Készítsen konyhai időzítőt MakerBit segítségével: 13 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:41

Ez a projekt feltárja, hogyan működik a konyhai időzítő - elkészítve egyet!

Régen a legtöbb hasznos eszköz mechanikus volt. A gyerekek szétszedhették a dolgokat, hogy lássák a benne lévő részeket, és tanulmányozzák, hogyan mozognak.

A modern elektronikus eszközök, mint például a konyhai időzítő, különbözőek. Az alkatrészek túl kicsik ahhoz, hogy lássák őket, és nem mozognak. Változtassa meg a stratégiát. Ahelyett, hogy szétszedné, hogy lássa, hogyan működik, állítson össze egyet!

Ez a lecke végigvezeti Önt a digitális időzítő három alapvető részén:

1. alkatrészek,
2. kapcsolatok,
3. kód.

A készülék gombokkal rendelkezik az idő beállításához és a visszaszámlálás elindításához.

Megjeleníti a hátralévő időt, és jeleket ad, amikor a visszaszámlálás befejeződött.

A jelek tartalmazhatnak üzenetet a kijelzőn, villogó fényt vagy médiát, például előre rögzített dalt.

Képzeljen el egy időzítőt, amely bugle hívást fúj!

Azok a diákok, akik befejezik a projekt összes tevékenységét, több dolgot is meg tudnak tenni.

• Szereljen össze elektronikus alkatrészeket egy interaktív eszközbe.
• Írjon eseményalapú kódot, hogy kölcsönhatásba lépjen a felhasználói bemenetekkel és parancsokkal.
• Írjon kódot az idő pontos méréséhez.
• Írjon kódot a valós világ megjelenítésének megváltoztatásához az időbeli változások alapján.
• Médiaeszközök beépítésével hangokat állíthat elő az időbeli változások alapján.
• Magyarázza el, hogyan teszi lehetővé a számítás az időzítő működését.

1. lépés: Gyűjtse össze az alkatrészeket

A 1010 Technologies MakerBit+R kezdő készlete. A projekthez szükséges alkatrészek többsége megtalálható a Kezdő készletben. Tartalmazzák:

• A BBC micro: bit mikrovezérlője
• MakerBit+R fejlesztői platform
• USB kábel a micro: bit MakerBit számítógéphez való csatlakoztatásához.
• 9 voltos akkumulátor és akkumulátor csatlakozó a MakerBithez
• Érintőpontok, ponttartók és LED -ek, szalagkábelekkel a MakerBit -hez
• Grove csatlakozók az LCD kijelzőhöz és az mp3 lejátszóhoz. Ezeknek a csatlakozóknak az egyik végén fehér dugó, a másik végén négy különálló aljzat található.

További elemek.

A következő összetevők nem tartoznak a MakerBit kezdő készlethez, de külön megvásárolhatók a MakerBit.com, az Amazon és sok más üzlettől.

LCD kijelző, amely I2C -vel működik, mint ez.

Opcionális mp3 lejátszó és hangszóró, mint ez a készlet.

Egy kis kartondoboz, vagy egy darab karton.

2. lépés: Hozza létre a kapcsolatokat

A MakerBit számos, a kód által vezérelhető komponenshez biztosít kapcsolatokat.

A következő lépések mindegyike elmagyarázza, hogyan kell az egyik összetevőt csatlakoztatni a MakerBit -hez.

Minden komponenshez tartozik egy fotó is, amely bemutatja, hogyan kapcsolódik össze.

Keresse meg a micro: bit és a MakerBit+R eszközöket a kezdő készletben. Csatlakoztassa a micro: bit -t a MakerBit -hez a fényképeken látható módon.

3. lépés: LCD kijelző

Keresse meg az I2C foglalatot a MakerBit+R készüléken. Nézd meg alaposan. Négy apró csapja van. Mindegyikük rendelkezik címkével:

• GND,
• +5V,
• SDA, és
• SCL.

Mindegyik csapnak csatlakoznia kell az LCD kijelzőn lévő, azonos címkéjű tűhöz.

Vegye figyelembe, hogy az LCD -n a +5V -nak megfelelő tű VCC felirattal rendelkezhet.

Nyomjon egy fehér Grove dugót a MakerBit+R I2C aljzatába. Figyelje meg a vezeték színét, amely megegyezik a GND tűvel. Általában fekete huzal.

Nyomja a vezeték másik végét az LCD GND csapjára.

Tegye ugyanezt a fennmaradó három vezetéknél.

Álljon meg, és nézze meg egy pillanatra az összefüggéseket. Győződjön meg arról, hogy minden huzal az azonos címkével ellátott csapok között van.

Vágjon egy lyukat a kartonba vagy dobozba, akkora, mint az LCD képernyő. Szerelje fel az LCD -t a karton mögé (a doboz belsejébe) elektromos szigetelő szalaggal.

4. lépés: MP3 lejátszó és hangszóró

Csatlakoztasson egy Grove dugót a MakerBit+R analóg aljzatába. Ennek az aljzatnak négy apró csapja van, GND, +3.3V, A1 és A0 felirattal. Nyomja a vezetékek másik végét az MP3 -lejátszóra úgy, hogy minden vezeték két, egymáshoz illeszkedő tűt kössön össze:

MakerBit MP3

GND GND

+3.3V VCC

A1 TX

A0 RX

Csatlakoztasson egy erősített hangszórót az MP3 -lejátszóhoz a fejhallgató -csatlakozó segítségével. A kód segítségével az MP3 lejátszó lejátszhatja az előre rögzített hangsávot, amikor a visszaszámlálás befejeződött.

A MakerBit.com által szállított hangszóró újratölthető belső akkumulátorral és ki-be kapcsolóval rendelkezik. Ellenőrizze, hogy az akkumulátor fel van -e töltve, és a kapcsoló be van -e kapcsolva, amikor szeretné, hogy lejátszhassa a dallamot.

5. lépés: Érintse meg az Érzékelők elemet

Nézze meg a MakerBit+R világosszürke foglalatát. Egy tucat T5 – T16 feliratú csapot tartalmaz.

Keresse meg a szalagkábelt a kezdőkészletben, amelynek világos szürke dugója az aljzathoz illeszkedik. A szalagkábel másik végén lévő vezetékek külön, fekete vagy fehér aljzattal rendelkeznek.

Keresse meg a piros vezetéket a kábel azon oldalán, amely a legközelebb van az aljzat T5 oldalához.

Ez a projekt ezt a piros vezetéket és a mellette lévő négy vezetéket használja: barna, fekete, fehér és szürke színű.

Keresse meg az érintőpontokat és a ponttartókat a kezdő készletben.

Nyomja az érintőérzékelőket az előző lépésben azonosított öt vezeték aljzatába.

A vezetékek és az érintésérzékelők a következőképpen illeszkednek az időzítő funkcióihoz:

Piros vezeték = T5 érzékelő = Az időzítő indítása/leállítása

Barna vezeték = T6 érzékelő = Órák hozzáadása

Fekete vezeték = T7 szenzor = perc hozzáadása

Fehér vezeték = T8 érzékelő = másodpercek hozzáadása

Szürke huzal = T9 érzékelő = Törölje az időzítőt

Egy kis karton segíthet abban, hogy az érintési pontokat tiszta sorban tartsa szét. Még jobb, ha egy dobozra rögzíti őket. A ponttartók segíthetnek az érintési pontok szoros rögzítésében. Lehet, hogy le kell vágnia a ponttartó hosszát, ha vastag a kartonja. A MakerBit.com oktatóanyagot kínál az érintési pontok ezen a linken történő rögzítéséről.

Az érintésérzékelők dobozra vagy kartonra történő felszerelése után címkézze fel mindegyiket az elvégzett funkcióval.

A projekt érzékelőként használja az érintési pontokat. A kód érintésérzékelőnek nevezi őket. Az érintési pontok és az érintésérzékelők ugyanazon dolog két neve, ezért ez a lecke mindkét nevet használja.

A MakerBit beépíti az érintést érzékelő eszközt. Az érintési pontok egyszerűen fülbevalóoszlopok, mint a kézműves áruházakban értékesítettek.

A MakerBit érzékeli, ha valaki megérint egy érintési pontot. Ez lehetővé teszi, hogy a fülbevaló érzékelőként működjön. A MakerBit közli a kóddal, hogy melyik érzékelőt érintették. Ezt hívják érintésérzékelő eseménynek.

A kód speciális blokkokkal reagálhat az érintésérzékelő eseményeire, az úgynevezett eseménykezelőkre.

Ha megnézi a leckéhez tartozó kódpéldát, nézze meg, felismeri -e az érintéses események eseménykezelőit.

6. lépés: LED

A MakerBit+R kezdő készlet szalagkábeleket biztosít, amelyek LED -je már telepítve van. Ezeket igazán könnyű használni.

Válassza ki a kábelt a piros LED -ekkel.

Ezután keresse meg a MakerBit+R nagy, fekete aljzatát, amely a legközelebb van a kék foglalathoz. Ez a fekete foglalat P11 -től P16 -ig jelölt csapokkal rendelkezik.

Nyomja be a szalagkábel fekete dugóját ebbe az aljzatba.

Vizsgálja meg a szalagkábel széleit. Keresse meg azt az oldalt, amelyen kívül barna vezeték van.

Ez a barna vezeték a P16 érintkező által vezérelt LED -hez megy. A kód ezt a LED -et fogja használni a visszaszámlálás befejezéséhez.

Készítsen egy kis lyukat a kartonba vagy a dobozba, hogy illeszkedjen a LED -hez. Nyomja át a LED -et hátulról, majd rögzítse valamilyen szalaggal.

Előfordulhat, hogy enyhén le kell húznia a barna+piros drótpárt a szalagkábel oldaláról, amíg meg nem lazítja a vezetéket ahhoz, hogy rugalmas legyen.

7. lépés: Külső akkumulátor

Készítse elő az akkumulátort és az akkumulátor csatlakozóját. Az akkumulátor hordozhatóvá teszi az időzítőt!

A 9 voltos akkumulátort csatlakoztathatja a MakerBit kerek, külső hálózati aljzatához az időzítő áramellátásához, ha az nincs csatlakoztatva a számítógéphez.

Az LCD kijelzőnek és az MP3 lejátszónak valóban szüksége van az akkumulátor által biztosított nagyobb feszültségre.

Próbálja meg csatlakoztatni az akkumulátort, hogy lássa -e a MakerBit és a micro: bit fényeit.

8. lépés: Tegye az időzítőt egy dobozba

Az újratervezett kartondoboz szép házat képezhet az időzítő számára.

Szüksége lehet egy kis ragasztóra, némi építőpapírra és egy kis fantáziára.

A képen minden látható egy dobozban.

9. lépés: Bugle hívás kezdeményezése az MP3 lejátszón

Ezen a linken egy nagyon szép hadsereg bugle hívások gyűjteménye érhető el online.

A szerző letöltött egy MP3 hangfájlt egy bugle -ről, amely a „Mess Call” -t játssza le, így a katonák tudják, hogy az étel kész. Jó választásnak tűnt a konyhai időzítő számára.

A projekthez illusztrált MP3 készlet opcionálisan megvásárolható a MakerBit.com webhelyen. A készlet tartalmazza az MP3 lejátszót, a microSD memóriakártyát, a memóriakártya USB adapterét, egy erősített hangszórót és egy töltőkábelt a hangszóróhoz.

Keresse meg a microSD -kártyát, és helyezze be az USB -adapterbe. Csatlakoztassa ezt a számítógéphez. Hozzon létre egy „04” nevű mappát. Ez nulla-négy. Nyissa meg a mappát.

Mentse ebbe a mappába azt az MP3 fájlt, amelyet az időzítőnek le kell játszania. Módosítsa a fájlnevet, hogy az egy 3 számjegyű számmal kezdődjön. Például: „001_MessCall.mp3”.

Vegye ki a memóriakártyát és az adaptert a számítógépről. Vegye ki a memóriakártyát az adapterből. Helyezze be a kártyát az MP3 lejátszóba. Nyomja be a vevőkészülékbe, amíg a helyére nem kattan és nem marad.

Az időzítő kódja kiválaszthatja és lejátszhatja a kívánt fájlt a mappa és a fájl száma alapján. Ebben a példában ez a 4. mappa és az 1. fájl lesz.

Sokféle MP3 hangfájlt játszhat le az időzítőjében, ha a microSD-kártyára így menti őket: 2 számjegyű mappákban, amelyek fájlnevei 3 számjegyű számokkal kezdődnek.

10. lépés: Fogja meg a kódot

A MakeCode segítségével fogja meg a kódot, és helyezze be a micro: bitbe.

A MakeCode böngészőalapú, és ingyenesen elérhető online. Kifejezetten a micro: bit számára tervezték. Számos modern webböngészővel működik, amelyek ChromeBooks, Mac, Windows és még néhány Linux számítógépen is futnak.

Kattintson erre a linkre a MakeCode megnyitásához böngészőjében.

Ennek a projektnek a tényleges kódja automatikusan bekerül a munkába.

A képernyőnek az alábbi képen kell kinéznie.

11. lépés: Töltse fel a kódot a Micro: bitre

Az alábbi képek sarkában számok találhatók, amelyek végigvezetik a folyamaton.

1. Csatlakoztassa a micro: bitet a számítógéphez az USB -kábellel.
2. Ellenőrizze a számítógép fájlrendszerét, hogy a MICROBIT megjelenik -e a tárolóeszközök listájában. A cikkhez tartozó fotó így néz ki egy Chromebookon.
3. Kattintson a Mentés gombra a MakeCode -ban. A fényképen egy nyíl látható, amely a gombra mutat.
4. A számítógép megkérdezi, hová szeretné menteni a programot. Keresse meg a MICROBIT tárolóeszközt, és nyissa meg. Kattintson a Mentés gombra.
5. A micro: bit jelzőfénye gyorsan villog a kód feltöltése közben. A számítógép képernyőjén üzenetek jelenhetnek meg a haladásról. Amikor a feltöltés befejeződött, távolítsa el a MICROBIT eszközt a fájlrendszerből. Ezután húzza ki az USB -kábelt.
6. Csatlakoztassa az akkumulátort a MakerBit -hez. Élvezze az időzítőt!

Egyébként dönthet úgy, hogy elmenti a kódot a számítógépére, majd feltölti a fájl másolatát a micro: bitre.

Az extra lépés előnye, hogy a kódfájlt vissza tudja importálni a MakeCode -ba a számítógépről, de nem a micro: bitből.

12. lépés: Tanulmányozza a kódot

Nyissa meg a MakeCode -ot egy böngészőben az időzítő kódjának betöltésével, a 10. lépésben leírtak szerint.

Helyezze a számítógép egérmutatóját egy kódblokkra, és hagyja ott rövid ideig pihenni.

Egy kis üzenet jelenik meg, amely információkat tartalmaz a blokkról.

Tudod követni az események sorrendjét? Tipp: az „indításkor” mondatban kezdődik. Ezután a „clearTheTimer” nevű blokkra ugrik. Ezt követően az „örökre” nevű blokkra ugrik. Mi történik ezután?

Próbálja megérinteni az időzítő gombjait a kód tanulmányozása közben.

Úgy tűnik, hogy a kód mely részei aktiválódnak, ha megérint egy gombot? Miért? Meg tudja jósolni, hogy a gomb mit fog tenni, ha megnézi a kódot?

Az olvasás megtanulása elengedhetetlen része az írástanulásnak. Azok a tanulók, akik megtanulnak kódot írni, hasznot húzhatnak mások által írt kód elolvasásából.

Jó módja annak, hogy tesztelje a kódolási ismereteit, ha megváltoztat valamit az időzítő kódjában.

Megjósolja, hogy a módosítás hogyan befolyásolja az időzítő működését. Ezután töltse fel a módosított kódot a micro: bit -re, és nézze meg, mi történik!

Valószínűleg hibázni fog. Rendben van. Mindenki csinálja. Szinte minden kódolási projekt hibakeresésnek nevezett fázison megy keresztül, ami alapvetően a hibák keresését és javítását jelenti.

Mindig újrakezdheti a kódot, amelyről tudja, hogy működik. Csak kattintson a linkre a 10. lépésben a kód újbóli letöltéséhez.

13. lépés: Gyakran ismételt kérdések

Miért van szétválasztva a kód részekre?

Minden rész csak egy feladatot lát el.

Az egyes feladatok kódja csak egyszer írható.

A részek leíró nevekkel segítik az embereket a kód elolvasásában.

Az időzítő aktiválja a kódrészeket név szerint, amikor el kell végeznie a kódrész által elvégzett feladatot. Ezt úgy hívják, hogy „eljárást” hívnak.

Hogyan teszi lehetővé a számítás az időzítő működését?

Az időzítő háromféle módon használja a számítást.

Adjon hozzá időt, amikor a felhasználó megérint egy érintési pontot az időzítő beállításához. Vonja ki az időt, miután a felhasználó megérintett egy érintési pontot az időzítő elindításához. A másodpercek számát órákká, percekké és másodpercekké alakíthatja át a megjelenítéshez. Az „örökké” eljárás kivonással kétféleképpen méri az időt.

Ellenőrizze a micro: bitet, hogy megtudja, mikor telt el egy másodperc. Vonjon le 1 -et a visszaszámlálásból minden másodperc elteltével, amíg a visszaszámlálás eléri a nullát. Az „addSeconds” eljárás kiegészítéssel növeli a visszaszámlálást, miután a felhasználó órákig, percekig vagy másodpercekig lenyomja az egyik érintőtűt.

A „showTimeRemaining” eljárás egész számmegosztással alakítja át a visszaszámlálást az ember számára könnyebben érthető időkijelzővé.

Milyen más kódolási technikákat használnak a kódban?

A leíró változónevek segítenek az embereknek megérteni, hogy a kód hogyan kezel bizonyos tényeket.

A változó egyszerűen egy olyan névhez fűződő név, amelyet a micro: bit tárol a memóriájában.

A tények lehetővé teszik az időzítő számára, hogy nyomon kövesse, mit akar a felhasználó.

Egy eljárás megváltoztathatja a változóhoz csatolt értéket. Az új érték más eljárásban is használható.

A logikai blokkok igaz vagy hamis tényeket értékelnek. Az időzítő így tudja a tények alapján meghatározni a helyes cselekvést.

Igaz vagy hamis tény lehet két szám összehasonlításának eredménye. A számok egyenlők? Az egyik szám nagyobb, mint a másik? Vagy kevesebb?

A kód a változóhoz igaz vagy hamis értéket is csatolhat.

Egy eljárás megváltoztathatja egy igaz vagy hamis változó értékét, hogy megváltoztassa egy másik eljárás működését. Így a T5 eseménykezelő ebben a kódban kikapcsolja a riasztást a soundTheAlarm elnevezésű eljárásban.

A logikai blokkok egyszerűek lehetnek: ha egy érték vagy összehasonlítás igaz, akkor tegyen valamit; különben ne csinálj semmit.

A logikai blokkok összetettek lehetnek: ha egy érték vagy összehasonlítás igaz, akkor tegyen egy dolgot; máskülönben (másképp), tegyen mást.

A logikai blokkokba más logikai blokkok is beágyazódhatnak.

Néha több logikai blokk sorozata is sorba kerül, amikor ki kell értékelni egy tényt és kiválasztani a megfelelő műveletet.

Miért használja az „örökkévaló” blokk a 995 -ös számot?

A kód 995 jelzi, hogy egy másodperc eltelt.

A micro: bit automatikusan növeli a "futási idő" nevű változót másodpercenként körülbelül 1000 -szer. Nem pontosan ezer, de közel van.

A példa felépítéséhez használt tényleges micro: bit kísérlet azt találta, hogy átlagosan megközelítette a 995 -öt.

Ez a kód megegyezik a megfigyelt átlaggal. Megvárja, hogy a futási idő értéke 995 -tel növekedjen, mielőtt a logikai blokkokon keresztül elindul, hogy kivonjon egy másodpercet a visszaszámlálásból.

Hogyan tervezne egy kísérletet annak megállapítására, hogy a micro: bit milyen gyorsan frissíti a futási idő változót? Mennyi ideig kell futtatnia a kísérletet, hogy magabiztos legyen a felfedezésében?

Ön az időmérő mérnöke. Ez azt jelenti, hogy Ön az egyetlen, aki eldöntheti, hogy a 995 másik értékre való módosítása pontosabbá teszi -e az időzítőt.

Hogyan lehetne az időzítőt úgy módosítani, hogy valami más legyen, csak a kód megváltoztatásával?

Ha az összeszerelt alkatrészeket változatlanul tartja, a kód néhány módosítása az időzítőt más termékké alakíthatja.

Stopperóra

A „Start-Stop” érintésérzékelő a várt módon működne. A „Clear” érintésérzékelő is.

Az érintésérzékelők órákra, percekre és másodpercekre nincsenek szükségük.

Az „örökkévaló” eljárás felfelé, nem pedig lefelé változna.

Fejlett módosítás lenne az idő mérése és megjelenítése 1/10 másodperces lépésekben.

Asztali óra

A „Start-Stop” érintésérzékelő „Set” gombként fog működni.

Az érintésérzékelők órákig, percekig és másodpercekig a várt módon működnének, minden változtatás nélkül.

Az „örök” eljárást felfelé kell számolni, nem pedig lefelé.

Ezenkívül az „örökkévaló” eljárásnak szüksége lenne egy számításra ahhoz, hogy éjfélkor „nullára guruljon”.

A „Clear” érintésérzékelőre nincs szükség. Ennek ellenére új funkciót kaphat.

Előrehaladott módosítás lehet az érintőérzékelő használata módválasztó vezérlőként. Váltson a 24 órás, katonai stílusú kijelző és a hagyományos, 12 órás kijelző között reggel és délután. hozzá a kijelzőhöz.

Ébresztőóra

Ebben az esetben a „Törlés” érintésérzékelő „Riasztás” vezérlőre cserélhető.

További változókra lehet szükség az új tények nyomon követéséhez, például, hogy a riasztás mikor szól, és hogy a felhasználó engedélyezte vagy letiltotta a riasztást.

Érdekes lenne látni, hogy a különböző tanulók hogyan közelíthetik meg ezt a módosítást különböző módon.

Irányítsd a világot

A MakerBit -en keresztül további érzékelőket lehet hozzáadni, hogy az óra érzékelje az olyan eseményeket, mint a mozgás, a zaj vagy az ajtónyitás és -csukódás.

Az óra dönthet úgy, hogy riasztást ad, ha az eseményeket bizonyos időszakokban észleli.

Hasonlóképpen, az óra segítségével külső eszközök is engedélyezhetők vagy letilthatók az idő alapján. Az egyik példa lehet egy elektronikus ajtózár, amely a MakerBit csapjára van csatlakoztatva.