Categorie: 3D-printer

3D model van Lidar data

Terwijl de zomervakantie ten einde kwam en Fabklas weer in zicht zou komen, ging ik een beetje rond kijken op instructables voor een nieuw project. Al snel vond ik een interessant project, namelijk deze: http://www.instructables.com/id/Make-3d-Printed-Topo-Maps-of-Anywhere/. Deze persoon had een ‘makkelijke’ manier gevonden om van (Lidar) data van het internet een 3D model te maken. Dit wilde ik natuurlijk ook proberen.

img_0165

De nodige Lidardata kan je onder andere vinden op de site van Open Topography. Hier heb ik de gegevens van een compleet willekeurig, mooi uitziend gebergte gedownload en deze verder bewerkt om er uiteindelijk een printbaar 3d-model van te maken. Met een gratis account is er een maximale grootte van het gebied te downloaden, maar dit is ruim voldoende.

img_0163img_0141

De bestanden die je krijgt moet je één of twee keer uitpakken, hieruit krijg je dan een .LAS file. Dit bestand open je vervolgens in een nieuw programma. Ik heb hier 3DEM Terrain Visualization voor gebruikt, maar een vergelijkbaar programma kan natuurlijk ook. Hierna heb ik het programma AccuTrans 3D gebruikt om er een 3D (dus .stl) bestand van te maken (de precieze stappen staan onderaan de blog, omdat deze niet echt boeiend zijn als je niet zelf zo’n model maakt). Als laatste stap is het handig om het bestand te ‘fixen’. Hierdoor wordt je model aan de onderkant wat vlakker gemaakt zodat het makkelijk te printen is. In de instellingen van je 3D-printer kan je dan als ondersteuning de gridvorm kiezen, zodat de print een grondvlak krijgt en stevig wordt. Daarna print je het gewoon, ik heb zelf voor een medium quality gekozen en dit duurt ongeveer 12 uur. Als laatste heb ik nog een stukje blauw vilt op de bodem geplakt om het netjes af te werken.

img_0153img_0167

Het uitgebreide stappenplan:
Data verzamelen
http://opentopo.sdsc.edu/lidar
kies plaats, selecteer data (kleiner dan 50.000.000)
kies LAS formaat bij punt 2
kies grid format GEO TIFF bij punt 3a en 3b
geen vinkje bij punt 4
geen vinkje bij punt 5
kies naam bestand en emailadres
–> mail als het klaar is, allebei de bestanden downloaden

Data verwerken
GZ File zippen –> TAR File zippen –> TIF File
of –> TIF File (ligt aan welk programma)

Data naar 3D
open Las File in 3DEM terrain visualization
(selecteer eerst Lidar Point Cloud (las))
pop up specification –> druk op ok
klik op ‘File’
klik op USGS ASCII DEM
sla bestand op

open .dem bestand in Accutrans 3D:
(klik op file –> open DEM as –> USGS 1-Degree (ASCII)
klik op DEM (taakbalk) –> Convert to 3D (less water)
kies 1,2,4 of 8 (let bij ‘vertices’ op kleinst mogelijke getal) –> ok
klik op tools (tools 1 als er meerdere zijn) –> adjust object
vul bij scale – position voor x,y en z ‘.1’ in. –> scale
set min at 0.0.0
center x,y and z no change
klik op tools –> Extrude Pseudo 2d surface –> flat bottom
opslaan als .stl bestand
netfabb.com of meshlab –> fixen
printen

Programma’s:
3DEM: http://freegeographytools.com/2009/3dem-website-is-gone-but-3dem-still-available-here
Accutrans 3D: http://www.micromouse.ca/downloads.html
Meshlab: https://sourceforge.net/projects/meshlab/files/latest/download?source=top3_dlp_t5

 

Project Centenbakkie

Een paar maanden terug opende ik mijn eerste rekening bij de ING (een jongerenrekening). Ik kreeg een mooi tasje met wat codes erin om online te bankieren. ik had 1 vraag aan de medewerker bij het ING kantoor: wat moet ik nou met mijn muntjes en briefjes geld? Haar antwoord was dat ik dat gewoon aan hun zou kunnen geven door het op de bank te zetten via zo’n automaat in dat kantoor. Ik vond dat wel een leuk idee maar ik wilde niet al mijn duur gespaarde muntjes gelijk in zo’n acentebakkieutomaat doen en ze dan terugzien om mijn computerscherm. Ik dus weer een oplossing proberen te bedenken voor dit probleem. Tinkercad was weer mijn oplossing. Ik ging aan de slag en bedacht het centenbakkie. Mijn eerste poging zie je hier rechts. De maten van de muntjes heb ik opgezocht op het internet, die waren makkelijk te vinden. De vorm van het centenbakkie is te verklaren: in iedere buis kan €4 dus 80 muntjes van €0.05, 40 muntjes van €0.10, 20 muntjes van €0.20, 4 munten van €1,- en 2 munten van €2,-. ∑= €24,-. Om van die €24,- een mooi bedrag te maken heb ik de €1,- iets verhoogt zodat er nog 1 munt bijpaste en daardoor het totale bedrag uitkwam op €25,-.

Het printen duurde ± 4 uur. Van het printen heb ik een time lapse gemaakt. Die kan je hieronder bekijken.

Als je dit zelf ook wilt printen hier een link: link

Project Houthok

In juni 2015 ben ik verhuisd naar een prachtig huis met een tuin en een open haard. In mijn vorige huis had ik dat allebei niet tot mijn spijt. Als huiscadeau hebben wij een hele hoop hout gekregen wat nu netjes door mijzelf opgestapeld is in de tuin onder 2 afdakjes. Het enige probleem is: waarom steeds naar buiten moeten om hout te halen voor de open haard als het regent of het hout is net allemaal opgebrand? De oplossing: een kleiner houthok binnen wat je een paar keer van hout voorziet om er daarna plaatje 1een tijdje mee te kunnen stoken. Ontwerpen dus maar! Ik dus zoeken naar wat mooie 3D software om iets realistisch te laten zien. Ik kom uit bij Tinkercad, een gratis programma van Autodesk®. Precies wat ik nodig had (je kan het gratis downloaden in de Windows 10 app store of gewoon op tinkercad.com gebruiken)! Na lang klooien en veel instructievideo’s van YouTube is dit het resultaat: (plaatje rechts) het heeft 4 vakken voor hout en het is erg grplaatje 2oot. De maten zijn: 60cm x 60cm x 40 cm. De zijkanten zijn dus 60×40 cm en de onderkant ook. Het ingewikkelde gedeelte ligt alleen in het kruis in het midden, deze lengtes zijn allebei even lang en precies 85 cm. In het midden van de 2 planken die het kruis vormen zit een sleuf zodat ze in elkaar glijden en daardoor goed passen. Alle planken zijn 12mm dik multiplex. Op het plaatje hier links zie je alles iets beter hoe het in elkaar zit.

Na de goedkeuring van mijn ouders en broertje heb ik alles in het bestelformulier van FABklas gezet en gevraagd of Mr. Kloen het voor mij wilde bestellen. Dat is min of meer gelukt, de eerst volgende FABklas had Mr. Kloen de materialen, hij had ze goed doorgegeven aan de fabriek, maar de fabriek heeft ze niet goed op maat gemaakt. Dus had ik een probleem. De 2 planken die het kruis in het midden vormden waren niet 85cm maar 80; te kort dus. Ik dus de stelling van Pythagoras in het echt gebruiken en niet alleen in een wiskunde boek, dat was nieuw voor mij. Ik had besloten om de rechter en linker zijkanten aan te passen want dat leek mij het handigst. Dan kom je op zoiets als figuur 1.

plaatje 3plaatje 4

Figuur 1                                               Figuur 2

Als je dat dan uitwerkt krijg je figuur 2. Dan komt er dus uit dat ik de 2 zijkanten van 60cm naar 53cm moet verkorten. Dat heb ik dus gedaan en na een hoop gezaag op de figuurzaagmachine en een paar gebroken zaagjes waren allebei de planken netjes 53 cm lang. Ik zit niet voor niets op school, op school leer je dingen, zoals de stelling van Pythagoras! Op school mag je ook fouten maken, want van fouten leer je… Maar de net netjes bij gezaagde planken bleken te kort zijn! Ik heb er nog heel vaak de berekening opnieuw gedaan maar ik kwam er niet uit, uiteindelijk heb ik het aan mijn vader gevraagd of hij het wist. Hij wist het, het was namelijk zo dat ik niet rekening had gehouden met de dikte van de planken. Ik had de planken namelijk als dunne blaadjes papier gezien. Ik heb alles mee naar huis genoplaatje 5men en daar zo goed mogelijk in elkaar gezet, mijn vader en ik moesten alleen nog wel oplossing bedenken voor het probleem van de te korte planken. De oplossing: we hadden nog een plint gevonden in onze eigen kluskamer, die hebben we zo gegutst zodat hij paste op de randen van de schuine zijde en de rechte zijde, daarna hebben we hem vastgelijmd en gespijkerd. Als laatste iets heb ik het geheel nog gelakt en het  resultaat zie je hiernaast met het hout er al in. Klaar!

 

Zoveel meer te maken! Een alternatief voor…

camera_750Afgelopen weekend mocht ik meehelpen om op het Teacher Maker Camp de deelnemers te helpen hun idee te realiseren. Ik was “markercoach”. Normaal vind ik de rol van coach verschrikkelijk, maar dit weekend was het geweldig. Er waren 32 mensen uit het uit onderwijs bij elkaar gekomen, van PO, VO, MBO tot HBO, om de mogelijkheden van deze tijd te ervaren. Om een duik in de wereld te nemen van wat we nu Maker Education of Maakonderwijs noemen. Voor sommigen was het ook echt een duik in het diepe. Maar…het resultaat was geweldig! Dezelfde magische sfeer ontstond zoals die we ook zien bij leerlingen bij ons op school. Wat een motivatie en wat zijn er steile leercurve bedwongen! Daarover zullen hopelijk later de deelnemers nog bloggen. Als begeleider heb ik ook weer veer geleerd maar vooral enorm genoten.

En er viel mij wel iets op. Dat is de aanleiding voor deze blogpost.

Wat me opviel is dat bijna alle mensen met ervaring op het Teacher Maker Camp de 3D-printer niet echt serieus nemen. Best leuk, gave voorbeelden gezien maar duur, lastig, onhandig, traag, storingsgevoelig en onbevredigend. Wat mij betreft is dat (helaas) nog de 3D experience. Het is haast een soort lakmoesproef. Vind je de 3D-printer helemaal geweldig en geschikt voor het onderwijs dan heb je er nooit echt mee gewerkt. Of je hebt een hele dure. Tegelijkertijd is de 3D-printer hét apparaat waar iedereen opduikt. Wanneer je naar de verlanglijstjes vraagt staat deze vaak op nummer één. Als er dan een 3D-printer is weet men er vaak niet mee te werken. Dit hoorde ik van een aantal mensen in het PO. Dat is jammer. Er is veel geld geïnvesteerd, dan wil je ook resultaat.

In het PO is vooral het pakket van 3Dkanjers erg populair. Het is knap dat er zoveel leerlingen bereikt zijn met dit concept. Het werkt als volgt: je bouwt onder begeleiding een eigen 3D-printer. Daarna krijg je kort wat ondersteuning en toegang tot een digitale gemeenschap.(het feit dat die gemeenschap niet openbaar is, is overigens geheel tegen de principes van de Maker Movement).

3DP_3DklHet begin is dan ook te gek. Samen met je klas een echte 3D-printer bouwen, maakt ontzettend veel enthousiasme los. Ze begrijpen het apparaat en hij is meteen een beetje van hen. Dat gun je elke klas! Maar daarna… Dan staat er een apparaat dat je eigenlijk niet serieus kan nemen of in ieder geval heel erg eenzijdig is. Dan ebt het enthousiasme weg. En daar ben ik zo bang voor.

Daarom wil ik, ingeven door de vele vragen van leerkrachten wat te doen, wat te kopen, een alternatief geven. Een alternatief om op z’n minst veelzijdig te kunnen werken. Wanneer je toch een 3D-printer hebt of wil, koop dan bijvoorbeeld dit boek. Daar staan hele bruikbare ideeën in.

Je zou het volgende lijstje een mini-makerspace kunnen noemen. Het is aan te schaffen voor €2595, precies evenveel als het pakket van 3Dkanjers. Omdat sommige leerkrachten het prettig vinden wat ideeën te hebben om mee te starten heb ik leuke boek van Josh Burker als uitgangspunt genomen. Hier staan hele concrete lesideeën in die vaak breed in te zetten zijn. Overigens zijn over alle ideeën ook genoeg online bronnen te vinden.

Het lijstje is niet zaligmakend maar bedoeld als alternatief voor de eenzijdige 3D-printer. Eerst was er het idee om het de hoeveelheden zo te kiezen dat je altijd met een hele klas aan de slag kan. Dit heb ik losgelaten om toch een wat breder beeld te geven van de mogelijkheden.

Vinylsnijder: Bart Bakker (lees zijn blog!), de FabLab pionier, riep op het Teacher Maker Camp op dit apparaat te kopen. Hij heeft gelijk. Dit apparaat is geweldig: goedkoop, simpel en heel divers. Het is net als de 3D-printer een apparaat om aan digitale fabricage te doen. Leerlingen ontwerpen in de digitale wereld om het vervolgens fysiek in handen te hebben. Dat is iets enorm krachtigs. Het voordeel van de vinylsnijder is dat het ontwerpen 2D is. Dit is relatief makkelijk en iets wat kinderen al gewend zijn. Het meest simpel is het om bijvoorbeeld tekeningen te scannen en daarna uit te snijden. De stap daarna met een vectorprogramma zoals bv het gratis Inkscape, dingen te ontwerpen. Vaak zit er bij de snijder ook een simpel programma zoals bij de snijder die op dit lijstje staat, de Silhouette Cameo. Wat ook kan is het programmeren van plaatje met het gratis TurtleArt of Beetleblocks. Kosten voor een startpakket incl. materiaal: €309.

Transferpers: Een gouden combi met de vinylsnijder. Met een transferpers druk je speciaal materiaal op een t-shirt. Veilig en zonder textiel te verpesten. Je kunt leerlingen stukjes laten knippen en daarna persen, of je kunt een digitaal ontwerp uitsnijden met de vinylsnijder en daarna op stof persen. Kosten €300.

Hummingbird kit: Dit is een robotkit maar anders dan je denkt. Alle spullen om een robot te bouwen zitten erin: diverse motoren, sensoren, LEDjes. Wat ontbreekt is het bouwmateriaal. Daar wordt karton, tape, rietjes, papier-maché of wat je maar kan bedenken, voor gebruikt. Dit sluit vaak goed aan op wat er op school al is. Leerlingen kennen het materiaal. Alles wat je wilt maken, is mogelijk. Nadeel is dat er altijd een computer aan vast moet zitten. Het programmeren kan op heel veel manieren maar o.a. met Scratch. De programmeertaal (in het Nederlands!) voor het PO die ook thuis voor leerlingen gratis beschikbaar is. Over Scratch zou je alleen al bloggen kunnen volschrijven. Dat wordt gelukkig ook gedaan. Het is een hele levendige gemeenschap. De Hummingbird kit kan ook nog eens dubbelen als Arduino. De Arduino (of Genuino, zoals deze van heden heet buiten de USA) is een programmeerbare chip met ook een hele grote gemeenschap eromheen. Kortom van onderbouw tot leerkrachten inzetbaar. Kosten voor een klassenset (4 controllers en een stapel LEDs, motoren en sensoren) €935.

LEGO WeDO: Nog een robotset maar dan van LEGO. Een goedkoper alternatief dan de hummingbird kit. Deze staat in de lijst omdat er een project in het geweldige boek van Josh Burker staat, omdat leerkrachten er enthousiast over zijn en omdat je het LEGO dat er al op school is op een andere manier kan gebruiken. Er zit een simpele programmeeromgeving bij of je gebruikt weer Scratch! Mooi om als stap voor de Hummingbird kit te gebruiken. Kosten: €150.

MakeyMakey: Moet ik dit nog toelichten? De aanrakingsgevoelige controller die je op zoveel manieren kunt gebruiken! Met water, kopertape, potlood, papier, karton, klei…wat niet? Zonder programmeren maar ook met programmeren. Ook hier weer heel krachtig en simpel met Scratch. Zie je hoe Scratch als verbinding tussen te verschillende materialen kan dienen? Dat geeft nog meer mogelijkheden (handleiding hier) Een controller met de MakeyMakey waarmee je een robot bestuurt. Hieronder een voorbeeld. Wat mij betreft een vaste waarde voor elke school. Kosten €50.

Snijmat: Zoals uit de beschreven materialen naar voor komt is dat alles goed samengaat met papier en karton. Een goede snijmat is dan een must. Goedkoop en duurzaam. Kosten €10.

Snijmesje: Scherp en gevaarlijk. Dure mesjes zijn vaak beter hanteerbaar en daardoor minder gevaarlijk. Wij vinden dat je leerlingen hier vroeg mee moet leren omgaan. Kosten €10.

Kopertape: Wanneer je met een MakeyMakey werkt zijn geleidende materialen handig om in huis te hebben. Kopertape werkt goed en is makkelijk te krijgen. Aluminiumfolie en lijm werkt overigens ook. Ontwerp een schakelaar! Kosten €10.

Bare paint (geleidende verf): Hier gaat het zelfde op als voor de kopertape. Daarnaast kan je er ook mee schrijven of grotere oppervlakte mee doen. Het is ook handig voor de hoekjes en de gaatjes waar geleiding nodig is. Kosten €8.

LED: Wanneer er toch zoveel geleidend materiaal is is de stap om een ledje (LED=Light Emitting Diode, een licht-uitzendende diode, een lampje, zeg maar) te laten branden heel klein. Dit kan je doen met klei of met circuitjes op papier. Het internet staat er vol mee. Kosten (met een beetje zoeken) €0,04.

Knoopcelbatterij: Om een ledje aan de praat te krijgen heb je een batterij nodig. Deze zijn makkelijk hanteerbaar en goed te combineren met LEDs. Kosten (8) €2.

Geleidende garen: Om nog een project in Invent to Learn: Guide to Fun te kunnen doen heb je alleen dit materiaal nodig. Zo kan je textiel uitrusten met LEDjes, bijvoorbeeld een knuffel. Het patroon van de knuffel heb je eerst ontworpen en uitgesneden met de vinylsnijder natuurlijk. Kosten €3,5.


Al met al heb je een hele diverse set die weinig to geen onderhoud vergt. Het materiaal is duurzaam, toegankelijk en combineert goed met elkaar. De mogelijkheden zijn eindeloos. Het enige wat je nog echt mist is de verbeeldingskracht van kinderen. Je kunt hiermee, naast elf van de dertien projecten uit het boek, nog veel meer doen. Een interactieve robot, een controller ontwerpen, een interactieve knikkerbaan, T-shirts maken, glas graveren, stickers maken, geprogrammeerde patronen teken of uitsnijden, sjablonen maken, raamversiering maken…het is allemaal mogelijk. Ik noem de projecten in het boek met opzet niet, het punt lijkt me duidelijk. Met deze set is veel meer mogelijk dan alleen een 3D-printer. Ik hoop dat het een mooie manier om te beginnen is. Dichtbij met wat je al kent, wat je als hebt. Voor alle leerlingen bereikbaar. Begin met de projecten uit het boek, leer het materiaal, de apparatuur en de manier van werken kennen. Dan komen de ideeën daarna echt vanzelf. Veel plezier met het avontuur!

Hier de hele set als lijst.

De beker van Victor

Schermafbeelding 2015-05-05 om 22.47.13Victor Hupe is een enthousiaste leerling van de FABklas. Hij zit in 5 VWO en was vanaf het begin (het schooljaar 2013/2014) bij de FABklas van de partij. Zijn eerste project was een houten fiets. Uren en uren heeft hij besteed aan het bestuderen van de fiets en het vertalen van de fietstechniek in hout. Een prachtig leerproces waarbij hij vooral alles zelf heeft uitgezocht en als resultaat had dat hij inderdaad een houten fiets maakte waar (heel voorzichtig) op te fietsen was. Hij heeft er de pers nog mee gehaald. Victor: “Mijn pa zei: maak bijvoorbeeld eens een fiets. Ik dacht: dat kan ik eigenlijk wel.

Een week of drie geleden lag Victor in bed en kom niet slapen, “dan komen de beste ideeën” Hij dacht aan de McDonalds beker die hij zojuist gehanteerd had. “Zou het niet gaaf zijn als er al een handafdruk in de beker zit?” Hij brainstormde de volgende dag wat met zijn pa. Conclusie: “Ik maak een beker met een gleuf erin. Voor kinderen. ”.

IMG_6682 Een beker dus die voor kinderhanden makkelijk vast te houden is. Eerste maakte hij een “negatieve beker” van een stuk makkelijk te bewerken balsahout. Met de schuurmachine en de zaagmachine was dit snel gemaakt. Met deze “negatieve beker” probeerde Victor een positieve beker te maken met de vacuümvormer. Deze vacuümvormer maakt een stuk plastic zo warm dat hij vervormbaar. Dat stuk plastic wordt over de vorm (in dit geval de beker) gelegd en de lucht wordt eronderuit getrokken. Dan wordt het plastic over de vorm heen getrokken.

BEKERHelaas werkte dit niet helemaal goed. Het was een te diep ontwerp: het plastic kon de bodem niet bereiken. Even met de docenten van de FABklas overlegd en besloten het te maken met de 3D printer. Het programma Tinkercad is daar uitermate geschikt voor. Victor leerde de basisbeginselen van het programma tijdens de informaticales in een lesuur; “heel handig dat het een online tool is, kon ik er overal aan werken. Na een paar iteraties Whatsappte Victor zijn FABklas leraar. Of hij het uit mocht komen printen. “Vanzelfsprekend!” is dan natuurlijk het antwoord. Samen met onze onvolprezen TOA, Rolf zette hij de betrouwbare Felix printer aan. Het is een prototype dus op de “slechtste” (lees meest grove) instellingen. Vier en half uur later was de printer klaar.

nichtjeneefjeNa even gecheckt te hebben of PLA “food safe” is (en dat is het), nam Victor het mee naar zijn neefje en nichtje. Laurens en Sophie. Na een beetje wennen voelde het voor beiden heel natuurlijk. Wel merkte Victor op dat het voor de grotere handen van Sophie iets lastiger was. Verder kent de beker nog wat scherpe randjes waar Victor nog aan wil werken.

Als hij helemaal af is, printen we hem nog een keer netjes en gaan dan eens kijken of we hem in een ander materiaal kunnen laten printen bij Shapeways bijvoorbeeld.

Hoe dan ook een schitterend voorbeeld van een leerling die zichzelf dingen leert om mooie dingen te maken.