Introduction: Aprende Con EVA

Abstract:

In this tutorial un-virtual physical teaching and evaluation of university students with topics related to different types of telecommunications as: I2C, SPI, Laser, Infrared and Transceiver. This approach is based on the Edu-action methodology.
Thus, within the object, the physical part sends commands to a virtual interface to perform different actions that provide 3 modes of interaction: conceptual learning, communication simulations and games (the last is focused on feedback from foreground).

Besides, the physical representation consists on a square game board 30x30 cm and 5x3 cm cube and 4 RFID tags. While the virtual part consists of an animated robot named "EVA" who acts as a digital facilitator that instructs the user interactions with the system. Meanwhile, user interaction with the interface is carried out from ultrasonic sensors, which detect the distance of an object in order to use it as a command.

Finally, the project provides an interactive solution for students in one of the subjects of teaching, promoting active learning where the student is the protagonist of the acquisition of knowledge.

Step 1: Fabricación De Carcasa

Picture of Fabricación De Carcasa

Para proteger los circuitos y estructurar el dispositivo, es necesario fabricar una carcasa; el componente físico de "Aprende con Eva" está construido en MDF de 3 milímetros cortados a través de láser, los planos de este proyecto "planos.ai" y "planos.dxf" cuentan con el diseño de 10 piezas:

Materiales:

  • 1 cuadrado de 18x18cm (tapa) que incluye las perforaciones para múltiples componentes.
  • Tablón de MDF de 3mm 45x20 cm.
  • 4 rectángulos (laterales): 18x18cm (x2) y 18x17cm, 4 (x2) forman el volumen de la caja.
  • 4 cuadrados 1.2x1.2cm forman el selector de cubo.

Nota: para cortar en una máquina láser se debe usar el archivo "planos.dxf".

Step 2: Montaje De Pulsadores

Picture of Montaje De Pulsadores

Utilizar las perforaciones de los círculos medianos para los pulsadores, este tipo de pulsadores incluye una arandela y tuerca por lo que únicamente se ajusta a la tabla por presión. Para mayor seguridad asegurar con silicona o pegamento.

Step 3: Montaje De Resistencias

Picture of Montaje De Resistencias

Para este procedimiento es recomendado utilizar alicate para direccionar los terminales de la fotoresistencia a 90°, posteriormente colocar la fotorresistencia en cada cuadrado pequeño.

Step 4: Soldar

Picture of Soldar

Conectar en una de las patas de cada pulsador un cable que será utilizado para conectar a 5v y en la otra 2 uno para la lectura y otro para la una resistencia a GND (véase resistencia pull down). Utilizar la misma configuración para para las fotoresistencias.

Step 5: Montaje De LEDs

Picture of Montaje De LEDs

En los orificios más pequeños se deben poner los LEDs verdes y se deben conectar cada uno con una resistencia.

En el cuadrado de la esquina se debe poner la matriz LED y asegurarla con silicona.

Step 6: Montaje Arduino, RFID Y Conexiones

Picture of Montaje Arduino, RFID Y Conexiones

Realizar el montaje de los laterales de la caja con pegamento, asegurar el Arduino a una de los laterales de la caja con silicona, asegurar el RFID con el lector hacia la tapa, realizar el montaje de la Matriz en los pines descritos en el archivo “final.ino” y por último, realizar el montaje SPI del RFID, puede seguirse el patrón descrito en el archivo de código “final.ino”. o realizar las mismas conexiones de esta guía en la cual se basó el proyecto:

https://www.instructables.com/id/Interfacing-RFID-R...

NOTA: RFID va a 3.3V si se conecta en 5V se podría quemar

Step 7: Montaje Del Buzzer

Picture of Montaje Del Buzzer

Para conectar el buzzer pasivo, el cable - a GND y el pin de la señal con un cable al Arduino con en el pin que se indica en el archivo del código “final.ino”.

Step 8: Montaje RGB

Picture of Montaje RGB

Para este proceso, conectar cada pin del led en los pines indicados en el archivo de código. R =rojo, G= verde, B= azul. el finalmente el pin - a tierra.

Step 9: Montaje De 5V Y GND Común

Picture of Montaje De 5V Y GND Común

Dado que los sensores y actuadores trabajan con una tensión de 5V, se puede simplificar la conexión conectando todos los cables a un único que irá al Arduino, por cuestiones de comodidad hemos añadido una protoboard pequeña para realizar esta conexión. para el caso de GND se realiza el mismo procedimiento y se conectan las resistencias pull down sobre la protoboard.

Step 10: Programación Arduino

Descargue el siguiente archivo y súbalo al Arduino.

Step 11: Programación Processing

Descargue el siguiente archivo y súbalo a Processing.

Step 12: Creación De La Interfaz

Picture of Creación De La Interfaz

Para realizar a EVA primero se debe crear en Adobe Illustrator CC el dibujo (vector) por capas de este personaje, tenga en cuenta dibujar cada uno de los componentes en su respectiva capa, con el fin de animarlo de forma más limpia posteriormente.

Luego se anima a EVA en Adobe After Effects CC, para esto se importa el dibujo (vector) realizado con anterioridad en Adobe Illustrator CC y se le agregan pines, por cada pin se crean nodos que tendrán un tiempo y posición diferentes.

Por aparte, se debe grabar la voz de EVA e importar en Adobe Audition CC, una vez importados estos archivos se editan, cortando los audios innecesarios y agregándoles un efecto que hará que EVA tenga voz de robot.

Una vez se tengan todas las composiciones anteriores: Adobe After Effects CC y Adobe Audition CC se importan en Adobe Premiere Pro, con el fin de unir las animaciones con los audios correspondientes.

Por último se debe cargar el código en Arduino con la programación correspondiente a los sensores, actuadores y funciones del sistema y se debe crear un programa en Processing para recibir los comandos del Arduino por el puerto serial y así reproducir los videos (“Animaciones”).

Step 13:

Step 14: Decoración

Picture of Decoración

Materiales:

  • Témpera rojo achiote
  • Pintura en aceite color verde, roja y azul
  • Cartulinas de colores café, morado, azul, verde y amarillo

Pintar la caja de color rojo achiote y los pulsadores de color verde, rojo y azul. Luego realizar el corte de las cartulinas, dos rectángulos por cada color, teniendo en cuenta el tamaño de las tarjetas del RFID.

Comments

Swansong (author)2017-11-15

Buen trabajo :) Gracias por compartir!

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