Изделия, спецификации и прочее.

Стр 1 из 2Следующая ⇒

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Государственное бюджетное образовательное учреждение

Лицей №486

Выборгского Района

Первая пробная редакция

Проект

«Научно-Математический исследовательский набор

От идеи до реализации»

Ведущий проектант:

Беспалов Лев (Дизайнер\Инженер\Изготовление\Редакция)

Проектанты:

Вамиг Алиев (Программист)

Артем Круглов (Техник\Помощь изготовления)

Дмитрий Баранов (Помощь изготовления)

Руководитель:

Евгений Вячеславович (Координация работы, Слаженность, Надзор)

Санкт-Петербург

2018

Содержание

Вступление

Исследование

Изделия, спецификации и прочее.

Экономический расчет.

Общая экологическая оценка.

Наша оценка проделанной работы.

Послесловие

Приложения

Список Литературных и прочих материалов

Аннотация.

Подоплёка: в системе образования уделяют немалую роль обучению человека применять теорию на практике, развивая его вычислительные, логические, дедуктивные и прочие методы мышления. Но на деле же в большей части учебных заведений, по моим личным опросам знакомых и прочих, попытки заставить Учащихся применять теорию на практике оборачиваются плачевно. Отсутствие мотивации и интереса Учеников к Обучению – острая проблема современной системы образования, которая затронула и меня. Данный проект появился в результате вышеописанных рассуждений, это вызов самому себе, я желаю воплотить в жизнь, вдохнуть в предметы полученные мною знания.

Проблема: отсутствие некоторого инструментария к тем или иным естественно точным предметам. Нехватка информации в сфере существующих инструментов, которые могли бы найти себе применение в быту.

Цели не относящиеся к первой редакции: Создание собственной коллекции инструментов для применения в учебе и быту. Создание компьютерных моделей, программ.

Цели относящиеся к первой редакции: Формирование общей структуры редакции проекта. Формирование целей и идей, анализ информации. Создания концептов изделий и товара – компьютерная графика.

Методы: для воплощения в реальности использовались свободные источники информации глобальной сети, анализ полученных данных, программы для проектирования, «коддинга», дизайна и моделирования. Анализ, уже имеющийся информации в изучаемой мною сфере.

Заключение: стоят задачи по сортировке данных в «Справочнике», пополнению инструментария новыми и старыми предметами которые могут найти применение или которые мне показались интересными, «шлифовке» общего дизайна и конструкции. Данный проект находится на стадии разработки, именно поэтому данный документ нельзя считать окончательно завершённым. Но уже положено начало и есть некоторые компьютерные и физические наработки. Первая редакция документа включает в себя исключительно шаблоны и наработки. Немного информации по структуре документа смотреть в приложении N. Последнюю редакцию можете найти на Соц. Странице ведущего проектанта, смотреть QR-код в нижнем правом углу титульной страницы.

3. Вступление.

Проблемная ситуация

Изначальной проблемной ситуацией, которая побудила меня к созданию данного проекта был обычный урок информатики, на котором мы изучали методы перевода разных чисел в системах счислений. На уроке мы изучали стандартную запись числа в n -ой системе счисления.

A = a_n·pⁿ+a_n-1·p^n-1 +a_n-2·p^n-2+…+a ₁·p¹+ a₀·p⁰

_n _, _n _-1, _n _{-2 – Обозначение порядка цифр в числе.}

P _{– Целое 1<. Основание системы счисления.}

A_i _{– Сами цифры числа.}

И методы перевода чисел из одной системы счисления в другую в некоторых случаях доходили до абсурда. Если быть конкретнее, то сама запись занимала очень много места. Поэтому наша учительница,

ещё будучи студентом с своими сокурсниками, придумала простую не занимающую много места запись по переводу двоичного числа в десятичное.

Например, имеем двоичное число 1011011.

Исследование.

Изучение идеи.

Оттачивать идею было не так сложно, как казалось, по началу. Изучив подход запада в подобных вопросах – создания, продажи, маркетинга таких продуктов. Мы сошлись на том, что проект из себя представляет так называемые «Креативные Коробки» или «Коробки для Экспериментов».

Подобные коробки представляют из себя набор разных предметов для каких-либо экспериментов в разных областях, начиная с химии и заканчивая физикой. Ярким и популярным примером является набор от известного научно-популярного канала Vsauce ^{(См. приложение 1)}.

Именование «коробки»

Наша же коробка будет именоваться в соответствии с международным форматом, то есть название будет на Английском языке, и на данном этапе

мы определились с названием:

Item Box |Wild Math’s|. Copper edition. ^{By cube team}

Что в дословном переводе звучит примерно так: «Шкатулка |Дикая математика|. Медное издание.» Звучит не очень, но поверьте, англоговорящей публике понравиться!

Обобщённо по Дизайну

Подобного рода «коробки» являются лишь неким сборником разных тематических предметов, поэтому проводить общий дизайн-анализ нету смысла – каждый предмет стилизуется и имеет свое назначение в соответствии с собственной спецификацией.

Далее ниже под Дизайном подразумевается обывательское понятие Стиль, в той или иной мере, так будет до конца данного блока.

Но сама «коробка», упаковка – другое дело. Товарный вид главное в маркетинге. Ведь от товарного вида зависит заинтересованность покупателя в вашем продукте. Идя шаг в шаг с современностью, мы остановили свой выбор на современном стиле « Material design » и «Fluent Design».

Ниже приведу таблицу известных мне направлений дизайна и основных важных критериев.

Виды направления дизайна	Скевоморфизм ^{(См. приложение 2)}	«Плоский» Дизайн ^{(См. приложение 3)}	Material design and Fluent Design ⁽^{См. приложение}⁴⁾
Функциональность	+	-	~
Эффективность	-	+	+
Соц. Адаптация	~	+	+
Актуальность и Привлекательность	-	~	+

Функциональность – В дизайне товара показывает раскрываемость функционала.

Эффективность – Простота изготовления товара, его внешнего вида.

Соц. Адаптация – Соответствие товарного вида конечной аудитории.

Актуальность\Привлекательность – На сколько актуален и привлекателен конкретно сейчас данный выбор.

Таблица, приведённая выше это всего лишь примерные стили-направления, на которые можно разделить формирование дизайна как чего-то важного в маркетинге на протяжении последних 40 лет. Ведь не для кого не секрет то, что раньше, лет ~30 назад, дизайну товара не уделяли никакого внимания, и выходной продукт, его дизайн, очень сильно был похож на нынешнее направление скевоморфизма. Плоский же дизайн к нам пришел с Стивом Джобсом, в наше время не стоит говорить кто он такой и какой вклад он внес в важность дизайна товара. Material design и Fluent Design пришли к нам недавно, ~4 и ~1 год назад соответственно, данный дизайн, по нашему мнению, обладает необычным и эстетичным стилем, не «вырви-глазным» и даже сильно привлекательным, именно поэтому мы остановили на нем свой выбор. И так же подытожим, и напомним, всё это относиться лишь к внешнему товарному виду упаковки, это никоем образом не связанно с прочими изделиями.

Наши изделия.

Удобство пользования

Так как данный прибор имеет движимые элементы с обозначениями, предо мной стоял вопрос выбора цветов и методов нанесения обозначений.

Выбранный пластик

В выборе пластика главную роль играет несколько характеристик, подробнее ниже.

Виды пластика	Экологичность	Температура плавления	Пригодность	Усадка	Стоимость
PLA	Биоразлагаемость (+)	170-180°С (+)	Мягкость (~)	Низкая (+)	Низкая (+)
ABS	Долговечный (-)	~180°С (+)	Прочный (+)	Высокая (-)	Низкая (+)
PC	При печати может выделять пары опасных газов (--)	+265°С (-)	Высокая прочность Устойчивость к разного рода температурам (++)	Низкая (+)	Высокая (-)

Прочие другие виды пластиков, примерно ~11 видов не брали в расчет, они были малопопулярны, или характеристики пластика были специфичны для печати на большинстве принтеров. Биоразлагаемость и низкая цена с низкой температурой плавления и малой усадкой – были решающими факторами в выборе PLA пластика. В таблице предоставлены популярные пластики среди прочих.

Форм фактор

На данный момент была произведена печать только единого экземпляра линейки, с немного неудачным исходом, был небольшой брак. И для первой печати главной целью было сопоставить оптимальный размер, скорость и качество печати. Поэтому итоговая длинна линейки не составляет более 12 см, а предел перевода чисел не достигает свыше 511 числа. Но этого вполне достаточно для того, для чего она была сделана.

Итоговый оптимальный вариант. Тех. Документация. План работы.

Эскизы и модели. Смотреть 5-е приложение.

Процесс создания: для начала работы Лев зарисовал 7 минутный sketch-концепт на бумаге для общего и полного представления того, что нам нужно проектировать.^{(См. 5 приложение).}После создания эскиза Лев набросал грубую модель в программе для компьютерного моделирования, и приступил к её печати. Любой желающий может распечатать по заказу в сервисах, предоставляющих 3D-печать мою модель, она в открытом доступе для всех. Из используемого оборудования: Неподготовленному человеку понадобиться ПО-Blender, распространяемое на бесплатной лицензии для персональных компьютеров. И 3D-принтер.

Колесо нужных табличных данных

Краткое описание

Данный предмет нужен для быстрого доступа к тем или иным табличным данным.

Требования к изделию

1. Предмет имеет практическое назначение. На практике данный предмет будет полезен ученикам среднеобразовательных учреждений.

2. Данные. Данный прибор должен иметь минимальные размеры, это нужно для того, чтобы сам предмет был мобильным, а также для того, чтобы его можно было использовать как шпору. Каждый элемент данного прибора должен быть напичкан информацией. Шрифт размером 2.5мм. Габариты изделия по ширине и длине не более 10 См, по высоте не более 3 см.

3. Дизайн и стиль. Работа над дизайном осуществлялась в первую очередь на компьютере с помощью соответствующего программного обеспечения. ^{(См. 8 приложение)}

4. Основной материал пластик PLA . ^{(См. страницу 9)}

5. Предел цены печати. ~36 рублей.

Выбранный метод изготовления: Второй метод пункта 3.1. Данный метод изготовления был выбран в связи с тем, что прибор имел «сложную» конструкцию, а размеры модели должны были быть очень маленькими что затрудняло изготовление вручную, так же была важна точность.

Сравнение-анализ материалов и методов изготовления

Данный прибор имеет движимые круглые части в корпусе. Для общего представления конструкции смотреть 5-е приложение. Поэтому было несколько вариантов нанесения обозначений на «цилиндрические» движимые части. Ниже приведены таблицы.

Справочник

Краткое описание

Данный сборник должен иметь справочник, в котором указана вся информация о том, как пользоваться тем или иным предметом, вошедшим в коллекцию. Так же справочник содержит в себе некоторую интересную практическую и прикладную информацию которая будет полезна каждому, в особенности обучающимся, так, например не каждый человек знает то, что корень квадратный и кубический можно считать в столбик ровно так же, как и умножение! Правда интересно?

Требования к изделию

1. Предмет имеет обучающие назначение. Данный справочник выполняет роль путеводителя и помощника по предметам, вошедшим в коллекцию. Он должен объяснять, как пользоваться предметами или методами, описанными в самом справочнике.

2. Бесплатность. Любой человек, которому нужна справочная информация из данной «книжки» может обратиться к его электронной форме, загруженной в интернет.

3. Конечный электронный формат PDF \ FB 2.

Выбранный метод изготовления: По своей сути четвертый и пятый метод пункта 3.1. Заказ печати в любом копировальном центре.

Сравнение-анализ материалов и методов изготовления

В первой редакции проекта, те. В данном проекте сейчас, оформление справочника исключительно в строгом печатном виде с минимальным кол-вом работы над общим стилем, этот выбор обоснован с тем, что первая редакция включает в себя лишь грубые шаблоны и заготовки, а не готовый продукт. В последующих же версиях будут рассмотрены варианты с использованием красивого внешнего оформления.

Изделия вошедшие в сборник

Линейки Женая и Лука

Краткое описание

Данные линейки используются для быстрого умножения любых чисел на цифры от 1 до 9 без затрачивания своих сил на вычисления. Изобретены французским инженером Анри Женаем и математиком Эдуардом Люка в 1891 году.

Сравнение-анализ материалов и методов изготовления

Так как данное изделие по своей сути представляет из себя графическую интерпретацию табличных данных, то обозначения, используемые в дизайне, должны быть читабельными без каких-либо узоров. Новаторство в дизайне данного изделия не нужно, поэтому был взят общий вид, ознакомится с ним можно, смотрите 6-е приложение.

Требования к изделию

1. Предмет имеет бытовой и учебное назначение. На практике данный предмет хорош для изучения в начальных классах алгебраического действия «Умножение». В бытовой сфере же это отличный НЕ электронный прибор вычисления.

2. Пользователь не будет тратить своих сил, бумагу для вычислений. Данный прибор позволяет пользователю без каких-либо записей, и даже без каких-либо расчетов, умножать число любого размера на число от 1 до 9. Используя же записи, или запоминаю промежуточные числа, ты не ограничиваешь спектр умножения числа на цифры от 1 до 9, что в свою очередь даёт огромное преимущество перед ручными вычислениями.

3. Дизайн и стиль. Данный прибор по всей своей площади имеет функциональные обозначения и разметку, поэтому работа над внешним дизайном и стилем не осуществлялась. Единственное, для разметки я использовал выжигатель.

4. Основа материала – древесина. Выбор пал на древесину твердолиственной породы в соответствие ГОСТу 2695-83. Береза.

5. Инструменты изготовления. Наждачная бумага разной жесткости: P60, P120, P240. Карандаш для разметки. Выжигательный аппарат.

6. Предел цены изготовления. Стоимость данного изделия варьируется в первую очередь от того на сколько большие числа вам нужно умножать, я для себя определил, что мне важно иметь спектр умножения любых пятизначных чисел на цифры от 1 до 9. Для таких целей мне нужно иметь 51 рейку. Рейки минимально имеют размеры длины от 25 см, ширины от 2, и средняя себестоимость материала выходит примерно в 380 руб. Я же приобрел материалы за 220 руб.

Выбранный метод изготовления: Четвертый метод пункта 3.1. Данный метод изготовления был выбран в связи с тем, что заготовок линеек нужно было много, и цена вопроса стояла остро, поэтому в качестве реек для линеек Я купил 51 деревянную линейку в канцелярском магазине за 220 рублей, что окупило себя если бы я покупал материалы в подавляющем большинстве строительных магазинов.

Сравнение-анализ материалов и методов изготовления

Данная линейка не может быть выполнена в каких-либо других формах, кроме той в которой её изначально спроектировали, она представляет из себя набор огромного кол-ва реек с своими цифрами в графах. Единственный способ нанесения графов и цифр на деревянные рейки – выжигание. Поэтому детальный дизайн-анализ не нужен. Зато могут быть некоторые авторские модификации конструкции, подробнее о них в разделе Нашей оценки.

Итоговый оптимальный вариант. Тех. Документация. План работы.

Вид-дизайн данных линеек смотреть в 6 приложении.

Процесс создания:

Первый этап: Покупка материалов и выпиливание реек, или покупка готовых реек, или покупка деревянных линеек в канцелярском магазине.

Второй этап: Обработка реек наждачной бумагой в следующем порядке P120, P180, P280.

Третий этап: Лакирование в несколько слоев с интервалами нанесения слоев в соответствии с спецификацией используемого лака. Повторное ошкуривание наждачной бумагой P600, P1000.

Из используемого оборудования: Лобзик, наждачная бумага разной плотности абразива, выжигатель, карандаш.

Логарифмическая линейка

Требования к изделию

1. Предмет имеет практическое назначение. С помощью логарифмической линейки можно быстро рассчитать сложные значения разных математических величин без сложных вычислений.

2. Предел цены покупки. Логарифмическая линейка мне досталась от моих родственников, поэтому её цена в итоговом расчете не учитывается.

Выбранный метод «изготовления»: Пятый метод пункта 3.1.

Сравнение-анализ материалов и методов изготовления, тех. Документация – Отсутствуют так как предмет не был изготовлен самостоятельно.

3.5. Внешний товарный вид упаковки.

Требования к изделию

Соответствие основному направлению выбранного стиля среди прочих в исследовании 2-го пункта.

Выбранный метод «изготовления»: Пятый метод пункта 3.1.

Сравнение-анализ материалов и методов изготовления

Как позже будет сказано, изначально мы выбрали не тот метод изготовления и были в целом предвзяты в отношении к изготовлению упаковки\коробки для нашего инструментария. Для ознакомления с этим перейдите к пункту 3.6.1.

Сборник в виде справочной информации ещё не был распечатан и создан так как информации на данный момент собрано мало, и пока что достаточно разместить эту информацию здесь. К выпуску второй редакции ситуация изменится.

3.5 . N -1 Прикладные и практические вычислительные знания:

Умножение на 11

Предположим, что вам нужно умножить любое число на 11. Обычный человек сначала умножит нужное число на 10 и прибавит к нему это же число и получит ответ. Но есть в корни отличающийся метод, который прост в освоении.

Предположим, нам надо 783 умножить на 11. По Трахтенбергу: Добавь цифру к правому соседу. Запишем.

783 * 11, для получения первой правой цифры нам надо добавить к 3 его правого соседа, если его нет прибавляем 0. Для второй к 8 прибавить 3, получим 11, вторую цифру числа сносим в сумму следующей цифры. Для третьей 7+8+1, получаем 16, сносим. Для четвертой 0+7+1, получаем 8.

В итоге ответ 8613. Главное не забывать выносить цифру, если число более 9 не включая.

Вот упрощенная запись: 783 * 11= (0+7+1)(7+8+1)(8+3)(3+0).

Умножение на 12

Данный метод такой же, как и умножение на 11, за тем исключением что перед прибавлением к текущей цифре соседа, её надо умножить на два.

Предположим, 73 надо умножить на 12. По Трахтенбергу: Удвой каждую цифру и прибавь её соседа.

73 * 12, для первой цифры 3*2+0=6, для второй 7*2+3=17 и выносим 1, для третьей 0*2+7+1=8. Получаем ответ 876.

3.5. N -2 Работа с инструментарием:

Линейка Систем Оснований

Работает так же, как и было описано в проблемной ситуации 1-го пункта, про укороченную запись числа. Единственное что вместо записи 1 или 0 двоичного числа используются движимые элементы.

Линейки Женая и Лука

Пред прочтением рекомендуем ознакомится с 6-м приложением.

Из приложения мы знаем, что у нас имеются линейки. Сверху каждой казана цифра, кроме одной. Расположите Index линейку левее всех. Слева на index линейке указаны цифры сверху вниз от 1 до 9 – это цифры на которые мы можем умножить нужное нам число.

Для умножения возьмите линейки с цифрами нужными цифрами в верхнем столбце и составьте из них нужно число, главное сопоставьте линейку к линейке ровно по направляющим линиям.

Далее пред вами будет простираться таблица с направляющими треугольниками. Выберите цифру, на которую будете умножать число, после выбора перейдите в самую правую часть ряда с данной цифрой и посмотрите на верхнюю цифру ряда. Данная цифра будет первой справа в ответе. Далее просто идите по направляющим\указывающим на другие цифры треугольникам и записывайте цифры в ответ справа налево.

Например: если мы захотим умножить 234 на 4, мы посмотрим на самое правое верхнее значение ряда с цифрой 4, это 6. От 6 направляющая идет к 3, после к 9, а далее к 0. Записываем справа налево ответ 936.

По дизайну и стилю изделий.

Общие требования к Первой редакции

1. Работа над проектом на данном этапе не подразумевает изготовление конечного продукта или всех упомянутых изделий в демонстрируемом дальше виде.

2. Любой предмет должен быть исполнен в виде компьютерных моделей с надлежащей графикой в демонстрации конечному пользователю.

3. Доступность редакции пользователям.

i. Наличие у проектантов Заготовок и шаблонов при защите – чудо.

ii. В целом в первой редакции не планировалось что-либо демонстрировать НЕ в компьютерной форме.

iii. Да, мы понимаем, что данный пункт довольно странный, отнеситесь с пониманием, дочитайте документ до Послесловия и ознакомьтесь с ним, надеемся на ваше понимание.

Конечную компьютерную графику на основе компьютерных моделей вы можете посмотреть в 8-ом приложении.

Создание чертежа.

2. Выпиливание фанеры. Выпиливание частей, сторон «упаковки» из фанеры, размеры брать с эскиза. И так же проточка пазов.

3. Сбор коробки. Скрепление основных стенок конструкции скобозабивателем.

4. Отделка. Покраска в несколько слоев. Лакировка.

В 7-ом приложении имеется фотка получившегося грубого шаблона 1:1 получившейся упаковки.

Экономический расчет.

Сводка затраченных денег на «что-то» без учета электричества, значения округлены так как закупку можно производить в разных специализированных местах, и поэтому цена индивидуальна для каждого.

Программы для печати моделей на 3D принтере имеют встроенный калькулятор для расчетов стоимости.

Ресурс\материал		Цена в руб.
Материалы для «упаковки»	Фанера	~400
	Краска	~200
	Лак	~200
Катушка пластика PLA		~1000
Стоимость печати	Линейка Оснований	36
	Круговая таблица	27
Линейки Женая и Лука		~220
Итого:		~2100

Общая экологическая оценка.

Для изготовления были выбраны оптимально экологичные биоразлагаемые ресурсы, не загрязняющие природу. При изготовлении использовались инструменты и методы, не засоряющие окружающую среду.

Послесловие

Мы сильно будем рады если вы оцените данный проект, его идеи по достоинству. Данная идея появилась за 2 недели до публикации, и именно поэтому сроки, которые были выделены на производство, написание данной редакции ну уж слишком малы, надеемся на ваше понимание по поводу того, что некоторая часть предметов возможна не была презентована на защите проекта.

Так же хочется сказать, что большая часть прочего материала, по некоторым предметам, которые хотелось бы включить в сборку здесь отсутствует, например некоторые из модификаций линеек Женая и Лука, или такое замечательное изобретение как Доска Гальтона, или триадные и тетрадные методы перевода двоичного числа.

Приложения

Приложения 1-е