Kas MakerBit võib teile meelde tuletada oma jõulupuu all oleva vee kontrollimist?: 7 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:48

Värskelt lõigatud puu on paljudes kodudes traditsiooniline pühadekaunistus. On hädavajalik, et see oleks värske veega varustatud. Kas poleks tore omada kaunistust, mis aitaks meelde tuletada, kuidas oma puu all vett kontrollida?

See projekt on osa sarjast, mis näitab, kuidas arvutusvõimelised seadmed meie igapäevaelus töötavad. See näitab MakerBit'i, et näidata, kuidas lihtne veetaseme andur võib näidata madalat veetaset koos puukujulise ornamendi tuledega. Allpool on toodud sammud, mida me järgisime.

Ettevaatust: see on ainult kontseptsiooni demonstratsioon. Siin näidatud koost ei ole mõeldud ega mõeldud tõelise puu kuivamise vältimiseks. Enne kui otsustate, kas kasutada mõnda veetaseme andurit koos pärispuuga, lugege allolevat ohutusalast teadet, 6. sammu.

Samm: koguge komponendid

• Roger Wagneri MakerBit+R.
• micro: bit kontroller (Tegelik kontroller on kaasas MakerBit+R stardikomplektiga. Micro: bitil näidatud plastkorpuse lisatarvikut müüakse eraldi. Näiteks näitab see link Amazonis müüdavat.)
• Lindi kaabel (kaasas)
• 9-voldine aku pistik (kaasas)
• 9v aku (kaasas, kuid ka kergesti kättesaadav)
• Veeandur (Meie omad olid Elegoo 37-andurite komplektis. Internetis eraldi saadaval.)
• 3 džemprijuhet, mille mõlemas otsas on naissoost kontaktid. (kaasas)
• Mõned LED -id (komplektis; näidatud teistel fotodel allpool)

2. samm: ühendage kõik üles

A. MakerBiti ühendused

Lükake micro: bit MakerBiti. Programmeerimise eesmärgil arvutiga ühendamiseks vajate kaasasolevat USB -kaablit. Pärast selle programmeerimist saate seadet kasutada ainult 9-voldise akuga.

Ühendage LED-lindi kaabel LED-ide 11-16 musta pesa päisesse. Ühendage kolme pistikjuhtme 3-pistikupesa tihvti päise mustade, punaste ja valgete postide külge real A0. Must on GND (maa), punane +5 V ja valge signaali jaoks, mis on analoogpulk 0).

Aku ühendamiseks pole veel aeg, kuid teine foto näitab, kuhu see läheb.

B. Ühendage niiskusandur

Juhtmete teised otsad peavad konkreetsel viisil minema anduri kolme tihvti külge, nagu on näidatud kolmandal fotol. Ühendage tihvt, millel on tähis „S”, MakerBiti valge posti külge. Ühendage “+” tihvt punase postiga. Lõpuks ühendage “-” tihvt musta postiga. Hea korra tagamiseks kasutasime postidega sama värvi juhtmeid.

C. Sisestage valgusdioodid lintkaablisse

Me kasutame 4 tuld: üks punane, üks kollane, kaks rohelist. Pange tähele, et igal LED -il on kaks tihvti. Üks tihvt on lühem kui teine. Pöörake tähelepanu lühikesele tihvtile. See läheb väikese kolmnurga küljel asuvasse pistikusse.

Selle projekti kood kasutab nelja pistikut kaabli keskel, nööpnõelte 11, 12, 13 ja 14. Uurige silte MakerBiti musta pesa järgi, et näha, milline tihvtide paar iga tihvti numbriga käib. Seejärel uurige kaablit, et näha, kuidas juhtmed on tihvtidega seotud. Vihje: must-valge paar ühendatakse tihvtiga 12. Fotod näitavad, milliseid juhtmeid kasutada.

Viies foto näitab, et kõik on ühendatud ja kasutamiseks valmis.

3. samm: saate plaanist aru

Selle projekti veeanduril on elektriliste kontaktide võrk, mida hoitakse üksteisest veidi eemal. Kuivana on see nagu avatud lüliti. Kui vesi on märg, juhib vesi kontaktide vahel elektrit. Mida sügavamale see läheb, seda rohkem muutuvad kontaktid märjaks ja suudavad elektrit juhtida. Nii saab andur näidata veetaset kui takistust elektrivoolule, mis sügavuse muutudes suureneb või väheneb. Anduril on mõned lihtsad täiendavad lülitused, mis võimendavad detektori tundlikkust niiskuse suhtes ja teatavad niiskuse koguse mikro: biti analoogpistikule (MakerBiti kaudu) numbrina.

Null tähendab, et andur on kuiv, st sellel on suurim takistus. Nullist suurem arv tähendab, et andur tuvastab vett. Mida sügavam vesi, seda suurem arv. Me lülitame tuled sisse, kui arv kasvab, ja kustutame need, kui arv väheneb.

Meie testid näitasid, et andurite näit suureneb ja väheneb ootuspäraselt veetaseme muutuste tõttu. See muutub tundlikumaks, kui vesi langeb madalale ja näitab väga selgelt, kui see on kuiv. See annab piisavalt teavet, et luua üldine ettekujutus veeolukorrast. Me ei loodaks sellele andurile, et sügavat veetaset täpselt mõõta. Õnneks ei pea me oma eesmärkide jaoks täpset sügavust teadma.

Lihtne ekraan nelja LED -iga annab meile teada, millal puu võib vajada rohkem vett. Meie põhjas on punane LED, seejärel kollane, millele lisanduvad kaks rohelist. Plaan on need tuled sisse ja välja lülitada, kui puu all olev veetase tõuseb üles ja alla. Roheline näitab vett. Kollane viitab madalale veele. Punane tähendab kuiva.

Samm: ehitage ekraan

See osa jääb teie kujutlusvõimele. Näitame, mida tegime. Võite kasutada vana õnnitluskaarti või peaaegu kõike.

Lõika välja väike puu ja torka augud nelja LED -i hoidmiseks. Lükake LED -i ornamendi tagant läbi, kuid mitte lõpuni, vaid kuni LED -i aluse huuleni. Hoidke valgusdioodid paigal, teibi tagaküljel. Sellelt lingilt leiate teavet LED -ide paigaldamise kohta.

Samm: kood

MakeCode'i veebiploki stiilis toimetaja töötab selle projekti jaoks väga hästi. Pildil on koodi ekraanipilt.

Redaktori saate avada brauseriaknas, kui kood on juba laaditud muutmiseks valmis, kasutades seda linki: https://makecode.microbit.org/#pub:_H5h9T7KasE46. Mida kood teeb?

Jaotises Start öeldakse mikro: bitile, et ta ei kasuta sisseehitatud LED-ekraani. See juhis vabastab digitaalsed tihvtid meie projektis kasutamiseks. Seejärel lülitab punase LED -i sisse (tihvt 11), samal ajal kui ülejäänud kolm LED -i välja lülitatakse.

Jaotises Igavesti loeb see numbrilist väärtust, mis pärineb tihvti 0 andurilt. Seejärel seeria "Kui … Siis" plokke võrdleb seda väärtust (mõnevõrra suvaliste) konstantidega, mille me katseliselt määrasime, kastes anduri vette ja vette. Võite vabalt katsetada nende konstantide erinevate väärtustega.

Kui anduri väärtus suureneb, lülitab programm sisse rohkem LED -e. Kui väärtus muutub väiksemaks, lülitab see need välja.

Hea kodeerimistava on lisada pausiplokk igavesesse ahelasse. Paus võimaldab micro: bitil lühikest aega muude asjadega tegeleda. See kood peatub 1 000 millisekundiks, mis võrdub ühe sekundiga, mis tähendab, et kontrollime veetaset 60 korda minutis.

Kasutage koodi koostamiseks MakeCode redaktorit ja laadige see seejärel MakerBiti. See link ühendab ametliku juhendiga, kuidas seda teha.

Samm: kontrollige seda !

Ühendage aku MakerBitiga ja asetage andur vette. Pange ettevaatlikult vette ainult metallribadega ots. Hoidke elektroonilised komponendid juhtmete ühendamise otsas kuivana.

LOE SEE OHUTUSMÄRKUS: Kuiv puu on tuleohtlik. See võib süttida ja teie maja maha põletada. Te ei tohiks loota ainult veetaseme andurile, et otsustada, millal teie puu vajab vett. Käesolevas artiklis kirjeldatud koost on ainult illustratiivne ja mõeldud näitamaks, kuidas veetaseme andurid igapäevases kasutuses toimivad. Sellised seadmed ei suuda aga puud kuivamise eest kaitsta. Peate ikkagi oma puud visuaalselt kontrollima ja alati vaatama, et teie puul oleks vajalik vesi.

Asetage andur oma puu alla mahutisse ja seadke ekraan, kus seda näete. Puu regulaarsel kontrollimisel pange tähele, kuidas LED -id muutuvad veetaseme muutumisel. See teave võib aidata teil õppida, kuidas andurid töötavad, ja võib meelde tuletada, et peaksite oma puu all olevat vett kontrollima.

7. samm: koolitajatele: STEAM -i väljakutsed ja soovitatud standardid

AURU VÄLJAKUTSED

Tegija väljakutse: pikendage ekraanile minevaid juhtmeid, nii et saate selle tõelise puu külge kõrgemale riputada.

Tööriista väljakutse: tutvuge oma MakerBitiga! Saate ühendada LED -id ükskõik millise MakeBiti digitaalse kontaktiga, kasutades pistikupesasid ja kaablit, mis on kinnitatud MakerBiti musta kasti pistiku külge. Selles näites kasutati numbreid 11 kuni 14. Kas saate seadistust ja kodeeringut muuta, et kasutada erinevaid tihvte, näiteks numbreid 5 kuni 8?

Teaduslik väljakutse: uurige anduri käitumist. Tehke järgmised katsed.

1. Kuivatage andur põhjalikult ja sisestage see mõõdetud sammudega vette, näiteks üks millimeeter korraga. Salvestage iga valguse sisselülitamise sügavus.
2. Kuivatage andur uuesti põhjalikult. Seejärel sukeldage see vette metalltriipude ülaosa lähedusse. Tõmmake see mõõdetud sammudega, näiteks üks millimeeter korraga. Salvestage sügavus, mille juures iga tuli kustub.
3. Hinnake kogutud andmeid. Kas tuled reageerivad samale veetasemele mõlemas suunas? Kui numbrid ei kattu, tehke loetelu võimalikest selgitustest teie käitumise kohta.

Matemaatikaülesanne: arvutage millisekundite arv, mille peate pausiplokki panema, et kontrollida vett vaid üks kord minutis või kord tunnis.

Tehniline väljakutse: mõelge erinevatele viisidele, kuidas seda seadet kasutada. Kas selle seadme tegelikul kasutamisel oleks keelekümblussuunast tulenevate näitude erinevus oluline? Miks või miks mitte?

Tehniline väljakutse: MakerBiti ümmargune pistik võimaldab ühendada alalisvoolu toiteallika kuue kuni kaheteistkümne voltiga. Väike üheksa-voldine aku ei pruugi kaua vastu pidada. Millist muud toiteallikat saaksite ühendada, et veeandur pidevalt töötada?

Kodeerimisülesanne: kuidas muudaksite koodi nii, et süttib ainult üks LED: roheline, kollane või punane sõltuvalt veetasemest? Kuidas muutub kuvamiskäitumine, kui muudate koodi konstante?

Kunsti väljakutse: kaunistage kuvari ornament või kujundage midagi muud, mis näeb välja täiesti erinev! Ekraani hea disaini test on see, et see muudab teabe ilmselgeks.

STANDARDID

NGSS (järgmise põlvkonna teadusstandardid)

4-PS3-4. Rakendage teaduslikke ideid seadme kujundamiseks, testimiseks ja täiustamiseks, mis muundab energiat ühelt vormilt teisele.

ISTE

4a Õpilased teavad ja kasutavad tahtlikku disainiprotsessi ideede genereerimiseks, teooriate testimiseks, uuenduslike esemete loomiseks või autentsete probleemide lahendamiseks.

5b Õpilased koguvad andmeid või tuvastavad asjakohaseid andmekogumeid, kasutavad nende analüüsimiseks digitaalseid tööriistu ja esitavad andmeid mitmel viisil, et hõlbustada probleemide lahendamist ja otsuste tegemist.