A mund t'ju kujtojë një MakerBit të kontrolloni ujin nën pemën tuaj të Krishtlindjes?: 7 hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:22

Një pemë e prerë e freskët është një dekorim tradicional i festave në shumë shtëpi. Essentialshtë thelbësore ta mbani atë të furnizuar me ujë të freskët. A nuk do të ishte mirë të kishit një zbukurim që mund t'ju ndihmojë të kujtoni që të kontrolloni ujin nën pemën tuaj?

Ky projekt është pjesë e një serie që tregon se si funksionojnë pajisjet me aftësi llogaritëse në jetën tonë të përditshme. Ai përdor një MakerBit për të demonstruar sesi një detektor i thjeshtë i nivelit të ujit mund të tregojë një nivel të ulët uji me drita në një zbukurim në formë peme. Hapat që ndoqëm tregohen më poshtë.

Kujdes: Ky është vetëm një demonstrim i një koncepti. Asambleja e treguar këtu nuk është projektuar ose synuar për të parandaluar tharjen e një peme të vërtetë. Para se të vendosni nëse do të përdorni ndonjë sensor të nivelit të ujit me një pemë të vërtetë, duhet të lexoni njoftimin e sigurisë më poshtë, në Hapin 6.

Hapi 1: Mblidhni Komponentët

• MakerBit+Roger Wagner's
• kontrollues mikro: pak (Kontrolluesi aktual përfshihet në çantën e nisjes MakerBit+R. Aksesori i kutisë plastike i treguar në mikro: bit shitet veçmas. Për shembull, kjo lidhje tregon një të shitur në Amazon.)
• Kabllo fjongo (e përfshirë)
• Lidhës baterie 9 volt (i përfshirë)
• Bateri 9v (e përfshirë, por edhe lehtësisht e disponueshme)
• Sensori i ujit (Toni erdhi në çantën Elegoo 37-Sensors. E disponueshme veç e veç në internet.)
• 3 tela kërcyes me kontaktet femra në të dy skajet. (e perfshire)
• Disa LED (të përfshira; treguar në fotot e tjera, më poshtë)

Hapi 2: Lidhni gjithçka

A. Lidhjet MakerBit

Shtyjeni mikro: bit në MakerBit. Ju do të keni nevojë për kabllon USB që vjen me të për t'u lidhur me kompjuterin tuaj për qëllime programimi. Pasi ta programoni, mund ta përdorni pajisjen vetëm me baterinë 9 volt.

Lidheni kabllon e përzier me shirit LED në kokën e prizës së zezë për LED 11-16. Lidheni lidhësin me 3 fole të tre telave të kërcyesit në shtyllat e zeza, të kuqe dhe të bardha në kokën e kunjit, në rreshtin e etiketuar A0. E zeza është për GND (terren), e kuqe për +5v, dhe e bardhë për "sinjal", i cili do të jetë pin analoge 0).

Nuk është ende koha për të lidhur baterinë, por fotografia e dytë tregon se ku do të shkojë.

B. Lidhni sensorin e lagështisë

Skajet e tjera të telave duhet të kalojnë në tre kunjat e sensorit në një mënyrë specifike, siç tregohet në foton e tretë. Lidhni kunjin e etiketuar "S" me postimin e bardhë në MakerBit. Lidhni kunjin "+" me postimin e kuq. Së fundi, lidhni pinin " -" me postën e zezë. Ne përdorëm tela me të njëjtën ngjyrë si shtyllat, për të ndihmuar në mbajtjen e rendit të mirë.

C. Futni LED -të në kabllon e shiritit

Ne përdorim 4 drita: një të kuqe, një të verdhë, dy jeshile. Vini re se çdo LED ka dy kunja. Një kunj është më e shkurtër se tjetra. Kushtojini vëmendje kunjit të shkurtër. Shkon në lidhësin në anën që ka trekëndëshin e vogël.

Kodi në këtë projekt përdor katër lidhje në mes të kabllit, ato për kunjat 11, 12, 13 dhe 14. Shqyrtoni etiketat nga priza e zezë në MakerBit, për të parë se cila palë kunja shkon me secilin numër pin Me Pastaj studioni kabllon për të parë se si lidhen telat me kunjat. Këshillë: çifti bardh e zi lidhet me kunjin 12. Fotografitë tregojnë se cilat tela të përdorni.

Fotografia e pestë tregon gjithçka të lidhur dhe gati për të shkuar.

Hapi 3: Kuptoni Planin

Sensori i ujit në këtë projekt ka një rrjetë të kontakteve elektrike që të gjitha mbahen vetëm pak larg njëri -tjetrit. Kur thahet, është si një ndërprerës i hapur. Kur laget, uji përcjell energji elektrike midis kontakteve. Sa më thellë të bëhet, aq më shumë kontakte bëhen të lagura dhe në gjendje të përcjellin energji elektrike. Në këtë mënyrë, sensori mund të tregojë nivelin e ujit si një rezistencë ndaj rrjedhës së energjisë elektrike që rritet ose zvogëlohet me ndryshimin e thellësisë. Ekziston një qark i thjeshtë shtesë në sensor që amplifikon ndjeshmërinë e detektorit ndaj lagështirës dhe raporton sasinë e lagështisë në pinin analog të mikro: bit (përmes MakerBit) si një numër.

Zero do të thotë se sensori është i thatë, domethënë ka rezistencën më të madhe. Një numër më i madh se zero do të thotë se sensori zbulon ujin. Sa më i thellë uji, aq më i madh numri. Ne i ndezim dritat me rritjen e numrit dhe i fikim kur ulet numri.

Testet tona treguan se leximi i sensorit rritet dhe zvogëlohet siç pritej në përgjigje të ndryshimeve në nivelin e ujit. Ai bëhet më i ndjeshëm kur uji bie poshtë dhe tregon shumë qartë kur është i thatë. Kjo siguron informacion të mjaftueshëm për të formuar një ide të përgjithshme të situatës së ujit. Ne nuk do të mbështetemi në këtë sensor për të matur me saktësi një nivel uji të thellë. Fatmirësisht, ne nuk kemi nevojë të dimë thellësinë e saktë për qëllimet tona.

Një ekran i thjeshtë me katër LED mund të na tregojë kur pema mund të ketë nevojë për më shumë ujë. E jona ka një LED të kuq në bazë, pastaj një të verdhë, në krye me dy të gjelbërta. Plani është që këto drita të ndizen dhe fiken ndërsa niveli i ujit nën pemë shkon lart e poshtë. E gjelbër tregon se uji është i pranishëm. E verdha sugjeron ujë të ulët. E kuqja do të thotë e thatë.

Hapi 4: Ndërtoni ekranin

Kjo pjesë është lënë në imagjinatën tuaj. Ne do të tregojmë se çfarë kemi bërë. Ju mund të përdorni një kartolinë të vjetër përshëndetëse ose pothuajse çdo gjë.

Prerë një pemë të vogël dhe hapni vrima për të mbajtur katër LED. Shtyjeni LED -in nga pas zbukurimit, por jo deri në fund, deri në buzë në bazën e LED. Mbajini LED -et në vend me pak shirit në anën e pasme. Shikoni këtë lidhje për detaje të dobishme se si të instaloni LED.

Hapi 5: Kodi

Redaktori i stilit të bllokut në internet MakeCode punon shumë mirë për këtë projekt. Fotografia tregon një pamje të kodit.

Mund ta hapni redaktorin në një dritare të shfletuesit, me kodin e ngarkuar tashmë gati për redaktim, duke përdorur këtë lidhje: https://makecode.microbit.org/#pub:_H5h9T7KasE46. Çfarë bën kodi?

Në seksionin Start, ai i thotë mikro: bit të mos përdorë ekranin e tij të integruar LED. Ky udhëzim na çliron kunjat dixhitale për t'i përdorur në projektin tonë. Pastaj ndez LED -in e kuq (kunja 11) ndërsa fikni tre LED -të e tjerë.

Në pjesën Përgjithmonë, lexon vlerën numerike që vjen nga sensori në kunjin 0. Pastaj një seri blloqesh "Nëse … Pastaj" e krahason këtë vlerë me konstante (disi arbitrare) të përcaktuara në mënyrë eksperimentale duke e zhytur sensorin brenda dhe jashtë ujit. Mos ngurroni të eksperimentoni më tej me vlera të ndryshme për këto konstante.

Ndërsa vlera e sensorit bëhet më e madhe, programi ndez më shumë LED. Ndërsa vlera bëhet më e vogël, i fik ato.

Practiceshtë praktikë e mirë e kodimit të përfshijë një bllok pauzë në një lak përgjithmonë. Pushimi i jep mikro: bit një mundësi për të punuar në gjëra të tjera për një kohë të shkurtër. Ky kod ndalon për 1, 000 milisekonda, e barabartë me një sekondë, që do të thotë se ne po kontrollojmë nivelin e ujit 60 herë në minutë.

Përdorni redaktorin MakeCode për të përpiluar kodin, pastaj ngarkojeni atë në MakerBit. Kjo lidhje lidhet me udhëzuesin zyrtar se si ta bëni këtë.

Hapi 6: Shikojeni !!

Lidheni baterinë me MakerBit dhe vendoseni sensorin në pak ujë. Kini kujdes të vendosni vetëm fundin me shiritat metalikë në ujë. Mbani përbërësit elektronikë të thatë në fund ku lidhen telat.

LEXONI K NOTT NJOFTIM PR SIGURIN: Një pemë e thatë është një rrezik zjarri. Mund të marrë zjarr dhe të djeg shtëpinë tuaj. Ju nuk duhet të mbështeteni vetëm në një sensor të nivelit të ujit për të vendosur kur pema juaj ka nevojë për ujë. Asambleja e përshkruar në këtë artikull është vetëm për qëllime ilustruese, që synon të tregojë sesi sensorët e nivelit të ujit mund të funksionojnë në përdorim të përditshëm. Sidoqoftë, pajisjet si kjo nuk mund të mbrojnë një pemë kundër tharjes. Ju ende do të keni nevojë të kontrolloni pemën tuaj vizualisht dhe të mbani një vëzhgim të sigurt në çdo kohë për të siguruar që pema juaj të ketë ujin që i nevojitet.

Vendoseni sensorin në rezervuarin nën pemën tuaj dhe vendosni ekranin ku mund ta shihni. Kur kontrolloni rregullisht pemën tuaj, vini re se si ndryshojnë LED -të ndërsa ndryshon niveli i ujit. Informacioni mund t'ju ndihmojë të mësoni se si funksionojnë sensorët dhe mund t'ju ndihmojë të kujtoni që të kontrolloni ujin nën pemën tuaj.

Hapi 7: Për Edukatorët: Sfidat STEAM dhe Standardet e Sugjeruara

SFIDAT E STEAMIT

Sfida e krijuesit: zgjasni telat që shkojnë në ekran, kështu që në të vërtetë mund t'i varni më lart në një pemë të vërtetë.

Sfida e mjeteve: njihuni me MakerBit tuaj! Ju mund të lidhni LED me cilindo nga kunjat dixhitale të MakeBit duke përdorur prizat dhe kabllon të bashkangjitur në lidhësin e kutisë së zezë të MakerBit. Ky shembull përdori numrat 11 deri në 14. A mund të ndryshoni konfigurimin dhe kodimin për të përdorur kunja të ndryshëm, të themi, numrat 5 deri në 8?

Sfida shkencore: Hetoni sjelljen e sensorit. Bëni eksperimentet e mëposhtme.

1. Thani sensorin tërësisht, pastaj futeni në ujë në hapa të matur, për shembull një milimetër në të njëjtën kohë. Regjistroni thellësinë në të cilën ndizet çdo dritë.
2. Thani sensorin përsëri me kujdes. Pastaj zhyteni në ujë deri në majë të shiritave metalikë. Tërhiqeni atë në hapa të matur, të tilla si një milimetër në të njëjtën kohë. Regjistroni thellësinë në të cilën fiket çdo dritë.
3. Vlerësoni të dhënat që keni mbledhur. A i përgjigjen dritat të njëjtit nivel uji në të dy drejtimet? Nëse numrat nuk përputhen, bëni një listë të shpjegimeve të mundshme për sjelljen që vëzhgoni.

Sfida matematikore: Llogaritni numrin e milisekondave që do t’ju duheshin vënë në bllokun e pauzës në mënyrë që të kontrolloni ujin vetëm një herë në minutë, ose një herë në orë.

Sfida inxhinierike: Mendoni për mënyra të ndryshme që kjo pajisje mund të përdoret. A do të kishte rëndësi një ndryshim në leximet që rezultojnë nga drejtimi i zhytjes në aplikimin aktual të kësaj pajisjeje? Pse ose pse jo?

Sfida teknike: priza e rrumbullakët në MakerBit ju lejon të lidhni një burim energjie të rrymës direkte nga gjashtë deri në dymbëdhjetë volt. Bateria e vogël nëntë volt nuk mund të zgjasë një kohë të gjatë. Me cilin burim tjetër energjie mund të lidheni për të mbajtur sensorin e ujit në punë të vazhdueshme?

Sfida e kodimit: si do ta ndryshonit kodin në mënyrë që të ndizet vetëm një LED: jeshile, e verdhë ose e kuqe në varësi të nivelit të ujit? Si ndryshon sjellja e ekranit nëse ndryshoni konstantet në kod?

Sfida arti: dekoroni zbukurimin e ekranit, ose dizajnoni diçka tjetër që duket krejtësisht ndryshe! Testi i një dizajni të mirë të ekranit është se e bën informacionin të qartë.

STANDARDET

NGSS (Standardet e Shkencës të Gjeneratës tjetër)

4-PS3-4. Aplikoni ide shkencore për të hartuar, testuar dhe përsosur një pajisje që konverton energjinë nga një formë në tjetrën.

ISTE

4a Studentët njohin dhe përdorin një proces të qëllimshëm të projektimit për gjenerimin e ideve, testimin e teorive, krijimin e objekteve novatore ose zgjidhjen e problemeve autentike.

5b Studentët mbledhin të dhëna ose identifikojnë grupet përkatëse të të dhënave, përdorin mjete dixhitale për t'i analizuar ato dhe përfaqësojnë të dhënat në mënyra të ndryshme për të lehtësuar zgjidhjen e problemeve dhe vendimmarrjen.