em alguns circuitos eletrônicos, poucas portas lógicas são usadas, enquanto em alguns outros circuitos e microprocessadores incluem milhões de portas lógicas.
A implementação de portas lógicas pode ser feita através de diodos, transistores, relés, moléculas e ópticas, caso contrário, diferentes elementos mecânicos. Por esse motivo, portas lógicas básicas são usadas como circuitos eletrônicos. Cinco kits para demonstração das operações lógicas fundamentais de AND, OR, NOT, NAND e NOR são produzidos dentro do FabLab para que os alunos possam aprender facilmente sobre o funcionamento dessas portas.
C. Kit Cinemático
Este kit foi projetado para ensinar aos alunos os parâmetros cinemáticos de distância, velocidade e tempo. O dispositivo possui um sensor ultrassônico que pode detectar um sinal sonoro refletido em um refletor. Usando a velocidade padrão do som no ar à temperatura ambiente e o tempo que a onda sonora leva para retornar, os alunos podem calcular a distância percorrida pela onda sonora. Os alunos podem relacionar esses parâmetros com o movimento de um carro na vida real. Com esse kit, os alunos podem aplicar as equações de movimento que aprenderam nos livros didáticos em problemas do mundo real.
D. Kit de mecanismo de manivela deslizante
Este kit é usado para demonstrar como o movimento rotacional pode ser convertido em translação e vice-versa. O dispositivo consiste em quatro componentes básicos: uma manivela, uma biela, um controle deslizante e os trilhos-guia. Os alunos podem identificar essas partes principais girando a alça e estudando o movimento produzido. Girando a manivela em intervalos angulares iguais, os alunos podem medir a distância linear percorrida pelo controle deslizante ao longo dos trilhos-guia. Registrando esses dados, eles podem traçar o resultado em um gráfico para obter o padrão senoidal necessário. Portanto, o kit é importante para ensinar aos alunos a relação entre oscilação e funções trigonométricas.
E. Kit de Arquimedes
Este kit demonstra o princípio básico da flutuabilidade. O kit contém muitos componentes diferentes que ajudam os alunos a medir a densidade e o volume de objetos de tamanhos variados. Vários experimentos podem ser feitos; os resultados podem ser registrados e comparados com cálculos teóricos. Com a ajuda deste kit, os alunos podem diferenciar entre forças corporais e forças de empuxo e aprender sobre o efeito da densidade de um fluido na flutuabilidade.
F. Kit de polígono de força
Um kit com plataforma tabular que demonstra a relação entre matemática e física é desenvolvido utilizando alguns materiais simples como placas de MDF e placas de acrílico transparente. O dispositivo consiste em um elástico de geometria triangular e que muda de configuração dependendo de três diferentes pesos suspensos em três pontos. Os pesos são presos ao elástico por meio de um sistema de cabos e polias. Os alunos podem registrar o comprimento do elástico usando uma régua e seus ângulos internos usando o transferidor anexado em cada vértice do triângulo. O kit é útil para transmitir o conceito de vetores e trigonometria em matemática e os conceitos associados de equilíbrio e elasticidade de materiais em física.
Dispositivo para terapia de feridas com pressão negativa
Um dispositivo de terapia de feridas com pressão negativa, também chamado de dispositivo de fechamento assistido por vácuo, é desenvolvido dentro do FabLab, em parceria com o hospital Black Lion. O dispositivo é utilizado no tratamento de feridas graves que, de outra forma, levariam mais tempo para cicatrizar sem a aplicação de fechamento assistido por vácuo. O dispositivo funciona produzindo um gradiente de pressão para sugar o fluido bacteriano (exsudato) que é produzido ao redor do ambiente da ferida. A pressão negativa causa o encolhimento da ferida e a redução da contagem bacteriana, evacuando o derrame para um recipiente descartável colocado no dispositivo. O dispositivo consiste basicamente em 4 componentes principais.
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Uma fonte de pressão negativa
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Vasilha descartável
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Curativo e tubos
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Curativo de espuma
O dispositivo atualmente encontrado no mercado utiliza eletricidade para alimentar a fonte de vácuo e não há opção disponível que funcione em áreas onde há interrupção frequente de energia ou nenhuma energia. O desenvolvimento deste produto surge como uma solução para uma alternativa puramente mecânica que pode resolver o problema do tratamento de feridas em áreas remotas onde não há energia elétrica.
Gravador CNC LASER Modelo 1
STEMpower FabLab está engajado no desenvolvimento de vários produtos inovadores, que incluem inovações para estudantes e internas. Recentemente, um modelo de gravador a laser CNC foi desenvolvido como parte do projeto interno do FabLab. A máquina usa um diodo laser de 2,5 Watts e acessórios CNC padrão como motores de passo, trilhos guia, placa de controle Arduino Uno, drivers de motor de passo e uma fonte de alimentação de 12 Volts. A máquina pode realizar trabalhos de gravação e perfilamento em folhas de couro, placas de acrílico, madeiras e plásticos. A conclusão bem-sucedida do projeto marca um novo começo para o FabLab na área de desenvolvimento de sistemas de automação.
Sistema de automação residencial
Um sistema de automação residencial foi desenvolvido por um jovem aluno do 12º ano chamado Bereket como parte do programa de treinamento para inovadores do FabLab. O dispositivo inclui uma bomba de água, sensores de movimento, incêndio e fumaça, uma placa de controle Arduino Uno e um aparelho de telefone celular. Os dispositivos do sistema de automação residencial podem tornar nossas casas mais confortáveis, mais convenientes e mais seguras do que nunca. O sistema funciona usando um sistema sem fio inteligente que envia mensagens de notificação e uma chamada de voz ao proprietário caso algum invasor entre na residência de uma pessoa. Também emite um sinal de alarme caso ocorra algum acidente de incêndio dentro de casa. Assim que qualquer fumaça e fogo forem detectados, a bomba d’água funcionará automaticamente.