Covid védősisak 1. rész: Bevezetés a Tinkercad áramkörökbe!: 20 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:39

Tinkercad projektek »

Helló barát!

Ebben a kétrészes sorozatban megtanuljuk használni a Tinkercad áramköreit - ez egy szórakoztató, hatékony és oktató eszköz az áramkörök működésének megismerésére! A tanulás egyik legjobb módja, ha megteszed. Tehát először megtervezzük saját projektünket: a Covid védősisak áramkörét!

Célunk olyan sisak létrehozása, amely figyelmezteti Önt, ha valaki közeledik. Így biztonságban maradhat a Covid ellen, ha eltávolodik, hogy megtartsa a távolságot Ön és az illető között.

A projekt végére alapvető ismeretekkel rendelkezhet arról, hogyan tervezhet áramköröket és programozhat a Tinkercad segítségével. Bár ez nehéznek tűnhet, ne aggódjon! Itt leszek, és végigvezetem az egész folyamaton - csak tanuljon és élvezze!

Kellékek:

Csak egy Tinkercad -fiókra van szüksége! Nincs még ilyen? Regisztráljon ingyenesen a www.tinkercad.com webhelyen

Lépés: Nyissa meg a Tinkercad alkalmazást

Jelentkezzen be a Tinkercad szolgáltatásba (vagy regisztráljon, ha még nem tette meg).

Miután bejelentkezett a műszerfalba, lépjen a bal oldalsávra, és válassza az "Áramkörök" lehetőséget.

Ezt követően válassza az "Új áramkör létrehozása" lehetőséget (narancssárgával karikázva). Itt szabadon kreatívak lehetünk, és bármilyen áramkört tervezhetünk. Pontosan szimulálhatja az áramköreit is, hogy lássa, hogyan működnek a való világban, mielőtt ténylegesen építene egyet!

Most készen állunk a kezdésre!

2. lépés: A projekt címe

Miután megnyomta az "Új kör létrehozása" gombot, üdvözli ezt az üres munkaterületet.

Először is - minden projektünk el lesz mentve az irányítópultunkra (az előző lépésből), ezért fontos, hogy megnevezzük a projektjeinket, hogy emlékezni tudjunk rájuk és később megtaláljuk őket!

Ha a bal felső sarokban nézi, akkor egy szórakoztató véletlenszerű címet generálnak az Ön számára. Ha rákattint, lecseréli a címet a sajátjára. Itt a "Covid biztonsági sisak" címet adtam.

3. lépés: A Micro: bit hozzáadása

A projektet egy micro: bit hozzáadásával kezdjük.

A micro: bit egy kicsi számítógép, amelyen megtanulhat programozni. Rengeteg remek funkcióval rendelkezik, például LED -lámpákkal, iránytűvel és testreszabható gombokkal!

Ez a micro: bit fogja feldolgozni az összes érzékelőnkből származó információt (amelyeket később hozzáadunk). A micro: bit ezt az információt könnyen érthető módon adja meg nekünk.

Ha ezt hozzá kívánja adni a munkaterületünkhöz, a jobb oldali oldalsávot fogjuk használni. Itt egy csomó összetevőt talál, amelyeket használhat. Egyelőre figyelmen kívül hagyunk minden mást, és keressük a "microbit" kifejezést.

Válassza ki a micro: bitet, és vigye a munkaterületre.

4. lépés: Érzékelőnk hozzáadása

Most, hogy megvan a micro: bitünk, adjunk hozzá egy érzékelőt. Hozzáadunk valamit, az úgynevezett PIR -érzékelőt, ami a passzív infravörös érzékelő rövidítése.

A PIR érzékeli az infravörös sugárzást - vagy a hőt. Mivel az emberek hőt bocsátanak ki, de az olyan tárgyak, mint a falak, a vizespalackok és a levelek nem, ez az érzékelő alkalmas arra, hogy érzékelje, ha emberek vannak a közelben.

Általában akár 5 méter (16 láb) távolságra is "lát", ami jó, mert ez lehetővé teszi számunkra, hogy korai figyelmeztetést kapjunk, amikor az emberek közelednek, és így reagálhatunk, mielőtt elérjük a 2 méteres (6 láb) távolságtartási irányelveket.

5. lépés: Az összetevők megértése

Most, hogy megvan a két részünk, hogyan tudjuk őket összekapcsolni, hogy a micro: bit kommunikálni tudjon a PIR érzékelővel?

A Tinkercaden nagyon egyszerű. Láthatja, hogy a PIR -érzékelő alján 3 csap található.

1. Ha az egérmutatót föléjük viszi, látni fogja, hogy az első tű a "Signal" érintkező, ami azt jelenti, hogy ez jelzést ad, amikor észlel egy személyt.
2. A második csap a "Power", amelyhez csatlakoztatunk egy áramforrást a PIR érzékelő bekapcsolásához.
3. A harmadik csap a "Ground", ahol az összes "felhasznált" áram elhagyja a PIR érzékelőt.

Észreveheti, hogy a micro: bit alján is 5 pont található, ahová a vezetékek csatlakozhatnak. Vigye az egeret felettük.

1. Az első 3 pont P0, P1 és P2 jelzéssel van ellátva. Ezek a pontok személyre szabhatók, és vagy jeleket (bemenet) vesznek fel, vagy jeleket dobhatnak ki (kimenet). Sokféleképpen használhatjuk ezeket a pontokat, mert nagyon testreszabhatók! Erről bővebben később…
2. A 3 V -os pont egy 3 voltos áramforrás. Ne feledje, hogy a PIR érzékelőnknek áramforrásra van szüksége? Nos, ezt a villamos energiát a micro: bit 3V -os pontjáról szerezhetjük be!
3. A GND pont a "föld" rövidítése, amelyre a villamos energia "kiléphet", miután elvégezte a feladatát. Itt csatlakoztatható a PIR érzékelő földelő csapja.

6. lépés: Az alkatrészek csatlakoztatása

A csapok csatlakoztatásához először kattintson az egyik tűre a kurzorral. Ezután kattintson egy másik tűre (ahová az első tűt szeretné csatlakoztatni). Látni fogja, hogy huzal keletkezett! A huzalra kattintva megváltoztathatja színét, ha akarja. Vagy törölheti, és újra megpróbálhatja, ha rendetlennek tűnik. Próbálja tisztán lefektetni a vezetékeket, hogy később nyomon tudja követni, hol vannak az egyes vezetékek!

A vezetékek csatlakoztatása után ellenőrizze, hogy megegyezik -e a nálam lévőkkel. Ha igen, nagyszerű! Ha nem, akkor ne aggódj! Törölje a vezetékeket, és próbálja újra.

Valószínűleg el tudod képzelni, mi történik most. Ez egy egyszerű hurok:

1. Az áram elhagyja a mikro: bit → -et
2. → belép a PIR érzékelőbe a "Power" érintkezőn keresztül →
3. → működik a PIR érzékelőn belül →
4. → elhagyja a PIR érzékelőt a "Földelés" vagy a "Jel" tűn keresztül →
5. → a micro: bit "Ground" vagy "P0" csapjára megy

7. lépés: Áramkörünk szimulálása (1. rész)

Amikor áramköröket hozunk létre a Tinkercad -on, szimulálhatjuk is őket.

Így kísérletezhetünk, hogy lássuk, hogyan reagálhatnak áramkörünk elemei a valós világban, ami segíthet az áramkörök megtervezésében és tervezésében anélkül, hogy "próba-szerencse" műveletet kellene elvégeznie, és időt és pénzt kell költenie valamire, ami esetleg nem működik!

Az áramkörünk szimulálásához nyomja meg a "Szimuláció indítása" gombot, amely a jobb felső sarokban található…

8. lépés: Az áramkörünk szimulálása (2. rész)

A szimuláció futása közben kölcsönhatásba léphetünk az áramkörünkkel.

Kattintson a PIR érzékelőre. Megjelenik egy labda. Képzeld el, hogy ez a labda egy ember. Kattinthat és mozgathatja azt az embert.

Észreveheti, hogy amikor a labdát a piros zónán belül mozgatja a PIR érzékelő közelében, az érzékelő kigyullad. Ha ez igaz, akkor mindent jól bekötött! Amikor kimozdítja a labdát a PIR érzékelési zónájából, az érzékelő nem világít. Játssz vele!

Azt is észreveheti, hogy ha a labda az érzékelési zónán belül van, de áll, akkor a PIR nem aktiválódik. Ez nem jelent problémát, mert az emberek sokat mozognak, így az érzékelő nagyjából mindig észleli azokat az embereket, akik az Ön közelében vannak.

Mi a helyzet a micro: bit -el? Már csatlakoztattuk a jelvezetéket, akkor miért nem történik semmi ?!

Ne aggódj, ez várható!

Bár csatlakoztattuk a jelvezetéket, a micro: bit számítógép nem tudja, mit kezdjen a PIR -érzékelő által szolgáltatott információkkal. A következő lépésben programozással megmondjuk, mit kell tennie.

9. lépés: A kódblokk alapjai

Lépjen ki a szimulációból, majd kattintson a "Kód" gombra (a "Szimuláció indítása" mellett). Ez megnyit egy új, nagyobb oldalsávot a jobb oldalon.

Az áramkörök tervezése és szimulálása mellett Tinkercaden is programozhatunk a Codeblocks használatával. A kódblokkok egyszerű módja annak, hogy megismerjék a programozás logikáját, ami remek bevezetés a kódoláshoz, mielőtt a fejlettebb nyelvekre, például a Javascriptre, a Pythonra vagy a C.

Kezdjük azzal, hogy megismerkedünk a Codeblock környezettel. A Codeblock oldalsáv bal oldalán találhatók olyan kódblokkok, amelyeket áthúzhat. A jobb oldalon látható a tényleges kód. Próbáljon felfedezni néhány darab húzásával.

Miután megismerkedett vele, ürítse ki a kódolási teret (húzza a blokkokat a jobb alsó sarokban lévő kukába), hogy elkezdhessük hozzáadni az áramkör kódját.

10. lépés: A Micro: bit programozása (1. rész)

Kezdjük azzal, hogy keresünk az "Input" blokkok között, és a "P0] gomb" húzása [High] "értékre módosult. Ez egy bemenet, mert ez táplálja a mikro: bit információkat.

Alapvetően a P0 pontnak (ahol a jelvezetékünk csatlakozik) két értéke lehet: magas vagy alacsony. A magas azt jelenti, hogy van jel, az alacsony pedig azt jelenti, hogy nincs jel.

Ha a PIR érzékelő betolakodót észlel, akkor a jel magas vagy alacsony lesz? Ha magasra válaszoltál, igazad van! Alternatív megoldásként, ha nincs behatoló az észlelési zónában (vagy rendkívül ritka esetekben, amikor a betolakodó tökéletesen mozdulatlan), akkor alacsony az elektromos jel.

Ezért a kódunk logikája alapvetően a következő: "amikor egy személyt észlelnek, tegye _".

Jelenleg ez nem tesz semmit, mert nem határoztunk meg valamit a feladathoz (üres). Szóval, tegyünk valamit.

11. lépés: A Micro: bit programozása (2. rész)

Adjunk hozzá egy "show led" nevű kimeneti kódblokkot. Ez a kódblokk lehetővé teszi számunkra, hogy a micro: bit fényeivel szórakozzunk. A LED -rácsot átkapcsolva tetszés szerinti dizájnt hozhat létre. - tettem hozzá egy mosolygós arcot. Ez a kimenet, mert a micro: bit információt ad ki.

Ezután változtassuk a [HIGH] értéket [LOW] értékre a bemeneti kódblokkon.

Mivel a jelet magasról alacsonyra cseréltük, kódunk most ezt mondja:

ha alacsony jel van a P0 -n, kapcsolja be a LED -eket, hogy mosolygós arcot hozzon létre

Ez azt jelenti, hogy ha nincs ember mozog az észlelési zónánkban, a micro: bit mosolygós arcot fog mutatni, mert biztonságos! =)

12. lépés: A Micro: bit programozása (3. rész)

Tudjuk, mit tesz a micro: bit, ha nincs személy az észlelési zóna körül. Mi lenne, ha valaki ott lenne?

Határozzuk meg azt is. Adjon hozzá egy másik bemeneti kódblokkot "a [P0] érintkezőn [Magas]" értékre.

Ezúttal [HIGH] -ként hagyjuk, mert arra használjuk, hogy valamit tegyünk, ha észlelünk egy személyt.

Adjon hozzá egy másik led kimenetet, és hozzon létre egy dizájnt! Ráncos arcot használtam, mert amikor az illető az észlelési zónában van, lehet, hogy kevésbé biztonságos! = (

13. lépés: A kód tesztelése

Futtassa még egyszer a szimulációt. Mozogjon a labda körül (más néven személy), és nézze meg, hogyan reagál a micro: bitje.

Ha nem azt teszi, amit szeretne, próbálja újra az előző lépést, és ellenőrizze a kódblokkokat a képernyőképemmel. Ne add fel!:)

14. lépés: További PIR érzékelők hozzáadása

Ha az előző lépésből származó kódja helyesen működött, nagyszerű munka! Most haladjunk előre a projektünkkel.

Eddig csak egy PIR érzékelőt használtunk, így csak egy területen tudunk észlelni embereket. Mi lesz a körülöttünk lévő többi térrel? Több érzékelőre van szükségünk!

Zárja be a Kód oldalsávot (kattintson a "Kód" gombra), ha még mindig nyitva van, és keressen másik PIR érzékelőt. Adja hozzá a munkaterülethez és kösse be.

Megjegyzés: Ezt a második PIR -érzékelő jelcsapját csatlakoztassa a P1 -hez vagy a P2 -hez (én a P1 -hez kötöttem). Ne csatlakoztassa a P0 -hoz, mivel ezt a pontot az első érzékelő már használja. Ha igen, akkor a micro: bit nem tudja megmondani, hogy melyik PIR küld jeleket!

Bár a Tinkercad munkaterületen mindkét PIR érzékelőt felfelé helyeztem (a képernyő tisztábbá tétele érdekében), amikor ténylegesen a sisakra helyezi a PIR -eket, az egyik PIR -érzékelőt a sisak bal oldalával szemben lehet rögzíteni, így beolvassa a bal oldali területet Ön, a másik pedig a sisak jobb oldalára helyezhető, hogy beolvassa a tőle jobbra lévő területet.

15. lépés: További kód hozzáadása a 2. PIR -hez

Nyissa meg még egyszer a kódot, és adjon hozzá egy második kódblokk -készletet, amely hasonló az elsőhöz. Ezúttal azonban kattintson az új kódblokkok legördülő menüjére, és válassza a P1 (vagy P2, ha az új PIR -t a P2 -hez csatlakoztatta) lehetőséget.

A bal oldali PIR -érzékelőnél (amely a P0 -hoz van csatlakoztatva) úgy módosítottam a LED kimeneti kódblokkját, hogy a LED -rács bal oldala kigyulladjon. Hasonlóképpen, a jobb oldali PIR érzékelő esetében úgy módosítottam a LED kimeneti kódblokkot, hogy a LED -rács jobb oldala világítson.

Ha egyik PIR sincs aktiválva, a LED rács továbbra is mosolygós arcot fog mutatni, mert biztonságos!

16. lépés: Több PIR tesztelési kódja

A kódblokkok helyes hozzáadása és szerkesztése után futtasson újra egy szimulációt, hogy ellenőrizze, működik -e a kód.

Amikor a labdát/embert a bal PIR észlelési zónájába mozgatják, a micro: bit LED -rácsának a bal oldalon kell világítania.

Hasonlóképpen, ha valaki a jobb oldali észlelési zónában mozog, a LED a jobb oldalon fog világítani.

17. lépés: Riasztás hozzáadása

Most, hogy két nagy vakfoltot lefedtünk (további PIR -érzékelőket vagy mikro: biteket is hozzáadhat, hogy még nagyobb területet fedjenek le), tegyünk még egy lépést tovább.

Mi a teendő, ha riasztást szeretne hallani, amikor a PIR aktiválódik? Nem csak riasztást kapna (például amikor alszik), de elriaszthatja a betolakodókat a személyes terében, és így Ön és a betolakodó is biztonságban van a Covid ellen.

Lépjen a jobb oldali oldalsávra, és keressen rá a "piezo" kifejezésre. Ezek kicsi "hangszórók" vagy "zümmögők", amelyek belsejében van egy felület, amely rezeg, amikor áram áramlik át rajta, és hangos zümmögő hangot kelt.

A piezo -n két csap található. Csatlakoztassa a negatív tűt a micro: bit földeléséhez, a pozitív tűt pedig a micro: bit fennmaradó P2 pontjához. Így szabályozhatjuk úgy, hogy a zümmögő csak akkor szólaljon meg, ha a micro: bit elektromos áramot bocsát ki a P2 érintkezőjén keresztül.

Megjegyzés: Ügyeljen arra, hogy ellenállást adjon a piezo egyik tüskéjéhez (bármelyik tű). Ez lehetővé teszi számunkra, hogy korlátozzuk a piezoba áramló áram mennyiségét. Ellenkező esetben korlátlan mennyiségű áram megtörheti a mikro: bit, piezo vagy mindkettőt!

Feltettem egy 1000 ohmos ellenállást, de bármit feltehet. Azt javaslom, hogy tegyen valamit 500 ohmos - 2 000 ohmos értékre. Minél kisebb az ellenállás, annál nagyobb lesz az áramerősség, így a csengő hangosabb lesz

18. lépés: A zümmögő kódolása

A LED -rácshoz hasonlóan a micro: bitet is be kell programoznunk, hogy biztosítsuk a zümmögő megfelelő működését. Bosszantó lehet, ha a zümmögő folyamatosan zümmög, ha valaki az észlelési zónánkban van, ezért kódoljuk úgy, hogy csak egyszer zümmögjön, amikor egy személy belép az észlelési zónába (értesítve minket arról, hogy valaki jön).

Ehhez inicializáljuk a P2 tűt. Adjon hozzá egy "indításkor" kódblokkot, és egy "analgo set pitch pin [P2]" kódot.

Ezután minden egyes "on pin [HIGH]" kódblokkon belül adjon hozzá egy "analóg pitch" kimeneti kódblokkot a LED kimeneti kódblokk alá (ha ez a megfogalmazás zavaró, nézze meg a fenti képernyőképet!).

Ez az analóg kódblokk lehetővé teszi számunkra két beállítás meghatározását: a hangmagasságot és az időt.

• Az időbeállítás megadja, hogy mennyi ideig kell lejátszani a hangot. 500 ms -ra teszem (tetszőleges számot választhat).

• A hangmagasság megmutatja, hogy milyen magas legyen a hangszín.

  Itt válasszon minden frekvenciához más frekvenciát. Az egyiket 100 -ra (alacsony hangmagasság), a másikat 400 -ra (magas hangmagasság) állítottam be. Így egyszerűen a hangjelzéssel (anélkül, hogy meg kellene néznie a LED -rácsot) meg lehet határozni, melyik PIR -érzékelőt aktiválja

19. lépés: Végső szimuláció

Most futtassa a szimulációt még egyszer, és győződjön meg arról, hogy minden működik.

Ha megismételte ezt az utasítást, amikor egy személy belép a bal oldali észlelési zónába, rövid hangjelzésnek kell hallania, hogy értesítse Önt, és a LED-rács bal oldalának világítania kell, jelezve, hogy betörő érkezik a bal.

Amikor egy személy belép a jobb oldali észlelési zónába, rövid hangjelzésnek kell megszólalnia, és értesítenie kell a LED-rács jobb oldalát, jelezve, hogy a betolakodó jobb felől érkezik.

Ha senki sem tartózkodik egyik érzékelési zónában sem, a LED -rácsnak boldog arcot kell mutatnia, és azt kell mondania, hogy biztonságban van!

20. lépés: Végső gondolatok és jövőbeli projektek

Ha sikerült ezt az utasítást, gratulálok! Még akkor is, ha küzdött vagy nem fejezte be, biztos vagyok benne, hogy legkevésbé tanult meg néhány dolgot a Tinkercad -ról, és ez az, ami olyan nagyszerű munkát jelent!

Most, hogy működik egy szociális távolságtartó riasztókör, amely működik, és ha a következő lépésre kívánja vinni, és a valós világban szeretné megépíteni, megvásárolhatja a kellékeket, és pontosan úgy csatlakoztathatja a vezetékeket, mint a Tinkercad munkaterületen.

A fenti kép a sisak 3D -s modellje (.stl), amelyen dolgozom, ugyanazt az áramkört használva, amelyet ebben az utasításban építettünk. 2 PIR érzékelővel rendelkezik az oldalán, egy mikro: bit az elülső oldalon (hogy láthassa a LED -rácsot) és hangjelzők.

Ha egyedül akarja használni a kreativitását, akkor bátran tegyen egy újabb lépést, ha ragasztja az áramkört sisakra. Ellenkező esetben maradjon velünk a következő Instructable -hez, ahol együtt fogjuk összeállítani ezt a sisakot!

Kérjük, vegye figyelembe: Ha fiatal, kérjen gyámot a szerszámok használatához a kör és a sisak építésekor.

Remélem, élvezte ezt az oktatóanyagot, és tudja használni a Tinkercadról tanultakat kreatívnak és saját projektjeinek létrehozásához. Kíváncsian várom, hogy mit alkottok, ezért feltétlenül linkelje be projektjeit a megjegyzésekben!

Jó szórakozást és tanulással teli 2021-et!