Introducció a Beetle Blocks

From Edutec Wiki
Jump to: navigation, search
Beetleblocks.png
Beetle Blocks és un entorn de programació visual per blocs amb el que es poden fer dibuixos per a la seva impressió en tres dimensions, com per exemple aquesta medusa.

 

 

Introducció a la impressió 3D

Impressió 3D 01.jpg
La impressió 3D és la producció d'objectes, peces o maquetes tridimensionals físics en principi dibuixats amb programes de dibuix assistit per ordinador. Una impressora en tres dimensions funciona igual que una en dos dimensions però afegint capes, una a sobre de l'altra, de cada pla. Si ho fes amb tinta sense res més, superposaria les imatges però no guanyaria volum perquè aquesta és líquida; per això el material d'impressió és sòlid, generalment algun tipus de polímer (plàstic). La tecnologia actual permet també imprimir en tres dimensions amb materials alimentaris, com per exemple xocolata o sucre, metàl·lics, biològics i altres.

Les impressores 3D van sorgir de la necessitat de crear de manera ràpida proves, models, maquetes i prototips d'enginyeria, arquitectura i disseny, abans de la seva producció definitiva final.

Impressió 3D en entorns educatius

3d.jpg
Les impressores en tres dimensions (3D) s'utilitzen en entorns tecnològics i industrials des dels anys 80 del segle XX. Al llarg d'aquest temps s'ha integrat el seu ús als mètodes i filosofies dels pensaments de disseny, enginyeril i computacional, que s'ha vist que tenen aplicacions molts útils a altres entorns i en general a la vida. El desenvolupament i entrenament d'aquestes competències (incloent el treball col·laboratiu, aprendre a aprendre, adaptar-se a situacions cambiants, etc.) s'h introduït al món de l'educació formal i no formal, sent la base de la robòtica educativa.

A la segona desena del segle XXI es produeixen impressores 3D senzilles de baix cost, cosa que fa la seva utilització viable per a entorns no especialitzats. Així, persones particulars i petites organitzacions poden imprimir i compartir els models dissenyats per elles mateixes o per altres, per a usos artístics, lúdics, educatius, etc. Naturalment, la robòtica educativa l'ha incorporat ràpidament.

La impressió 3D proporciona a l'alumnat una manera de fabricar objectes reals i tangibles segons els seus criteris, necessitats i dissenys. Pels monitors i educadors és una bona eina per a realitzar activitats seguint metodologies actives, basades en la resolució de problemes, aprenentatge per projectes, aprenentatge i servei, etc. on l’alumnat és el centre del procés d’ensenyament-aprenentatge.

Vegeu també: Robot Fantàstic

Introducció a BeetleBlocks

Beetle Blocks és un entorn de programació visual per blocs que, a diferència d’Scratch o Snap!, permet dibuixar formes tridimensionals i guardar-les en arxius que tinguin un format tal que pugui ser entès per una impressora 3D, és a dir, que pugui fabricar físicament les formes creades. El projecte va ser iniciat de manera conjunta al MIT MediaLab i al Pratt Institute de Nova York.

Permet fer algunes activitats senzilles de programació visual per blocs a les quals de manera ràpida es pugui obtenir un prototip per a ser imprès. Resulta molt fàcil d'utilitzar per a persones ja iniciades a la programació per blocs o, al contrari, també pot ser una via d'introducció de nous públics a la programació per blocs. També pot ser una presentació o transició entre activitats de programació per blocs i activitats de dibuix amb eines educatives, com per exemple SketchUp o TinkerCad. (Vegeu també: Introducció a Tinkercad)

Registre

A la pàgina de Bettle Blocks es pot observar que hi ha exemples ja creats per consultar, per aprendre, replicar o millorar, i un fòrum en el que es poden compartir propostes, dubtes, fer preguntes, etc. Per a poder participar al fòrum i començar a dibuixar, cal registrar-se primer. Per fer-ho, s'entra a "Join Beetle Blocks":

  
RTENOTITLE

i apareix la següent finestreta emergent, per a omplir:

Bit2.PNG

Després de posar les dades, es prem el botó "Sign up". Com a la majoria de programes en línia, després cal anar al correu electrònic i buscar el de confirmació per poder començar a explorar el programa.

Per començar a dibuixar cal prémer sobre Bit3.PNG, que porta a una finestra nova:

Interfaç

L'entorn és molt semblant als de Scratch i Snap!:

  
Bit5.PNG

Un cop a dins, pots consultar el seu manual i provar les seves opcions.

Impressió

Els dibuixos creats amb BeetleBlocks es poden guardar en fitxers en format stl (ACII o binari) per a la seva impressió. STL prové del nom "estereolitografia", per les seves inicials en anglès. Descriu les superfícies per triangulació, és a dir, com a formades per triangles unts entre ells pels seus costats. Aquests fitxers no contenen informació de color (no cal, depen del fil posat a la impressora), textura, tamany, etc. De vegades poden contenir peties errades que fan que no siguin imprimibles. La versió binària de STL es diferencia de la ACII (al programa BeetleBlocks està anomenada com a STL a seques) en que ocupa menys memòria.

El format obj conté tot el codi objecte. Inclou més dades, com per exemple el color (tot i que no calgui), textura i altra informació. Guarda la informació de la figura tridimensional "desplegada" en dues dimensions.

Cargol treu banya... en 3D

En aquesta activitat introductòria a Beetle Blocks es dibuixarà un cargol per a la seva impressió en tres dimensions.

Per al dibuix tècnic en tres dimensions és necessari comprendre bé els sistemes de tres coordenades (x, y, z), els desplaçaments en cada eix i les rotacions (canvi d'orientació) respecte a cada eix. També és important entendre les posicions i moviments generals com a composició d'aquests sobre cada eix, com si fos "l'ombra" a cadascun. No és imprescindible, tot i que ajuda, tenir la visió espaial de planta, alçat de la figura.

Es pot dibuixar, per exemple, un cargol estilitzat, pensat com a una cadena de bombolles que forma una espiral. O es pot començar fent un cercle de bombolles utilitzant el bloc "esfera diàmetre ..." i els blocs de desplaçament i rotació.

A continuació s'explica pas a pas com dibuixar el cargol de principi a fi:

Pas 1: Moure l’escarbat                                                                        

BeetleBlocks 02.png

Pas 2: Fer que l’escarbat “cagui” esferes

BeetleBlocks 04.png
Escollir el tamany de les esferes:
BeetleBlocks 03.png
Què passa quan el tamany és gran? Per exemple esferes de diàmetre 1?

Escollir el color de les esferes:

BeetleBlocks 05.png
Canvi de forma. Amb el bloc "cub Dim..." de la categoria Formes, prova com surt un cub:
BeetleBlocks 09.png
I un cuboide? Prova diferents mides.

És útil el bloc "reinicia" a la categoria d blocs de Control, que esborra tot el que hi hagi dibuixat per a poder començar amb el full en blanc una altra vegada. En general, interessa tenir-lo al començament de la bandera verda.

BeetleBlocks 06.png

Fer que camini un pas després de deixar anar l'esfera:

BeetleBlocks 07.png

Es pot allunyar més passos després de deixar-la:

BeetleBlocks 08.png
Per fer que deixi una esfera a cada pas, seria:
BeetleBlocks 10.png
Per fer que camini i després es giri per a canviar de direcció, el faig girar:
BeetleBlocks 11.png
Es pot veure en pla amb la opció 2D:
BeetleBlocks 12.png
Pas 3: Girar l’escarbat a l’eix z i començar de 0

Per fer trajectòries curvilínies, cal que canvïi una mica l'orientació, és a dir que giri l'angle, a cada punt. Prova a anar clicant el conjunt de blocs, a veure com avança. Comprova que si l'angle de gir és sempre el mateix, acabarà dibuixant una circunferència sencera. Pel cargol, de moment n'hi ha prou amb mitja circunferència.

Bit13.png

Pas 4: Bandera verda i primer bucle

Bit14.png

Prova aquest programa canviant el diàmetre de les esferes, per exemple:

BeetleBlocks 13.png
BeetleBlocks 14.png
BeetleBlocks 16.png
BeetleBlocks 17.png
Fes el mateix amb el nombre de passos i després amb l'angle.

Com va sortint? Quin t'agrada més? Quin és més interessant?

Pas 5: Segon bucle i girar a l’eix x

Per a que surti un cargol i no un dònut cal que es formi una espiral, això és que l'angle vagi augmentant i la distància també. Com no dibuixo punts sino esferes tridimensionals, voldré també que les esferes siguin cada vegada més grans. Això es pot fer tot junt, ja que vull fer que tot augmenti, amb un únic bloc que es diu "canvia l'escala en ..." i que es troba a la categoria de blocs de Moviment:

BeetleBlocks 18.png
Vaja, de vegades és útil l'opció "Mostra escena sencera":
BeetleBlocks 19.png

També puc, almenys temporalment, disminuir el tamany de les esferes per entendre millor el que estic fent:

BeetleBlocks 20.png
BeetleBlocks 21.png
Posar la graella,
BeetleBlocks 22.png
Girar la vista... mou amb el ratolí els eixos a l'escenari per veure la figura des de dalt, per sota, per sobre, de costat, en diagonal, etc.
BeetleBlocks 23.png
Quedarà millor afegint a més, a cada iteració, una segona torsió, aquesta vegada entorn de l'eix x, per a que, justament, es cargoli:

Bit16.png


Pas 6: Canviar la mida de les esferes per a que quedi un continu. Cal anar provant fins a escollir una que t'agradi. Per exemple, amb diàmetre 1 queda així:

BeetleBlocks 01.png

Pas 7: Guardar l'arxiu

Beettle Blocks 00.png

Si ja has obtingut el resultat, el següent pas és imprimir-lo. T'animes?