STŘEDA SUDÁ 15:00-17:30 1.POLOLETÍ 

Chceš si vyrobit vlastní funkční model, který nejen vytiskneš na 3D tiskárně, ale také ho oživíš elektronikou a programováním? Přihlas se do našeho kroužku základů mechatroniky a prototypování a zažij spojení moderních technologií v praxi!

Naučíš se:

• modelovat ve 3D a připravovat modely pro tisk,
• ovládat 3D tiskárnu a nastavit správné parametry,
• základy elektroniky a zapojování obvodů,
• oživit vytištěné modely pomocí LED, motorů nebo senzorů,
• jednoduché programování Arduina a dalších mikrokontrolérů.

Každý projekt bude mít jasný cíl – od návrhu a výroby až po hotový funkční model. Postupně si tak vyzkoušíš práci konstruktéra, technika i programátora.

Četnost: 1x za 14 dní (kromě státních svátků)

V případě dotazů pište na pr410@vsb.cz

Organizátoři si vyhrazují právo na změnu ve složení přihlášených účastníků, pokud to bude nezbytné pro zajištění řádného průběhu výuky (zejména v případě nespolupráce účastníka s lektory).

Organizátoři si vyhrazují možnost změn v níže popsaném programu kroužku.

1.POLOLETÍ — Základy

A) Teorie 3D tisku a digitální výroby

Princip technologie a materiály

• Pochopení podstaty aditivní výroby a vrstvení materiálu na tiskárně (FFF/FDM).
• Pojmenování hlavních částí 3D tiskárny.
• Seznámení se základním materiálem PLA pro bezpečný a přesný tisk prototypů.
• Pochopení cesty výrobku: nápad v hlavě → 3D model na počítači → příprava pro tisk → reálný díl.

Příprava pro tisk ve sliceru

• Pochopení role sliceru při přípravě modelu pro tisk.
• Nastavení základních parametrů výtisku.
• Správné natočení modelu na tiskovou podložku pro co nejvyšší pevnost a hladký povrch.
• Pochopení nutnosti tiskových podpěr u převisů a mostů překonávajících volný prostor.

Bezpečnost a provoz tiskárny

• Osvojení zásad bezpečné práce u tiskárny s ohledem na horkou trysku a pohyblivé části.
• Zvládnutí postupu zavedení a výměny tiskové struny (filamentu).
• Kontrola a význam správného přilnutí první vrstvy k podložce pro úspěch celého tisku.
• Bezpečné sejmutí hotového výtisku z podložky a jeho základní začištění.

B) Konstrukce a základy elektroniky

Prostorové modelování v TinkerCADu

• Zvládnutí pohybu v pracovním prostoru a přesné vkládání základních těles.
• Nastavení přesných rozměrů těles a zarovnávání objektů na střed či hranu.
• Vytváření děr a vybrání pro usazení elektroniky (otvory pro LED, vypínač nebo desku).
• Modelování vlastního držáku nebo jednoduché krabičky s kontrolou rozměrů pravítkem.

Základy modelování v Autodesk Fusion

• Orientace v prostředí Fusionu: založení náčrtu (Sketch) na vybrané rovině. Kreslení základních tvarů (obdélník, kružnice, čára) a zadávání přesných rozměrů pomocí kót.
• Vytváření 3D těles operací vytažení (Extrude), zkosení hran a tvorba montážních děr pro LED.

Bezpečnost a technika pájení

• Osvojení bezpečnosti při práci s horkou páječkou a zásady větrání pracoviště.
• Příprava pájecího hrotu, práce s pájkou (cínem) a tavidlem pro vytvoření čistého spoje.
• Správný postup pájení součástek na univerzální plošný spoj (prototypovou desku).
• Rozpoznání kvalitního lesklého pájeného spoje a oprava studeného spoje či nechtěného zkratu.

Elektronika a astabilní klopný obvod

• Pochopení elektrického obvodu: zdroj napětí, uzavřená cesta proudu a spotřebič.
• Rozsvícení první LED diody a pochopení nutnosti ochranného rezistoru před spálením.
• Seznámení s kondenzátorem jako malým zásobníkem náboje a tranzistorem jako elektronickým spínačem.
• Roztočení malého elektromotoru a ovládání směru jeho otáčení změnou polarity.
• Seznámení se servomotorem jako motorem, který umí přesně natáčet rameno do zadaného úhlu.

C) Praktická realizace — Model železničního přejezdu

Konstrukce výstražníku a závory

• Vymodelování výstražného kříže, terče s přesnými otvory pro LED a podstavce přejezdu.
• Příprava tiskových dat ve sliceru a samostatné vytištění všech částí výstražníku na 3D tiskárně.
• Začištění výtisků a kontrola lícování tištěných otvorů s reálnými LED diodami.

Sestavení a oživení přejezdu bez mikrokontroléru

• Zapájení obvodu blikače na kompaktní destičku vhodnou pro vestavbu do podstavce přejezdu.
• Propojení bateriového pouzdra, mechanického spínače a pájeného blikače do jednoho celku.
• Vyzkoušení střídavého blikání červených světel při zapnutí napájení modelu.

2.POLOLETÍ — Prohloubení

A) Pokročilý 3D tisk a parametrické modelování

Pokročilé modelování dílů ve Fusionu

• Kreslení složitějších náčrtů s využitím geometrických vazeb (tečnost, soustřednost, kolmost).
• Využití kruhového a lineárního pole prvků pro opakované tvary a otvory.
• Zadávání konstrukčních vůlí do náčrtu, aby se tištěné díly vůči sobě hladce pohybovaly.
• Tvorba otvorů pro metrické šrouby a zapuštění šestihranných matek do plastu.

Sestavy a tisk mechanických dílů

• Vytvoření sestavy ze dvou samostatných dílů ve Fusionu (držák a otočné rameno závory).
• Ověření správného otáčení a dorazů ramene přímo v počítači před samotným tiskem.
• Sestavení tištěných dílů.

 B) Řízení pomocí Arduina a chytrá automatizace

Úvod do Arduina pro začátečníky

• Seznámení s řídicí deskou (Arduino) jako mozkem celého stroje.
• Zapojování jednoduchých obvodů na nepájivém poli pomocí propojovacích vodičů bez pájení.
• Základy blokového programování: posloupnost příkazů, čekání (pauza) a opakování ve smyčce.

Akční členy a senzory na železnici

• Připojení a ovládání servomotoru pro plynulé zvedání a spouštění závory přejezdu.
• Generování výstražného zvuku pomocí piezo bzučáku (střídání tónů železniční výstrahy).
• Připojení senzoru pro automatické zjištění přijíždějícího vlaku.

C) Praktická realizace — Plně automatizovaný chytrý železniční přejezd

Konstrukce automatické závory ve Fusionu

• Vymodelování přesného lůžka pro servomotor a napojení ramene závory na jeho páku.
• Vytištění mechaniky závory na 3D tiskárně a její montáž k výstražníku z 1. pololetí.
• Mechanické vyvážení ramene závory pro minimální zátěž servomotoru při pohybu.

Programování a oživení celého automatu

• Naprogramování kompletního scénáře: klidový stav, příjezd vlaku, výstraha, průjezd a otevření.
• Zajištění plynulého chodu servomotoru po malých krocích, aby závora nepadala trhavě.
• Sloučení světelné signalizace z LED, zvukového bzučáku a pohybu závory do jedné řídicí smyčky.