proiect flexform

95
FlexFORM – PROGRAM DE FORMARE PROFESIONALĂ FLEXIBILĂ PE PLATFORME MECATRONICE POSDRU/87/1.3/S/64069 Cursant: profesor Tanase Viorel Coordonator proiect: profesor dr. ing. CONSTANTIN NIŢU

Upload: technoconcord

Post on 24-May-2015

187 views

Category:

Technology


4 download

DESCRIPTION

Prezentare realizata in cadrul cursurilor oferite de facultatea FIMM Bucuresti.

TRANSCRIPT

Page 1: Proiect flexform

FlexFORM – PROGRAM DE FORMARE PROFESIONALĂ FLEXIBILĂ PE PLATFORME

MECATRONICE POSDRU/87/1.3/S/64069

Cursant: profesor Tanase Viorel

Coordonator proiect: profesor dr. ing. CONSTANTIN NIŢU

Page 2: Proiect flexform
Page 3: Proiect flexform
Page 4: Proiect flexform

M1: Informatică şi tehnologii educaţionaleC1 : Informatică aplicată în educaţie şi

formare

Titlul lucrării: INSTRUIREA INFORMATIZATĂ ÎN DOMENIUL

TEHNOLOGIC

Page 5: Proiect flexform

CUPRINSUL

1.INTRODUCERE.

2.CONŢINUTUL TEHNIC

2.1.SĂ CONSTRUIM UN CALCULATOR…

2.1.2.ASAMBLAREA CALCULATORULUI.

2.3.APLICAŢII PENTRU BIROTICĂ.

2.4.APLICAŢIE.

3.CONCLUZII.

4.BIBLIOGRAFIE.

5.ANEXE.

Page 6: Proiect flexform

1.INTRODUCERE

Page 7: Proiect flexform

1.1.INTRODUCERE.

Transformarea societăţii informaţionale în societate a cunoaşterii are la bază două categorii de instrumente(vectori):

1. Vectori tehnologici.

2. Vectori funcţionali.

Page 8: Proiect flexform

1.2.INTRODUCERE.

Vectorii tehnologici ai societăţii cunoaşterii sunt: Internetul, dezvoltat prin extensiune geografică; Tehnologia cărţii electronice; Agenţii inteligenţi – sisteme expert cu inteligenţă artificială; Mediul înconjurător inteligent pentru activitatea şi viaţa

omului; Nanotehnologia şi nanoelectronica.

Page 9: Proiect flexform

1.3.INTRODUCERE.

Vectorii funcţionali ai societăţii cunoaşterii sunt: Managementul cunoaşterii pentru întreprinderi,

organizaţii,instituţii, administraţii naţionale şi locale; Managementul utilizării morale a cunoaşterii la nivel global; Cunoaşterea biologică şi genomică; Sistemul de îngrijire a sănătăţii la nivel social şi individual; Aprofundarea cunoaşterii despre existenţă; Generarea de cunoaştere nouă tehnologică; Dezvoltarea unei culturi a cunoaşterii şi inovării; Un sistem de învatamânt bazat pe metodele societăţii

informaţionale şi a cunoaşterii (e-learning)

Page 10: Proiect flexform

1.4.INTRODUCERE.

Cursul INFORMATICĂ APLICATĂ ÎN EDUCAŢIE ŞI FORMARE îşi propune, în raport cu obiectivele vizate,dezvoltarea abilităţilor şi competenţelor cursanţilor în următoarele direcţii:

accesarea unor categorii de informaţii digitale; crearea unor aplicaţii utilizabile în procesul educaţional; valorificarea eficientă a valenţelor superioare oferite

domeniul Tehnologiei Informaţiei şi a Comunicaţiilor.

Page 11: Proiect flexform

2.1.SĂ CONSTRUIM UN CALCULATOR

Page 12: Proiect flexform

2.1.1.1.HARDWARE ŞI SOFTWARE

Ansamblul de componente fizice interconectate care alcătuiesc un calculator poartă numele de hardware – prescurtat hard. Folosind componentele hardware un calculator poate executa programe, acestea reprezentând software-ul calculatorului – prescurtat soft.

O parte a software-ului este constituită din sistemul de operare al calculatorului. Componentele acestuia realizează supervizarea funcţionării tuturor componentelor hardware şi asigură încărcarea în memorie şi lansarea în execuţie a diferitelor aplicaţii.

Page 13: Proiect flexform

2.1.1.2.ALCĂTUIREA HARDWARE-ULUI

1.Carcasa.Componenta care oferă cadrul pentru componentele interne şi oferă protecţia acestora poartă denumirea de carcasă.

2.Sursa de alimentare reprezintă componenta care transformă curentul alternativ.

3.Placa de bază reprezintă circuitul integrat principal care conţine magistralele sau circuitele electrice care se găsesc într-un calculator.

Page 14: Proiect flexform

2.1.1.2.ALCĂTUIREA HARDWARE-ULUI

4.Procesorul reprezintă unitatea centrală de prelucrare, cea mai importantă componentă a sistemului de calcul.

5.Memoria internă a calculatorului are rolul de a înregistra valori şi de a reda valori. Memoria internă a unui calculator este acea parte a me-moriei care intră în contact direct cu microprocesorul. Ea este alcatuită din două mari părţi ROM şi RAM.

6.Hard-disk-ul este un disc magnetic, de mare capacitate, care ajută la stocarea datelor pentru sistemele cu microprocesoare.

Page 15: Proiect flexform

2.1.1.2.ALCĂTUIREA HARDWARE-ULUI

7.Unitatea de discheta (floppy disk) este un echipament de stocare care foloseşte discuri flexibile de 3.5 inch.

8.Placa video reprezintă componenta care generează imaginea de pe ecranul monitorului, la parametrii ceruţi.

9.Placa de sunet înglobează toate componentele electronice necesare producerii de sunete şi asigură prin caracteristicile hardware câteva funcţii referitoare la componenta audio.

Page 16: Proiect flexform

2.1.1.2.ALCĂTUIREA HARDWARE-ULUI

10.Unităţile CD-RW sunt acele unităţi optice cu ajutorul cărora putem transfera informaţiile dintr-un sistem de calcul pe CD, dar şi pentru a citi informaţiile de pe suportul de stocare.

11.Placa de reţea, numită şi adapter de reţea sau placă cu interfaţă de reţea, este o piesă electronică proiectată petru a permite calculatoarelor să se conecteze la o reţea de calculatoare.

Page 17: Proiect flexform

2.1.2.ASAMBLAREA CALCULATORULUI.

Page 18: Proiect flexform

2.1.2.1.ASAMBLAREA CALCULATORULUI.

2.1.2.1.INSTALAREA MICROPROCESORULUI2.1.2.2.MONTAREA MEMORIILOR2.1.2.3.MONTAREA SISTEMULUI DE RĂCIRE PE PROCESOR2.1.2.4.MONTAREA PLĂCII DE BAZĂ2.1.2.5.MONTAREA SURSEI DE ALIMENTARE2.1.2.6.INSTALAREA HARD-DISCULUI.2.1.2.7.INSTALAREA UNITĂŢII OPTICE2.1.2.8.INSTALAREA ALTOR UNITĂŢI PERIFERICE2.1.2.9.PARTIŢIONAREA HARD-DISK-ULUI

Page 19: Proiect flexform

2.3.APLICAŢII PENTRU BIROTICĂ.

Page 20: Proiect flexform

2.3.APLICAŢII PENTRU BIROTICĂ.

Sistemele de operare actuale se instalează împreună cu un ansamblu de aplicaţii care permit scrierea de texte, efectuarea de calcule sau afişarea diferitelor tipuri de informaţii video sau audio. Posibilităţile limitate ale acestor aplicaţii fac necesară instalarea unor aplicaţii profesionale specializate pentru fiecare tip de activitate. Pentru birotică firma Microsoft propune pachetul Microsoft Office, format în principal din:Microsoft Word (procesor de texte);Microsoft Excel (calcul tabelar);Microsoft Power Point (prezentări multimedia);Microsoft Outlook (e-mail) ;Microsoft Access (sistem de gestiune de baze de date).

Page 21: Proiect flexform

2.3.1.APLICAŢII PENTRU BIROTICĂ.

Aplicaţia Microsoft Office Word 2007 permite realizarea unui volum imens de operaţii specifice activităţii de birotică.Se pot exemplifica, în acest sens, următoarele operaţii:Stabilirea formatului şi marginilor hârtiei : Page Layout/Page Setup/Page Setup; Introducere text, desene (Paint …), tabele, formule;Salvare;Formatare document;Inserare număr pagină;Inserarea unui tabel;Formatarea tabelului;Inserarea notelor de subsol (Footnote) sau de sfârşit de document;Inserarea caracterelor speciale;Inserarea ecuaţiilor matematice;Realizarea unor forme;Inserarea unei casete de text;Inserarea unui obiect generat de o altă aplicaţie - Insert / Object;Particularizarea aplicaţiei.

Page 22: Proiect flexform

2.3.2.APLICAŢII PENTRU BIROTICĂ.

Aplicaţia Microsoft Office Power Point 2007 permite realizarea unui volum imens de operaţii specifice activităţii de birotică.Se pot exemplifica, în acest sens, următoarele operaţii:Salvare;Inserare număr pagină;Inserarea unui tabel;Formatarea tabelului;Inserarea caracterelor speciale;Inserarea ecuaţiilor matematice;Realizarea unor forme;Inserarea unei casete de text;Inserarea unui obiect generat de o altă aplicaţie - Insert / Object;Particularizarea aplicaţiei;Modificarea conţinutului şi aspectului diapozitivelor;Adăugarea unui nou diapozitiv - Insert / New Slide;Inserarea în prezentare a unei secvenţe muzicale;Declanşarea prezentării - (Slide Show / From Beginning).

Page 23: Proiect flexform

2.4.APLICAŢIE.

Page 24: Proiect flexform

2.4.APLICAŢIE.

Prezentarea POWER POINT cu titlul „ REPREZENTAREA ÎN SECŢIUNE” a fost realizată ca o aplicaţie a cursului „Informatică aplicată în educaţie şi formare” .În această lucrare s-a utilizat o gamă largă de operaţii specifice aplicaţiilor WORD 2007, EXCEL 2007 şi POWER POINT 2007 şi s-a realizat integrarea informaţiilor între programe.

Aplicaţia(prezentare Power Point) „ REPREZENTAREA ÎN SECŢIUNE” este utilizată în procesul de predare-învăţare-evaluare, în cadrul Laboratorului de Tehnologie Informatizată.

Page 25: Proiect flexform

3.CONCLUZII.

Page 26: Proiect flexform

3.1.CONCLUZII.

Informatica este implicată în ansamblul procesului de învăţământ, prin raportarea la următoarele patru funcţii:1. Administrativă. Calculatorul este considerat un instrument care permite administrarea eficientă a unei instituţii şcolare. 2. Gestiune didactică. Gestiunea şi prelucrarea informaţiilor care permit o evaluare individuală a elevilor. 3. Instrument didactic. Învăţământul asistat de calculator se deosebeşte de alte forme de utilizare a calculatorului în procesul educativ prin două aspecte esenţiale: calculatorul participă direct la acţiunea didactică şi între el şi elev există o interacţiune permanentă.4. Auxiliar didactic. Ca orice alt mijloc audiovizual, calculatorul poate servi în cadrul lecţiilor drept instrument de exemplificare. Calculatorul permite o nouă formă de prezentare a lecţiilor, dar trebuie folosit doar acolo unde poate contribui la optimizarea procesului de învăţământ.

Page 27: Proiect flexform

3.2.CONCLUZII.

Cursul Informatica aplicată în educaţie şi formare îşi propune atingerea a două categorii de obiective:Obiective generale1. Aplicarea tehnologiilor educaţionale moderne;2. Eficientizarea procesului de predare-învăţare.

Conform Standardelor de Pregătire Profesională se urmăreşte atingerea şi realizarea unor unităţi de competenţe cheie: 3. Utilizarea calculatorului şi prelucrarea informaţiei.4. Lucrul în echipă.5. Asigurarea calităţii.

Page 28: Proiect flexform

4.BIBLIOGRAFIE.

Page 29: Proiect flexform

4.BIBLIOGRAFIE.

1. M1.C1.Informatica aplicată în educaţie şi formare.FLEXFORM-FIMM U.P.Bucureşti 20122.Informatica_Didactica. http://tvet.ro http://www.4shared.com 3.Standardul de Pregătire Profesională pentru calificarea Tehnician echipamente de calcul, nivelul 3 avansat – www.tvet.ro , secţiunea SPP sau www.edu.ro , secţiunea învăţământ preuniversitar.4.Curriculum pentru calificarea Tehnician echipamente de calcul, nivelul 3 avansat – www.tvet.ro , secţiunea Curriculum sau www.edu.ro , secţiunea învăţământ preuniversitar. 5.http://www.wikipedia.org 6.Tehnologia informatiei si a comunicatiilor. Iulian Cioroianu Editura „Sf. Ierarh Nicolae 20107.Capitolul IX.Societatea informaţională. Agenţia pentru Dezvoltare Regională Vest Internet

Page 30: Proiect flexform

5.ANEXE.

Page 31: Proiect flexform

5.ANEXE.

Aplicaţia REPREZENTAREA ÎN SECŢIUNE, în format .pptx, cuprinde în baza de date următoarele fişiere:Catalogul pentru notare(.docx)-Desen Tehnic Industrial;Catalogul pentru notare(.docx)-Test de evaluare in format WQC;Clasificarea secţiunilor(.docx);Haşuri utilizate(.docx);Reguli de reprezentare(.docx);Trasee de secţionare(.docx);Fişiere video:Bucşă în trepte-secţiune 1800;Bucşă în trepte-secţiune 3600;Secţiune simplă;Secţiune frântă;Secţiune în trepte;Secţiune cilindrică;Clasa a IX-a K-fişier în format swf.

Prezentarea Power Point în format pdf.

Page 32: Proiect flexform
Page 33: Proiect flexform

M2: Platforme mecatronice pentru educaţie şi formare flexibilă

C4 : Metode şi tehnici de inovare şi creativitate

Titlul lucrării: PLATFORMA LEGO MINDSTORMS.METODA „LEARNING BY DOING”

Page 34: Proiect flexform

CUPRINSUL

1.INTRODUCERE.

2.CONŢINUTUL TEHNIC

2.1.CONCEPTUL DE MECATRONICĂ

2.2.PLATFORMA LEGO MINDSTORMS NXT

2.3.COMPONENTELE PLATFORMEI LEGO MINDSTORMS NXT

2.4.MEDIUL DE PROGRAMARE. LEGO MINDSTORMS NXT

2.5.CONCEPTUL „LEARNING BY DOING”

2.6.APLICAŢIE

3.CONCLUZII.

4.BIBLIOGRAFIE.

5.ANEXE.

Page 35: Proiect flexform

1.INTRODUCERE

Page 36: Proiect flexform

1.1.INTRODUCERE.

Cursul „Metode şi tehnici de inovare şi creativitate” îşi propune să dezvolte la nivelul cursantului (elevului): exploatarea potenţialului inovator al platformelor mecatronice educaţionale;dezvoltarea gândirii integratoare;stimularea creativităţii;dezvoltarea flexibilităţii şi capacităţii de adaptare a cursantului;operativitate şi reacţie rapidă la schimbările pe piaţa muncii.

Page 37: Proiect flexform

1.2.INTRODUCERE.

Parcurgerea acestui curs permite atingerea unor competenţe generale:  1. Exploatarea platformelor educaţionale în scopul stimulării transferului de cunoaştere a capacităţii de adaptare a cursantului/elevului la dinamica pieţei muncii prin:

a. programarea funcţionalităţii sistemelor mecatronice;b. cunoașterea, dezvoltarea şi implementarea tehnicilor de control.

2. Prototiparea rapidă la scară redusă a sistemelor mecatronice prin:a. realizarea de sisteme mecatronice la scară utilizând structuri

modulare reconfigurabile;b. programarea funcţionării.

3. Gândirea sistemică, integratoare;4. Deprinderea de a lucra în echipă; 5. Capacitate de analiză şi sinteză globală a sistemelor moderne (mecatronice).

Page 38: Proiect flexform

2.1.CONCEPTUL DE MECATRONICĂ.

Page 39: Proiect flexform

2.1.1.CONCEPTUL DE MECATRONICĂ.

Termenul de mecatronică fost brevetat în anul 1969, de către concernul Yaskawa Electric Co. şi a fost utilizat pentru a descrie interdependenţa între :mecanicǎ ;electronicǎ;informaticǎ.

Scurt istoric.Conceptul de “mecatronică” - brevetat în anii 1971-1972.În anul 1982 firma Yaskawa renunţă la drepturile de autor asupra

acestuia pentru a putea fi utilizat pe scară largă.În anul 1986 conceptul este citat şi în literatura de specialitate din

România pentru roboţi industriali.Conceptul de mecatronică - legitimitate academică în anul 1996 prin IEEE / ASME Transactions on Mechatronics.

Page 40: Proiect flexform

2.2.PLATFORMA LEGO MINDSTORMS NXT

Page 41: Proiect flexform

2.2.1.PLATFORMA LEGO MINDSTORMS NXT

Kitul Mindstorms NXT reprezintă cea de-a doua generație de componente LEGO didactice. Acesta oferă:un nou design al componentelor mecanice;un controler programabil cu putere sporită de calcul;un set extins de senzori. Platforma este de tip opensource astfel pot fi creaţi noi tipuri de senzori şi actuatori compatibili.Kit-ul educaţional LEGO Mindstorms NXT conţine:1. controlerul inteligent NXT;2. trei servomotoare;3. senzor de contact;4. senzor ultrasonic;5. senzor de lumină;6. senzor de sunet;7. baterie reîncărcabilă;8. conectori;9. componente Lego.

Page 42: Proiect flexform

2.3.COMPONENTELE PLATFORMEI LEGO MINDSTORMS NXT

Page 43: Proiect flexform

2.3.1.COMPONENTELE PLATFORMEI LEGO MINDSTORMS NXT

Kit-ul educaţional LEGO Mindstorms NXT conţine: 1. Controlerul NXT.2. Servomotor(actuator).3. Servomotor(actuator).4. Servomotor(actuator).5. Senzor tactil.6. Senzor tactil.7. Senzor de lumină.8. Senzor ultrasonic.

Page 44: Proiect flexform

2.3.2.CONTROLERUL NXT

Controlerul NXT oferă mai multe modalităti de comunicare cu utilizatorul. Acestea sunt:  

Afişajul.Butoanele.Difuzorul.  Aceste modalităţi ar putea fi încadrate în două categorii: 1. intrări;2. ieşiri.

Principala modalitate de introducere a comenzilor se realizează folosind butoanele de pe controller. Acestea se folosesc atât la navigarea în meniul NXT cât şi în timpul rulării unui soft dacă programul realizat acceseaza această funcție.

Page 45: Proiect flexform

2.3.3.SERVOMOTOARELE

Servomotorul LEGO este un motor de curent continuu de 3 W, compus din următoarele:  1. Corpul motorului propriu-zis;2. Angrenaj cu roți dințate (reductor) ;3. Senzor de rotație (Encoder în cuadratură);4. Corp de prindere ale altor piese LEGO (de exemplu axe). Precizia senzorului de rotație este de 1 grad. Acesta poate măsura rotațiile motorului în grade sau în rotații complete (1 rotație completa = 360 grade).

Page 46: Proiect flexform

2.3.4.SENZORI

Platforma are în dotare 4 senzori: 1. senzorul tactil;2. senzorul de sunet;3. senzorul de lumină;4. senzorul de ultrasunete.

În raport cu mediul de interacţiune, senzorii se pot clasifica astfel: Optici:sezor de lumină, senzor de culoare;Ambientali:senzor de temperatură, senzor de sunet;Mecanici:senzor de acceleraţie, senzor giroscopic;Orientare:senzor de distanţă, senzor tip busolă.

Page 47: Proiect flexform

2.4.MEDIUL DE PROGRAMARE. LEGO MINDSTORMS NXT

Page 48: Proiect flexform

2.4.MEDIUL DE PROGRAMARE. LEGO MINDSTORMS NXT

Blocul funcțional reprezintă elementul de bază al limbajului grafic LEGO Mindstorms NXT. Este derivat din conceptul de bloc avansat al limbajului Labview. Fiecare bloc este echivalent cu o instrucțiune (subrutină) a limbajelor bazate pe text (C++, Basic, Pascal etc.).

Sunt împărțite în grupuri cu funcționalități asemănătoare: Comune, Acțiuni, Sensori, Control, Date, Avansați .

Blocurile pot fi depuse pe schema aplicației printr-o operațiune de tip „drag-and-drop”, de-a lungul firului de execuție a programului.

Page 49: Proiect flexform

2.5.CONCEPTUL „LEARNING BY DOING”

Page 50: Proiect flexform

2.5.1.CONCEPTUL „LEARNING BY DOING”

Conceptul “learning by doing” este o combinaţie între mediul de învățare şi mediul de lucru, de unde se nasc experiențe de învățare reale şi relevante. Acesta oferă posibilitatea participanților să-şi urmeze propriile interese şi întrebări şi totodată să ia decizii asupra modului în care vor găsi răspunsuri şi soluții problemelor.

Oferă participanților autonomie şi pentru realizarea propriului proiect şi a unui proiect al grupului, prin posibilitatea abordării interdisciplinare. Participanții aplică şi integrează conținutul diferitelor discipline în momente autentice de acțiune, în loc de situații de izolare sau artificiale şi sprijină integrarea teoriei cu practica.

În comparație cu metoda tradițională de învățare, care se bazează pe construcție și reproductivitate, metoda „learning by doing” se bazează pe analiză, inițiativă și dedicare.

Page 51: Proiect flexform

2.5.2.CONCEPTUL „LEARNING BY DOING”

Etapele învățării prin descoperire se ordonează oarecum invers faţă de învățarea tradițională. Prima etapă în desfășurarea cursurilor de tip „learning by doing” este punerea problemei. Aceasta trebuie să fie destul de interesantă, pentru a capta atenția participanților, să stimuleze imaginația și să-i țină pe aceștia prinși în rezolvarea problemei. A doua etapă este antrenarea participanților într-un proces de încercare şi eroare (trial and error) în vederea obținerii unui rezultat adecvat. În etapa a treia, participanții, prin raportare la experiența lor, sunt capabili să inducă principii adecvate pentru rezolvarea sarcinii, în urma cunoștințelor acumulate anterior. În următoarea etapă se fac generalizări, prin referire la alte situații în care se pot aplica principiile găsite. În final, participanții vor putea aplica noile cunoștințe acumulate la cazuri noi (să aplice regulile învățate în alte contexte).

Page 52: Proiect flexform

2.6.APLICAŢIE.

Page 53: Proiect flexform

2.6.1.APLICATIE

Se va construi o structură mecanică, utilizând componente LEGO, care să permită transformarea mişcării de rotație în mişcare de translație, cu 2 limitatori de cursă(senzori tactili).Condiţii:1. Cursa utilă să aibă o lungime între 200 și 300 de mm .2. Cartul să fie fixat pe axă pe cele două direcții pe care nu se

deplasează. 3. Dimensiunile de gabarit să fie sub 400x100x100 de mm .4. Momentul transmis de la motor să nu fie amplificat mai mult de

10x .

Page 54: Proiect flexform

2.6.2.APLICATIE

2.6.1.CONSTRUCŢIA STRUCTURII MECANICE2.6.2.REALIZAREA PROGRAMULUI(software LEGO MINDSTORMS NXT)2.6.3.RULAREA PROGRAMULUI

Page 55: Proiect flexform

3.CONCLUZII.

Page 56: Proiect flexform

3.1.CONCLUZII

Conceptul „ Learning by doing” prezintă următoarele avantaje:Motivare.Participanții au libertatea de a alege modul de abordare a problemei;Pot folosi cunoștințele anterior obținute în vederea soluționării problemei;Reprezintă o modalitate de a-și expune punctele de vedere prin experimente.Memorare mai buna.Informația care ne vine pe cale senzorială vizuală nu este izolată de alte procese psihice;Apar anumite emoții și gânduri;Informația se înmagazinează nu doar pe cale vizuală;Informaţia se corelează cu acele gânduri si emoții simțite.Favorizează relațiile interpersonale.Asigură un climat favorabil interacţiunii între membrii echipei;Permite cunoaşterea potenţialului fiecărui membru al echipei.Creste încrederea în sine şi în ceilalți.Creează un sistem de valori compatibil;Determină creşterea nivelului de încredere în potenţialul de acţiune.

Page 57: Proiect flexform

3.2.CONCLUZII

Conceptul „ Learning by doing” prezintă următoarele dezavantaje: Consumă timp.Există riscul ca timpul necesar de a ajunge la o soluție prin metoda „trial and error” să fie insuficient.Generalizarea este uneori dificilă.Există posibilitatea ca participanții să nu poată face generalizarea soluției găsite fie din lipsa de informație fie din cauza informațiilor prea puține sau prea particulare.Valoarea educativă a lecției scade datorită acțiunii de a descoperi în sine.

Page 58: Proiect flexform

4.BIBLIOGRAFIE.

Page 59: Proiect flexform

4.BIBLIOGRAFIE

1.M2.C4.Metode si tehnici de inovare si creativitateFLEXFORM_FIMM 2011

2.Proiectarea sistemelor mecatroniceprof. dr. ing. Valer Dolga 2006

3.LEGO MINDSTORMS NXT CD-SoftwareFLEXFORM_FIMM 2012

Page 60: Proiect flexform

5.ANEXE.

Page 61: Proiect flexform

5.ANEXE

 Fişier .swf Software_Lego Mindstorms NXT 

Fişier .exe Lego Mindstorms NXT

Page 62: Proiect flexform
Page 63: Proiect flexform

M3: Dezvoltare tehnologică şi tehnologii educaţionale în societatea bazată pe

cunoaştereC5: Dezvoltare tehnologică şi tehnologii

educaţionale

Titlul lucrării: SUDAREA ŞI DEBITAREA CU LASER

Page 64: Proiect flexform

CUPRINSUL

1.INTRODUCERE.

2.CONŢINUTUL TEHNIC

2.1. PRINCIPIUL METODEI

2.2. LASERUL

2.3. UTILIZĂRI

2.4. LASERUL CU GAZE

2.5. SUDAREA LASER

2.6. LASERUL DE 2 KW

2.7. ALTE APLICATII

3.CONCLUZII.

4.BIBLIOGRAFIE.

5.ANEXE.

Page 65: Proiect flexform

1.INTRODUCERE

Page 66: Proiect flexform

1.1.INTRODUCERE

Invenţie a secolului XX, laserul este prezent în diverse domenii de aplicaţii:cititoarele de coduri de bare;imprimantele laser;transmiterea informaţiei prin fibra optică;CD-urile şi DVD-urile audio sau vide;holografia;neurochirurgia şi chirurgia oculară;obţinerea temperaturilor foarte inalte in camerele reactoarelor de fuziune nucleară;prelucrarea metalelor si aliajelor dure.

Page 67: Proiect flexform

1.1.INTRODUCERE

“Laser” este un acronim pentru Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation(Amplificarea luminii prin emisia stimulată de radiaţie). Acest acronim desemnează orice dispozitiv care creează şi amplifică o rază de lumină ingustă, de aceeaşi frecvenţă, concentrată şi ai cărei fotoni se deplasează coerent, adică undele electromagnetice corespunzătoare lor au aceeaşi fază.

Într-un dispozitiv laser, atomii sau moleculele mediului activ – un cristal de rubin, un gaz sau chiar un lichid - sunt excitaţi asfel incat majoritatea să se găsească intr-o stare de energie superioară celei de echilibru.

Page 68: Proiect flexform

2.1. PRINCIPIUL METODEI

Page 69: Proiect flexform

2.1. PRINCIPIUL METODEI

In principiu, energia electrica este transferata intr-o raza de lumina cu o singura lungime de unda in timpul procesului de generare a razei in rezonatorul laserului, ca de exemplu in cazul laserului pe baza de CO2.

Raza laser este paralela, ceea ce usureaza transferul pe distante mari, pana la punctul vizat. In aria de procesare, raza laser este concentrata intr-un punct mic, asigurand astfel energia necesara pentru a incalzi, topi sau chiar evapora rapid metalele.

Page 70: Proiect flexform

2.2. LASERUL

Page 71: Proiect flexform

2.2. LASERUL

Laserii sunt dispozitive pentru amplificarea sau generarea undelor electromagnetice din domeniul optic pe baza efectului de emisiune fortata a sistemelor atomice care permite o concentrare a energiei corespunzatoare unei temperaturi de zeci de mii de grade.

In 1951 Charles Townes a construit primul dispozitiv care amplifica microundele prin emisie stimulata de radiatie si numea acest dispozitiv MASER dupa initialele procesului (Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation).

Se considera ca primul laser utilizabil a fost construit de Theodore Harold Maiman, in mai 1960 (laser cu rubin ).Clasificarea laserilor se poate face dupa: natura mediului activ (solid, lichid, gazos);puterea emisa;domeniul de lungimi de unda al radiatiei emise;modul de functionare(continua sau in impulsuri).

Page 72: Proiect flexform

2.2.1.LASERUL CU MICROUNDE

Acest laser a fost inventat de Townes si Shawlow in 1954. Raza de amoniac trece printr-un concentrator electrostatic pentru a separa moleculele aflate pe nivele energetice superioare.

Page 73: Proiect flexform

2.2.2.LASERUL OPTIC

Primul laser optic, construit de Maiman in 1960, era un laser cu pulsatie.Nelson si Boyle au creat in 1962 primul laser continuu cu rubin, inlocuind sursa (o lampablit) cu o lampa cu arc.Aceste lasere si-au gasit, odata cu imbunatatirea metodelor de fabricatie, si aplicatii practice.

Page 74: Proiect flexform

2.2.3. LASERUL CU RUBIN

Într-un laser cu cristal de rubin, atomii sunt aduşi cu 2 nivele energetice peste starea fundamentală,Revin foarte repede in mod natural la nivelul 1 (considerand starea fundamentală nivelul 0)Emisia stimulată are loc in cadrul tranziţiei de la nivelul 1 la nivelul 0.Rubinul este un oxid de aluminiu care conţine mici cantităţi de ioni de crom.Tubul de descărcare, in formă de spirală, este umplut cu neon, xenon.

Page 75: Proiect flexform

2.2.4. LASERUL CU SEMICONDUCTORI

Mediile active cele mai folosite pentru laserii cu semiconductori sunt: GaAs,GaAlAs , GaP, InSb.Liniile emise de diferitii laseri cu semiconductori se intind intre 0,3-30 micrometri.Aplicand o diferenta de potential, golurile sunt injectate in regiunea n si electronii in regiunea de tip p. Recombinarea dintre electroni (banda de conductie) si duce la emisia de radiatii.

Page 76: Proiect flexform

2.2.5.LASERII CU GAZ

Functie de natura chimica a mediului activ, laserii cu gaz se impart in trei categorii:1. Laserii atomici au ca mediu activ gaze in stare atomica provenite din substante monoatomice sau poliatomice prin disociere (laserul cu heliu-neon, cu oxigen, cu azot). Acesti laseri emit linii situate in infrarosu si vizibil.2. Laserii ionici isi bazeaza functionarea pe tranzitiile electronice dintre nivelele ionice ale substantelor ionizate (laserul cu argon ionizat, cu hologeni, cu azot, etc.). Acesti laseri emit linii in principal in vizibil si ultraviolet.3. Laserii moleculari au ca mediu activ un gaz in stare moleculara sau vapori: Liniile emise de acesti laseri se gasesc in majoritate in infrarosu dar sunt cunoscute si in vizibil.

Page 77: Proiect flexform

2.2.6. LASERII CU LICHID

Laserii cu lichid cei mai cunoscuti sunt cei cu chelati organici si cei cu coloranti.

Mediul activ pentru laserii cu coloranti este format de o substanta fluorescenta dizolvata intr-un solvent (alcool). Largimea spectrala a radiatiei emise este de ordinul sutelor de angstromi, putind fi selectata lungimea de unda dorita, deci laserul este acordabil intr-o banda larga.

Page 78: Proiect flexform

2.2.7. LASERUL CU RAZE X

Cilindrul de plasma (rosu) este creat de impactul unui laser cu pulsatie de mare putere (albastru).Nu sunt folosite oglinzi, in schimb emisiile spontane sunt amplificate si raza este trimisa in ambele sensuri.A fost creat pentru prima oara de cercetatorii Matthews si Rosen la Lawrence Livermore National Laboratory, in 1985.Tinta este dintr-o foita subtire de seleniu sau un alt element cu numar atomic mare, dispusa pe un substrat de vinil pentru a-i da rigiditate.

Page 79: Proiect flexform

2.2.8. LASERELE CU PLASMA

Laser cu racire a plasmei la contactul cu gazul (TPD-I): plasma de heliu mentinuta electromagnetic stationar este racita de contactul cu hidrogenul, producand efectul laser in XUV (164 nm) (Institute of Plasma Physics Nagoya, Japonia).

Cea mai puternica manifestare a laserelor naturale se produce in quasari.

Page 80: Proiect flexform

2.3. UTILIZĂRI

Page 81: Proiect flexform

2.3. UTILIZĂRI

Principalele domenii ale ingineriei in care se aplica laserul sunt: holografia si interferometria holografica;comunicatiile optice;calculatorul si optica integrata;producerea si diagnosticarea plasmei;separarea izotopilor;realizarea standardelor de timp si lungime;telemetria si masurarea de viteze;alinieri si controlul masinilor unelte;masurari de profile si nivele;controlul automat al masinilor;incalzirea materialelor fara schimbare de faza;topirea si sudarea metalelor;vaporizarea si depunerea de straturi subtiri;fotografia ultrarapida;fabricarea si testarea componentelor electronice.

Page 82: Proiect flexform

2.4. LASERUL CU GAZE

Page 83: Proiect flexform

2.4. LASERUL CU GAZE

In rezonatorul laser, mediul laser este amplasat intre doua oglinzi. Fascicolul laser reflecta intre oglinzile anterioara si posterioara si sufera un proces de amplificare, in timp ce o parte a fascicolului este extrasa printr-o oglinda partial reflectorizanta.Laserii cu CO2 ofera nivele de putere mult mai ridicate care ajung la 50 kW.Sistemele cu puteri de pana la 4 kW se utilizeaza frecvent pentru taierea laser folosind lentile de focalizare.Procesul de generare al fascicolului laser, procesul laserilor CO2, este bazat pe utilizarea gazelor laser CO2, azot si heliu.Amestecul de gaze pentru laserii cu CO2 contin 60-85% heliu, 13-55% azot si 1-9% bioxid de carbon.

Page 84: Proiect flexform

2.5. SUDAREA LASER

Page 85: Proiect flexform

2.5. SUDAREA LASER

Sudarea laser atat cu laserii CO2 cât si Nd:YAG creste in pondere in productia industriala. Laserele cu CO2 de putere ridicata (2 – 12 kW) sunt utilizati la sudarea sasiurilor de automobile, componentelor de transmisii, schimbatoarelor de caldura etc.Laserii Nd:YAG de putere ridicata sunt livrati frecvent cu sisteme cu fibra optica si roboti.Fascicolul laser este focalizat pe o pata focala de mici dimensiuni, asigurand intensitatea necesara topirii si evaporarii materialului. Pentru focalizarea laserilor CO2 de putere ridicata, se utilizeaza cu precadere oglinzi racite cu apa in locul lentilelor. Sudarea cu laseri de putere ridicata este caracterizata de sudarea in gaura de cheie. Energia laserului topeste si evapora materialul. Principalele gaze pentru sudarea cu laseri cu CO2 sunt heliul si amestecurile heliu-argon.Cel mai bun gaz pentru sudarea cu laseri Nd:YAG este argonul, dar si azotul si CO2 dau uneori rezultate acceptabile (sudurile in CO2 sunt usor oxidate).

Page 86: Proiect flexform

2.6. LASERUL DE 2 KW

Page 87: Proiect flexform

2.6. LASERUL DE 2 KW

Laser cu bioxid de carbon de 2000W, fabricat de soc. BOC, este o unitate compactă şi dotată cu o simplicitate şi fiabilitate excepţională, ideale şi industriei şi laboratoarelor de încercări.

Suduri de o calitate comparabilă cu cea obţinută prin fascicolul de electroni pot fi executate în aer liber. Acest câmp de aplicaţii pare să fie cel mai promiţător pentru un laser de acest tip.

Page 88: Proiect flexform

2.7. ALTE APLICATII

Page 89: Proiect flexform

2.7. ALTE APLICATII

Marcarea si gravarea cu fascicul laser sunt larg raspandite de ex. pentru marcarea datei expirarii, codului de bare si descrierii produselor. Cu un laser se pot induce modificari specifice ale suprafetei sau a unei portiuni a piesei ca topirea, sublimarea sau oxidarea.

Perforarea cu fascicul laser permite realizarea unor orificii in orice material din domenii ca aeronautica, tehnica spatiala sau productia de turbine. Se foloseste un laser de calitate bine focalizat, pentru eliminarea strat cu strat a materialului la fiecare puls al laserului pana la formarea unun orificiu precis. De aceea se folosesc laseri cu impulsuri, deoarece acestia ofera puteri ridicate pentru fiecare impuls.

Tratarea suprafetelor cu fasciculului laser grupeaza mai multe aplicatii cum sunt calirea superficiala, topirea, emailarea, alierea, acoperirea.Tratarea suprafetelor folosind fascicolul laser ofera unele avantaje speciale fata de procedele alternative cum sunt efectul minim asupra piesei, delimitarea precisa a zonei influentate, rata mica a defectelor, aderenta ridicata a stratului, simplificarea controlului procesului.

Page 90: Proiect flexform

3.CONCLUZII.

Page 91: Proiect flexform

3.CONCLUZII.

Inventarea laserului a avut o influenţă deosebită asupra dezvoltării ştiinţei, tehnicii şi a diverselor ramuri ale economiei. Utilizarea laserului în prelucrarea materialelor capătă o importanţă economică deosebită.Avantajul utilizării tehnologiei laserului constă în prelucrarea rapidă şi fără contact a celor mai diverse materiale, lumina laser fiind aplicată cu mare precizie şi exact controlată. Razele laser, de asemenea, sunt utilizate pe larg în medicină, precum şi în automatizarea celor mai diverse procese.Proprietăţile radiaţiei laser au făcut ca generatoarele cuantice să reprezinte echipamente tehnice utilizate în cele mai diverse domenii ale ştiinţei şi tehnicii.Laserul cu impulsuri este folosit în geodezie şi construcţia de case, pentru măsurarea distanţelor pe teren după timpul de parcurgere de către impulsul de lumină a distanţei dintre două puncte.Laserele au produs o revoluţie în telecomunicaţii şi în tehnica de imprimare a informaţiei. Tehnica laser se întrebuinţează pe larg în chirurgie şi în terapie. Se conturează apariţia unei noi generaţii de calculatoare, calculatoarele optice, a căror construcţie şi principiu de funcţionare diferă mult de cele ale calculatoarelor electronice.

Page 92: Proiect flexform

4.BIBLIOGRAFIE

Page 93: Proiect flexform

4.BIBLIOGRAFIE

  1.Sudarea si debitarea cu laser www.4shared.com  2.Laserul si aplicatiile lui Gabriela Paunescu 2010 3.Tehnologie si inovatie conf. dr. ing. Vasile Bratu 2006 

Page 94: Proiect flexform

5.ANEXE

Page 95: Proiect flexform

5.ANEXE

FIŞIERE VIDEO