lefelé, ez a legkényelmesebb ruhatrend, amit ősszel viselhetsz

Project-based learning, hackathons, and final projects for college courses are fulfilling a demand for hands-on technical learning that had previously fallen by the wayside during the internet/multi-media computer euphoria of the late 90’s. By getting back to building actual hardware yourself, Hackers are influencing the direction of education. In this post we will review some of this progress and seek your input for where we go next.

Hackathons to solve the world’s problems

Hackathons are now being run to solve many of the world’s problems. recent examples include MIT Media lab ‘make the breast pump not suck,’ and Yale’s ‘hacking heath’. Both of these hackathons were one-weekend sprints with the goal of developing rapid proof-of-concept prototype solutions.

In the case of Yale’s hackathon, the outcome was a 5 minute pitch for a new startup company. According to Hacking Health’s organizer, [Chris Loose], “the event generated extraordinary energy and a number of impressive product concepts. many of the teams continue to drive their ideas ahead and are pursuing grant funding…”

Hacking health @ Yale.
Recently, [Tony Kim] ran MIT’s 6.002 Circuits and electronics course as an EdX program in Mongolia. After learning the background theory students built many of the analog and digital circuits labs, created their own circuits and systems, and even built a coffee can radar which I’ve been told was on Mongolian national Television. one of the students from this effort became known as the boy genius of Ulan Bator.

Project-based learning

Project based learning is making a come back. Whether it is requiring a final project or basing a course entirely around a project.

Senior design or capstone courses have carried the torch on project-based learning for decades, in this every EE student (or ME or physics, or etc) completes a working prototype by the end of the semester. These courses are usually the very last thing you would take in your undergraduate program.

Electromagnetics was made more interesting by the MIT Coffee can radar course that I created with my fellow MIT Lincoln laboratory colleagues. This course continues to be extremely popular, with numerous spin-offs and professional education (open enrollment to anyone) variants also including build a phased array and a search and track radar. This course has been used at Northrup Grumman Inc., internal to MITRE corp, MIT Lincoln Labs, and many others. It has also been used as a capstone project at numerous EE programs across the world. UC Davis has created a full semester course based on this work. For those more interested in radar experimentation than building the radar itself, a fully assembled kit is now being offered. This was the top-ranked MIT professional education course in 2011, demonstrating the demand for project-based learning in electromagnetics and radar.

The ubiquitous coffee can radar is making the subject of Electromagnetics interesting to a new generation.

Michigan state University’s undergraduate antennas course ECE405 offers a final project where students design then build antennas for an end-of-semester design challenge ranging from a fox hunt (.PPT warning) hidden transmitter, communicating with an amateur satellite, to maximizing the distance on a wi-fi link (.PPT warning).

Recently, the final project has been to develop a full communications system, including a phased array transmitter and an envelope detector receiver, where the group achieving the greatest power transfer across the communications link wins. This project is broken up into four phases:

Characterize the microwave substrate using a transmission line resonator printed on the substrate,

Design an envelope detector circuit

Design a single patch antenna

Design an antenna array

ECE405 is a project based antennas course, where a microwave communications link is constructed using a phased array of antennas.

According to [Prof. Prem Chahal], “the projects make the lecture material much more interesting and the students are able to realize the importance of the material being covered.” Project-based learning can be more work for the prof, but not in this case according to [Prof. Chahal], “the instructor time is recovered during lecture hours (because) the lecture material becomes much more interesting and simpler to explain, and students actively participate during the lecture hour.”

student groups in ECE405 each build their own microwave communications link, where the link with the best power transfer wins.

Similarly, Harvard’s introduction to Electrical engineering ES 50 is providing an exciting experience for all involved where small groups of students make anything from a tri-corder to a Rubic’s cub solver as the final project.

Ez csak a kezdet. A közeljövőbenI believe that final projects will be transforming what would otherwise be difficult or uninteresting courses.  Who else is challenging students with final projects? tell us about your school’s program in the comments below.

The transition between undergrad and your professional career

For those of us who did not have the chance to build much hardware during the undergrad EE experience, [Chris Gammel] offers an alternative option in the form of the short-course, Contextual Electronics. It involves just about everything needed to take small integrated products from idea, through circuit design, to PCB. The basic idea behind Contextual electronics is that anyone can design and build electronics systems as long as they have the resources to fill knowledge gaps between a typical heavy-in-theory undergraduate electrical engineering degree and what you will actually be doing in your career. According to [Chris]:

This idea came from my own struggles. I learned so much ‘on the job’, even after going through a 4 year college curriculum at a top school.

He goes on to point out that the biggest issue with undergraduate programs today,

is that they are designed for making everyone into professors, starting everyone from first principles and solely focusing on the rigor in the mathematical side of learning. This is a completely unrealistic way of preparing most engineers for their career.

Contextual electronics fills the knowledge gab between your undergraduate EE degree and the real world.

With over 300 members and growing fast, Contextual electronics is proving that there is a strong demand for practical engineering education.

The value proposition

Project based learning is your path to becoming involved in high value startup companies. In hardware-based startups you must develop proof-of-concept fast therefore having the ability to create, design, fabricate, then actually make work your idea is extremely valuable. Experience from project-based learning is the basis for this skill set.

An example is the incubator 4catalyzer founded by [Jonathan Rothberg]. almost all startup companies coming out of 4catalyzer are hardware based. one of these, Butterfly Network Inc., is developing a new approach to ultrasound imaging and has raised $100M in funding.

Példa alapján levezetve

We must act to make a change. think of your most difficult and least-liked undergraduate course. how would you make it more interesting with a good project?

For Faculty

Consider a final project instead of a final exam. less work for you and more value for your students. nobody likes the final exam. everyone will remember the final project.

Diákoknak

Not finding many opportunities for projects in your college? seek out independent study credit for your own projects. Independent study credit in one form or another is available at most universities, but only if you ask. everyone in the Hackaday community is making something (or should be), go get credit for it. If you knock on enough doors you will likely find a professor who will sign-off on independent study credit for your project. seven of my 128 undergraduate credits were from independent study.

Technical Clubs and Organizations

Align yourself with the closest or most applicable undergraduate course. Your activities should receive some degree of course credit for club members. For example, why not provide some extra credit for everyone who earns an amateur radio license and makes 20 QSO’s (two-way contacts), then reports on why and how the ionosphere enabled those QSO’s?

Lead the discussion. Come up with an idea, keep it in the back of your head, ready to pitch at the next alumni dinner, faculty event, or recruiting fair. together we can hack away at education.

Author bio

Gregory L. Charvat, is an advocate for project based learning, the author of small and Short-Range Radar Systems, co-founder of Hyperfine research Inc., Butterfly Network Inc. (both of which are 4combinator companies), visiting research scientist at camera culture group Massachusetts Institute of technology Media Lab, editor of the Gregory L. Charvat series on practical approaches to Electrical Engineering, and guest commentator on CNN, CBS, sky News, and others. He was a technical staff member at MIT Lincoln laboratory where his work on through-wall radar won best paper at the 2010 MSS Tri-Services Radar symposium and is an MIT office of the Provost 2011 research highlight. He has taught short radar courses at MIT where his build a small Radar course was the top-ranked MIT professional education course in 2011 and has become widely adopted by other universities, laboratories, and private organizations. starting at an early Age, Greg developed numerous radar systems, rail SAR imaging sensors, phased array radar systems; holds several patents; and has developed many other sensors and radio and audio equipment. He has authored numerous publications and has receiNyomja meg a munkáját. Greg 2007-ben PHEE-t szerzett 2007-ben, az MSEE 2003-ban, 2002-ben a Michigan Állami Egyetemen 2002-ben, és az IEEE vezető tagja, ahol a 2010-es, 2013-as, 2013-as IEEE nemzetközi Szimpózium a fázisú tömbrendszerekről és technológiákról, és elnökölte az IEEE AP-S Boston fejezetet 2010-2011-től.

Gyakran a termék termelési futtatásának végét nyilvánossággal veszi körül, egy fél légkör keveréke, amely a jó vagy rossz hatását ünnepli, és talán a bántalmazás elhaladó. Gondolj az utolsó hátsó motoros Volkswagensre, amely a dél-amerikai gyártósorukat egy példa felé fordítja.

Then again, there are the products that die with a whimper, their passing marked only by a barely visible press release in an obscure corner of the Internet. Such as this week’s discontinuances from Intel, in a series of PDFs lodged on a paper management server announcing the end of their Galileo (PDF), Joule (PDF), and Edison (PDF) lines. The papers in turn set out a timetable for each of the boards, for now they are still available but the last will have shipped by the end of 2017.

Ez kulcsfontosságú, hogy ne feledje, hogy ez nem jelöli meg a félvezető óriás forray végét a Iot Fejlesztési Testületek világába, nincs bejelentése a Curie Chip-ek lebontásáról, amint azt az Arduino 101-ben találja meg Az elmúlt években az elmúlt években az X86 platformok teljes erejének erre az adott piacra való teljes erejének növelése érdekében a Curie nagyon korlátozott eszköz, amely összehasonlítva a megszűnt.

Vajon ezeknek a termékeknek a távozása befolyásolja a közösségünket, kivéve azokat, akik már befektették őket? Igaz, hogy azt mondják, hogy nem tették meg az Intel benyomását, hogy az évek során az évek során csak az általuk megjelenő projektek megszórása az Arduino-val vagy a málna pi-t tartalmazó árvízhez képest. Úgy tűnik, hogy olyan rést találtak, ahol szükség van a nyers számítási teljesítményre, nem pedig egy alapvető mikrocontrollerre, így talán a hasonlóan erős kardobozok egyikének egy része a rést összekapcsolja.

Tehát hol volt az Intel rosszul, hogyan volt az, amit az ilyen ígéretes termékek arckifejezése olyan csalódást jelentenek? Vajon a szoftver támogatja a Scratch-t, túlságosan kemény volt a kódhoz, vagy egyszerűen nem volt versenyképes áron a Dirt-olcsó táblák világában Kínából? Mint mindig, a megjegyzések nyitva vannak.

Fejléc kép: Mwilde2 [CC by-SA 4.0].

A vizuális tanulás rendkívül hasznos lehet. Az NXT Mindstormákból készült tervekkel való tanulás csak rendes félelmetes, hiszen az [RDSPRM] ez a LEGO NXT 3-pontos kanyarozó tesztelővel bizonyítja, hogy a Frissebbek hajlítási hajlítási és anyagi tulajdonságaihoz vezetnek. Pontosabban kiszámítja a fiatal modulusát, amely a rugó és a gerenda elhajlásának felhasznált erejét használja. [Rdsprm] provides a complete explanation in the about section of the YouTube video linked above, but the reddit comments are definitely a value-add.

[RDSPRM] kifejlesztette ezt a Mindstorms Oktatási Base Set (9797) és az Oktatási erőforrás-készlet (9648). Minden versenyző 5 tesztű akkumulátort tart, és minden alkalommal ugyanazt az eredményt kell létrehoznia. Az előtérben lévő motor a gerenda vizsgálati hosszát határozza meg, és a második motor húzza a rugót a sebességváltó és a lánc használatával.

Ez az eltérítési tesztelés nem hagyományos, mivel [RDSPRM] magyarázza. Általában a gerenda fokozatosan van csomagolva, az egyes csomagolási állapotban meghatározott eltérítéssel. Itt a gerenda folyamatosan van csomagolva. A függőleges eltérést egy fényérzékelővel határozzák meg, amely egy vonalkód-skálát olvas a gerendán, ahogyan áthalad. A rugós beállítást kiszámítják és felhasználják a használt erő meghatározásához.

[RDSPRM] elemezte a GNU Octave ingadozását, és grafikonjaik a fényérzékelő mérlegek és az erő-eltérés. Nincs gerendák, hogy hajlítsa meg a gondolataidat? Ehelyett ezt a robbantót lehetne.

[Via reddit]

Mindenki tudja, hogyan készítsünk egy POV lézeres kijelzőt – alacsony tömegű, első felületű tükrök a galvanométerekre szerelt X- és Y-tengelyek számára, amelyek gyorsan nyomon követhetők a minta. [Evan Stanford] found a simpler way, though: a completely mechanical laser show from 3D-printed parts.

Az alábbi videó első 10 másodpercében teljesen megmagyarázza, hogy [Evan] elvégezte ezt az építést. Egy pár egyéni bütykök ütközik a lézer mutatót a koordináták megfelelő szekvenciáján keresztül, hogy nyomon kövesse a kívánt mintát, ha kézzel forgatta az 1: 5 arányú sebességváltót. but what’s simple in concept is a bit more complicated to reduce to practice, as [Evan] amply demonstrates by walking us through the math he used to transfer display shapes to cam profiles. Ha nem tudod követni a matematikát, nincs aggódása – [Evan] magában foglalja a profilokat a Tényképes gyűjteményében, és egy kézi modellszoftver srác a természetben, gondosan kidolgozott egy programot, amely automatizálja a CAM profilok létrehozását az új formákhoz . Ez minden elég slick.

Keresek több lézer pov jóságot? Talán egy szép lézer-aszteroidok játéka megfelelne Önnek.

, miután meghallgatta néhány 3D objektum-szkenner, [Will] azt gondolta, hogy az egyik ilyen eszköz megtalálhatja a helyét a műhelyében. Ezeknek a szkennereknek az ára átgondolta, egyszerűen megvásárolta az egyiket, így csak egy olyan részből állt, amely körülötte ült. Ez volt a 3D szkennerének első változata. Dolgozott, de néhány hiányosság volt. [Will] kézzel kellett forgatnia az objektumot. Ez egy olcsó módja annak, hogy ezt megtehesse, de a módszer unalmas.

Most [Will] visszafordul a második körbe. Javulgatott, és ezúttal néhány bit az elektronika automatizálja a folyamatot, lehetővé téve [akar] elérni egy gombot, sétáljon el, és térjen vissza a beolvasott objektumba.

Annak ellenére, hogy a [Will] javította a telepítését rendkívül hangsúlyozva, az objektum beolvasásának elmélete ugyanaz marad. Egyenes függőleges vonalat vetít egy objektumon, néhány pillanatfelvételt egy webkamerával, és rekonstruálja az objektumot számítógépes látás algoritmusokkal és meshlab segítségével. The new additions include a BeagleBone Black, a stepper motor and an EasyDriver from Sparkfun, and a turntable.

A projekt két szkriptét írta. The first does the mechanical heavy lifting – turning the stepper motor and taking a picture, while the second converts the output from the webcam to a point cloud. Innen a pontfelhő a Meshlab-ra küld, és egy objektum jelenik meg az [Will] merevlemezen.

Körülbelül 80 dollár van ebben a beállításban fektetett hardverben, és figyelembe véve a projekt inspirációját a 800 dolláros Makerbot Digitizer, hívjuk [Will] kísérleteit a 3D-s szkennelésben.

Azok az emberek, a Stanford szükségességét, hogy élvezi a nagy James Bond filmeket. A legtöbb jelenlegi létrehozása egy lézer, amely képes egy teljes helyet képezni egy kulcslyukkal. Olyan elképzelésünk, hogy számos kémes mozgóképet jelenít meg hamarosan. Láthatja a kódot, vagy élvezheti az alábbi videót.

A módszert NLOS-nak vagy nem látószögű képalkotásnak nevezik. A korábbi technikáknak szüksége van egy nagy terület szkennelésére, hogy felfedezzék a rejtett tárgyak közvetett fényét. Ez az új technika egy lézert használ, hogy felfedezzen tárgyakat, amelyek mozognak. A mozgáson alapuló közvetett adatmódosítások, valamint az algoritmusok megfordíthatják a méréseket, hogy kitalálják az objektum attribútumait.

Ha aggódsz a közösségről, a legvalószínűbb lazíthatsz. A visszanyert képek csodálatosak, de nem különösen kiváló minőségűek. Mégis, arra gondolva, hogy közvetetten készültek, nagyszerűek, de nem fogsz finom részleteket készíteni.

Amint elvárhatod, a munka számszerűen intenzív. A Github Repository Python kódot tartalmaz az adatok mellett, amelyeket használhat, ha nem szeretné fejleszteni saját lézerbeállítását. A CUDA-t használhatja fel a számítások felgyorsításához, ha rendelkezik elegendő memóriával rendelkező GPU-vel.

Az NLOS képalkotás nem pontosan új, de még mindig vannak új módszerek arra, hogy várják. Szeretjük a könyveket a lézerek felhasználásával. Láttattuk a lézeres logikai kapukat. Még mindig szeretnénk kipróbálni a lézer sütőt.