Školní měřicí systém svépomocí a levně

Již řadu let se nám na školách zabydlují různé školní měřicí systémy. Především v přírodních vědách hrají důležitou roli např. v oblasti badatelské výuky. Dlouhodobě se zaměřujeme na práci s těmito systémy, např. od firem jako PASCO, Vernier, NeuLog a dalších, a to jak ve vlastní výuce žáků na ZŠ a SŠ, tak v rámci DVPP školení učitelů. S nástupem trendu podpory Průmyslu 4.0, a tím pádem většího zaměření na polytechnickou výchovu, dostává práce se školními měřicími systémy další rozměr. Jde o to nejen zmiňovaných systémů využívat k nějakému přírodovědnému měření a zkoumání různých jevů a jejich zákonitostí, ale také lépe porozumět tomu, jak takový měřící systém funguje, co vlastně jednotlivá čidla zaznamenávají a na jakém principu pracují. Právě tyto kompetence vedou ke správnému a smysluplnému využívání měřicích systémů v praxi, ať už ve školním nebo průmyslovém prostředí.

Zásadním úskalím komerčních měřicích systémů je jejich vysoká cena a současně jejich uzavřenost. Těžko bude běžný učitel s žáky rozebírat čidlo v ceně osm tisíc korun a ukazovat, co je uvnitř nedobytné plastové krabičky a na jakém principu ona krabička vlastně pracuje. Obě úskalí se přitom dají relativně snadno vyřešit. Tím řešením je Arduino. Arduino je open-hardware platforma založená na mikrokontrolérech ATMega a grafickém vývojovém prostředí. Existuje celá řada klonů Arduina a nepřeberné množství různých kompatibilních prvků (čidel, motorů, rozšiřujících „shieldů“, displejů, …). S Arduinem máme tedy podstatně více možností než s klasickými měřicími systémy. Takový měřicí systém pak můžeme využít i mimo „klasické“ oblasti, se kterými máme tyto systémy nejčastěji spjaté. Může to být např. měření rozměrů historických staveb v rámci dějepisné exkurze, zjišťování velikosti a materiálu soch v exteriérech při exkurzi v rámci výtvarné výchovy nebo odhadování a následné měření výšky tónu v hudební výchově či bezkontaktní měření teploty různých ploch v souvislosti s požární ochranou a bezpečností práce. Dalším příjemným aspektem je zde cena. Ta je skutečně lidová a pohybuje se v řádech stovek korun (v případě některých čidel pouze desítek korun).

V našem praktickém semináři si s pomocí Arduina a několika čidel vytvoříme funkční školní měřicí systém. Osadíme si společně jednoduchou desku plošného spoje (pcb) a postupně si představíme jednotlivá čidla. Seznámíme se s principem jejich fungování a na několika příkladech si vše prakticky vyzkoušíme. Nakonec si komponenty svého nového DIY (Do-It-Yourself) měřicího systému uzavřeme do krabiček vytištěných na 3D tiskárně (samozřejmě se snadno snímatelnými víčky – modul čidla je tak možné žákům kdykoli ukázat a popsat). Celý systém je open source, včetně multiplatformí měřicí aplikace MoleGraph. Učitelé si tak s žáky mohou svůj nově sestavený měřicí systém libovolně rozšiřovat a sdílet své zkušenosti s dalšími učiteli a jejich žáky.

Akreditováno pod č.: MSMT-40176/2020-4-1035