Conoscenze e abilità professionali – Biblioteca REC

Panoramica

Questo documento delinea le certificazioni del settore pre-ingegneria e robotica della Robotics Education & Competition Foundation. In preparazione al modulo Fondamenti di ingegneria, ti suggeriamo di preparare curricula o utilizzare curricula consolidati che coprano gli argomenti dei moduli pre-ingegneria selezionati per il tuo programma.

Questo documento è diviso in due sezioni:

Sezione uno: Competenze/Argomenti fondamentali di ingegneria: la prima sezione copre le competenze e le conoscenze professionali necessarie per comprendere gli argomenti trattati nel modulo Fondamenti di ingegneria. Questo modulo è un prerequisito per tutti gli altri moduli di ingegneria.
Sezione Due: Moduli di Pre-Ingegneria: La seconda sezione di questo documento copre ciascuno degli argomenti relativi alle competenze e conoscenze professionali in ciascun modulo di Pre-Ingegneria.

Consulta la sequenza del corso di esempio per gli argomenti relativi alla pre-ingegneria e/o alla certificazione di robotica. Questi funzionano in combinazione con l'esperienza della scuola e dell'insegnante, i programmi di studio disponibili e la possibilità di selezionare due degli otto moduli di preingegneria disponibili per la preingegneria o i tre (elettronica, programmazione e meccanica) per la certificazione di robotica.

Fondamenti di competenze ingegneristiche

Prerequisito: ore in un curriculum di pre-ingegneria o robotica
Durata dell'esame: 90 minuti
Grado minimo di superamento: 70%

Competenze e conoscenze professionali

I Fondamenti di Ingegneria richiedono conoscenze e competenze nelle seguenti aree:

La storia dell'ingegneria

I primi programmi spaziali di Stati Uniti e Unione Sovietica, la corsa allo spazio e il loro impatto tecnologico oggi; la rivoluzione industriale con l'introduzione della produzione di massa, delle catene di montaggio, dell'automazione e l'emergere di società di ingegneria (Istituto di ingegneri meccanici, Istituto di ingegneri elettrici)
Definizioni ingegneristiche e tecnologiche
Definizione scientifica
La settimana lavorativa media, lo stipendio e i calcoli salariali
Tipi di carriere legate all'ingegneria, prospettive di lavoro, stipendi e istruzione richiesti:
- Meccanico
- Elettrico
- Chimico
- Aerospaziale
- Civile
- Informatica/Programmazione
- Supporto tecnico per tutte le aree
- Mestieri di lavorazione meccanica: lavorazione CNC, laser, prototipazione rapida
- Applicazioni CAD 2D e 3D
- Robotica

Processo di progettazione ingegneristica

Capacità di applicare più passaggi nella sequenza logica del processo di progettazione.
Capacità di comprendere la sequenza corretta in varie iterazioni o abbreviazioni del processo di progettazione ingegneristica.

Materiali e Processi

Tecniche di analisi dei materiali – trazione, durezza, ossidazione
Tipi di metalli, proprietà e applicazioni comuni – ferrosi, non ferrosi, preziosi; leghe comuni – cioè ottone, acciaio inossidabile
Tipi di legno, proprietà e applicazioni comuni: duro (deciduo), tenero (conifero)
Tipi di plastica, proprietà e applicazioni comuni: termoindurenti, termoplastici, resine
Tipi di epossidici, proprietà e applicazioni comuni

Sicurezza

Applicazione di occhiali adeguati
Applicazione di abbigliamento e calzature adeguate
Applicazione di pratiche di sicurezza adeguate in un negozio o in un laboratorio
OSHA
Colori di sicurezza del laboratorio

Sicurezza degli utensili elettrici

Sega a nastro – operazioni di base della sega a nastro, applicazione di procedure di sicurezza specifiche
Smerigliatrice da banco – operazioni base della smerigliatrice da banco, applicazione di procedure di sicurezza specifiche.
Trapano a colonna – operazioni di base del trapano a colonna, applicazione di procedure di sicurezza specifiche
Elettroutensili portatili – operazioni di trapano portatile, applicazione di procedure di sicurezza specifiche

Disegni tecnici

Viste ortografiche
Capacità di leggere schemi elettrici, progetti
Vari simboli e terminologia comuni
- Possibilità di trovare viste mancanti nei disegni multivista mediante proiezione, identificare le viste mancanti degli oggetti
- Disegni isometrici
- Sviluppa elenchi di parti con attività e scadenze
- Disegnare oggetti a varie scale

Sistemi CAD

Linee e simboli comuni utilizzati nei disegni tecnici
Software CAD 2D: vari programmi comuni utilizzati nell'industria
Software CAD 3D: vari programmi comuni utilizzati nell'industria
Identificare le viste ortografiche
Identificare le viste isometriche

Fondamenti di ingegneria elettrica

Legge di Ohm: amperaggio, tensione, resistenza

Fondamenti di ingegneria meccanica

Calcoli del rapporto di trasmissione
Le leggi del movimento di Isaac Newton
Energia cinetica e potenziale
Sistemi termici – riscaldamento e raffrescamento

Fondamenti di sistemi robotici

Sistemi di azionamento
- Carro armato o arcade a 2, 4 e 6 ruote
- Olonomico
- Mecano
- OmniDrive
Microcontrollori
- Applicazioni
- Energia
- PWM (modulazione di ampiezza di potenza)
- Controlli motori: scopo, funzionamento, funzione
- Manipolatori: braccia-polso-spalle ed effettori dell'estremità del gomito; gradi di libertà/asse
Tipi
- Collezionisti
- Pinze
- Applicazioni speciali (illimitate) – controllo autonomo
- Tipi di programmi robotici comuni

Fondamenti di aerospaziale

Principio di Bernoulli: portanza, spinta, resistenza, peso (gravità)
La prima missilistica
- Titano II
- Saturno IV
- Gemelli
- Mercurio
- Apollo
- Sojuz
- V1 e V2
Materiali comuni utilizzati nell'industria aerospaziale

Fondamenti di ingegneria civile

Metodi di trasporto
- Sbarra
- Porti/Porti
- Strade
- Ponti
- Aria
- Fiumi/Dighe
Applicazione del calcolo dell'efficienza dei ponti

Fondamenti di Ingegneria Informatica (Codifica)

Sistemi binari
Sistemi esadecimali
Sistemi informatici di base
- RAM, ROM FIFO
- Sistemi di stoccaggio
- Velocità del processore, legge di Moore
- Linguaggi di programmazione comuni: Python, C++, JAVA, HTML, Scratch

Fondamenti di ingegneria chimica

Procedure di sicurezza di laboratorio di base per la sicurezza chimica
Fondamenti di acidi e basi
Grafico periodico
Equazioni di equilibrio

Fondamenti di ingegneria della produzione

Tecniche di produzione
Calcoli in coordinate cartesiane
Capacità dei sistemi CAD/CAM
Stampa tridimensionale (3D).

Sezione Due: Moduli di Pre-Ingegneria

Questa è la seconda sezione di questo documento che copre ciascuna delle competenze professionali e degli argomenti di conoscenza in ciascun "Modulo di Ingegneria".

Questi funzionano in combinazione con l'esperienza della scuola e dell'insegnante, i programmi di studio disponibili e la possibilità di selezionare due delle otto aree ingegneristiche disponibili richieste per la certificazione di pre-ingegneria o le tre aree ingegneristiche (elettronica, programmazione e meccanica) richieste per la certificazione di robotica.

Tutti gli otto moduli hanno ciascuno i seguenti requisiti:

Prerequisito: Superare il modulo Fondamenti di Ingegneria
Durata dell'esame: 30 minuti
Grado minimo di superamento: 70%