Covid -veiligheidshelm Deel 1: 'n Inleiding tot Tinkercad -kringe !: 20 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:23

Tinkercad -projekte »

Hallo vriend!

In hierdie tweeledige reeks leer ons hoe u Tinkercad's Circuits kan gebruik - 'n prettige, kragtige en opvoedkundige hulpmiddel om te leer hoe stroombane werk! Een van die beste maniere om te leer, is om te doen. Daarom ontwerp ons eers ons eie projek: die kring vir 'n Covid -helm!

Ons doel is om 'n helm te skep wat u sal waarsku wanneer 'n persoon nader. Op hierdie manier kan u veilig bly teen Covid deur weg te beweeg om die afstand tussen u en die persoon te behou.

Aan die einde van hierdie projek het u 'n basiese kennis van hoe u stroombane en programme met Tinkercad kan ontwerp. Alhoewel dit moeilik mag klink, moenie bekommerd wees nie! Ek is hier om u deur die hele proses te lei - leer en geniet dit!

Benodighede:

Al wat u nodig het, is 'n Tinkercad -rekening! Het u nie een nie? Registreer gratis by www.tinkercad.com

Stap 1: Maak Tinkercad oop

Meld aan by Tinkercad (of registreer as u dit nog nie het nie).

Nadat u by die paneelbord aangemeld het, gaan na die linkerkantbalk en kies 'Kringe'.

Kies daarna "Skep nuwe kring" (oranje omring). Hier het ons die vryheid om kreatief te wees en te ontwerp watter kringe ons ook al wil. U kan ook u stroombane akkuraat simuleer om te sien hoe dit in die werklike wêreld sou werk, voordat u in die regte lewe een bou!

Nou, ons is gereed om te begin!

Stap 2: Titel jou projek

Nadat u op "Create new Circuit" gedruk het, word u begroet met hierdie leë werkruimte.

Eerstens - al ons projekte word op ons dashboard gestoor (vanaf die vorige stap), daarom is dit belangrik dat ons ons projekte noem, sodat ons dit kan onthou en later kan vind!

As u links bo kyk, word daar 'n prettige, ewekansige titel vir u gegenereer. U kan daarop klik om die titel deur u eie te vervang. Hier het ek dit 'Covid Safety Helmet' genoem.

Stap 3: Voeg ons Micro: bit by

Ons begin ons projek deur 'n micro: bit by te voeg.

'N Micro: bit is 'n klein rekenaar waarop u kan leer programmering. Dit het baie wonderlike funksies, soos LED -ligte, 'n kompas en knoppies wat aanpasbaar is!

Hierdie micro: bit is wat al die inligting van ons sensors sal verwerk (wat ons later sal byvoeg). Die micro: bit gee ons ook die inligting op 'n maklike manier wat ons kan verstaan.

Om dit by ons werkruimte te voeg, gebruik ons die sybalk aan die regterkant. Hier vind u 'n hele klomp komponente wat u kan gebruik. Kom ons ignoreer alles anders vir eers en soek 'mikrobit'.

Kies die micro: bit en bring dit na die werkruimte.

Stap 4: Voeg ons sensor by

Noudat ons ons micro: bit het, laat ons 'n sensor byvoeg. Ons sal iets byvoeg wat 'n PIR -sensor genoem word, wat die passiewe infrarooi sensor beteken.

'N PIR kan infrarooi straling - of hitte - opspoor. Omdat mense hitte afgee, maar voorwerpe soos mure, waterbottels en blare nie, kan hierdie sensor gebruik word om op te spoor wanneer mense naby is.

Gewoonlik kan dit tot 5 m weg sien, wat goed is, want dit sal ons in staat stel om vroegtydig 'n waarskuwing te kry wanneer mense nader, sodat ons kan reageer voordat hulle die 2m (6ft) maatskaplike distansieriglyne bereik.

Stap 5: Begrip van die komponente

Noudat ons ons twee dele het, hoe kan ons dit verbind sodat die micro: bit met die PIR -sensor kan kommunikeer?

Dit is redelik eenvoudig op Tinkercad. U kan sien dat daar drie penne aan die onderkant van die PIR -sensor is.

1. As u met u muis oor hulle hou, sal u sien dat die eerste pen die 'Signal' -pen is, wat beteken dat dit 'n sein sal gee wanneer dit 'n persoon opspoor.
2. Die tweede pen is 'Power', waar ons 'n elektrisiteitsbron aansluit om die PIR -sensor aan te skakel.
3. Die derde pen is 'Grond', waar al die 'gebruikte' elektrisiteit die PIR -sensor sal verlaat.

U sal dalk agterkom dat daar ook 5 punte aan die onderkant van die mikro is: 'n bietjie waaraan drade kan koppel. Beweeg jou muis oor hulle.

1. Die eerste 3 punte is gemerk P0, P1 en P2. Hierdie punte is aanpasbaar en kan seine (invoer) of seine (uitset) ingooi. Daar is baie verskillende maniere waarop ons hierdie punte kan gebruik omdat dit baie aanpasbaar is! Meer hieroor later …
2. Die 3V punt is 'n 3 volt elektrisiteitsbron. Onthou u dat ons PIR -sensor 'n elektrisiteitsbron benodig? Wel, ons kan daardie elektrisiteit van die 3V -punt van die micro: bit kry!
3. Die GND -punt is die afkorting van 'grond', waarheen die elektrisiteit kan 'uitloop' na sy werk. Die grondpen van die PIR -sensor kan hier gekoppel word.

Stap 6: Verbind die komponente

Om die penne aan te sluit, klik eers op 'n pen met u wyser. Klik dan op 'n ander pen (waarheen u die eerste pen wil koppel). U sal sien dat 'n draad gevorm is! U kan op die draad klik om die kleur te verander as u wil. Of u kan dit verwyder en weer probeer as dit morsig lyk. Probeer om die drade skoon te lê, sodat u kan opspoor waar elke draad later is!

Nadat u u drade verbind het, kyk of dit pas by wat ek het. As dit so is, wonderlik! Indien nie, moenie bekommerd wees nie! Vee die drade uit en probeer weer.

U kan u waarskynlik voorstel wat nou aan die gang is. Dit is 'n eenvoudige lus:

1. Elektrisiteit verlaat die mikro: bietjie →
2. → gaan die PIR -sensor binne deur die "Power" -pen →
3. → werk sommige binne die PIR -sensor →
4. → verlaat die PIR -sensor deur die pen "Grond" of "Signaal" →
5. → gaan na die micro: bit se "Ground" -pen of "P0" -pen

Stap 7: Simuleer ons stroombaan (deel 1)

As ons stroombane op Tinkercad skep, kan ons dit ook simuleer.

Op hierdie manier kan ons eksperimenteer om te sien hoe die komponente van ons stroombaan in die werklike wêreld kan reageer, wat u kan help om stroombane te beplan en te ontwerp sonder om 'proef-en-fout' te hoef te doen en tyd en geld te spandeer aan iets wat moontlik nie werk nie!

Om ons stroombaan te simuleer, druk die "Start Simulation" -knoppie regs bo …

Stap 8: Simuleer ons stroombaan (deel 2)

Terwyl die simulasie aan die gang is, kan ons interaksie hê met ons stroombaan.

Klik op die PIR -sensor. 'N Bal sal verskyn. Stel jou voor dat hierdie bal 'n mens is. U kan klik en die mens rondbeweeg.

U sal dalk agterkom dat die sensor brand as u die bal binne die rooi sone naby die PIR -sensor in die rooi sone skuif. As dit waar is, het u alles korrek bedraad! As u die bal uit die PIR se opsporingsgebied beweeg, stop die sensor. Speel daarmee!

U sal ook opmerk dat die PIR nie geaktiveer word as die bal binne die opsporingsgebied is nie, maar dit stilstaan. Dit is nie 'n probleem nie, want mense beweeg baie, dus sal die sensor byna altyd mense opspoor wat naby u ruimte is.

Hoe gaan dit met die micro: bit? Ons het reeds die seindraad gekoppel, so hoekom gebeur daar niks ?!

Moenie bekommerd wees nie, dit word verwag!

Alhoewel ons die seindraad verbind het, weet die mikro: bis -rekenaar nie wat om te doen met die inligting wat die PIR -sensor dit gee nie. Ons sal dit in die volgende stap vertel wat ons moet doen.

Stap 9: Basiese beginsels van kodeblokke

Verlaat die simulasie en klik dan op "Kode" (langs "Begin simulasie"). Dit sal 'n nuwe, groter sidebar aan die regterkant oopmaak.

Behalwe die ontwerp en simulering van stroombane, kan ons ook programmeer op Tinkercad met behulp van Codeblocks. Codeblocks is 'n maklike manier om te leer oor die logika agter programmering, wat 'n goeie inleiding tot kodering is voordat u in meer gevorderde tale soos Javascript, Python of C.

Kom ons begin deur ons vertroud te maak met die Codeblock -omgewing. Aan die linkerkant van die sidebalk van Codeblock is daar kodeblokke wat u kan sleep en laat val. Aan die regterkant is u werklike kode. Probeer om te verken deur 'n paar stukke te sleep en te laat val.

Sodra u vertroud is daarmee, maak u die koderingsruimte skoon (deur die blokke in die asblik regs onder te sleep) sodat ons ons kode vir die kring kan begin byvoeg.

Stap 10: Programmering van die Micro: bit (Deel 1)

Kom ons begin deur deur die "Invoer" -blokke te soek en "op pen [P0] te sleep, verander na [Hoog]". Dit is 'n invoer, want dit sal die mikro: bis -inligting voed.

Die P0 -punt (waar ons seindraad verbind) kan basies twee waardes hê: hoog of laag. Hoog beteken dat daar 'n sein is, en laag beteken dat daar geen sein is nie.

Sou die sein hoog of laag wees as die PIR -sensor 'n indringer opspoor? As u hoog geantwoord het, is u reg! Alternatiewelik, as daar geen indringer in die opsporingsgebied is nie (of in die ultra-seldsame geval dat die indringer heeltemal stil is), is daar 'n lae elektriese sein.

Daarom is die logika agter ons kode basies: "as 'n persoon opgespoor word, doen _".

Op die oomblik doen dit niks, want ons het nie iets gedefinieer om dit te doen nie (dit is leeg). Dus, laat ons dit iets laat doen.

Stap 11: Programmering van die Micro: bit (Deel 2)

Kom ons voeg 'n uitvoer -kodeblok by met die naam "show leds". Met hierdie kodeblok kan ons met die ligte op die micro: bit rommel. U kan die LED -rooster skakel om die ontwerp wat u wil, te skep. Ek het 'n glimlaggie bygevoeg. Dit is 'n uitset omdat die micro: bit inligting uitgee.

Laat ons dan die [HOOG] na [LAAG] in die invoerkodeblok verander.

Omdat ons die sein van hoog na laag verander het, sê ons kode nou:

As daar 'n lae sein op P0 is, skakel die LED's aan om 'n glimlaggie te skep

Dit beteken dat as daar geen persoon in ons opsporingsgebied beweeg nie, die micro: bit 'n glimlaggie sal vertoon omdat dit veilig is! =)

Stap 12: Programmering van die Micro: bit (Deel 3)

Ons weet wat die micro: bit sal doen as daar geen persoon in die opsporingsgebied is nie. Hoe gemaak as iemand daar is?

Kom ons definieer dit ook. Voeg nog 'n invoerkodeblok by "op pen [P0] verander na [Hoog]".

Hierdie keer laat ons dit as [HOOG] omdat ons dit gaan gebruik om iets te doen wanneer 'n persoon opgespoor word.

Voeg nog 'n led -uitvoer by en skep 'n ontwerp! Ek het 'n fronsende gesig gebruik, want as die persoon in die opsporingsgebied is, is dit moontlik minder veilig! = (

Stap 13: Toets ons kode

Begin die simulasie weer. Beweeg om die bal (ook bekend as persoon) en kyk hoe u mikro: bietjie reageer.

As dit nie doen wat u wil hê nie, probeer dan die vorige stap en kontroleer u kodeblokke met my skermkiekie. Moenie moed opgee nie!:)

Stap 14: Voeg bykomende PIR -sensors by

As u kode van die vorige stap korrek funksioneer, werk dit baie goed! Nou, laat ons ons projek bevorder.

Tot dusver het ons slegs een PIR -sensor gebruik, sodat ons slegs mense in een gebied kan opspoor. Wat van die res van die ruimte rondom ons? Ons benodig meer sensors!

Sluit die sidebalk van die kode (deur op "Code" te klik) as dit nog oop is, en soek 'n ander PIR -sensor. Voeg dit by jou werkruimte en dra dit.

Let wel: Koppel hierdie tweede PIR -sensor se seinpen aan P1 of P2 (ek het dit aan P1 gekoppel). Koppel dit nie aan die P0 nie, aangesien die punt reeds deur die eerste sensor gebruik word. As u dit wel doen, kan die micro: bit nie weet watter PIR seine stuur nie!

Alhoewel ek beide PIR -sensors in die Tinkercad -werkruimte na bo gesit het (om die skerm skoner te maak), kan u een PIR -sensor aan die linkerkant van die helm vasmaak, sodat u die area links van jy en die ander kan aan die regterkant van die helm geplaas word om die gebied reg van jou te skandeer.

Stap 15: Voeg bykomende kode by vir die 2de PIR

Maak die kode weer oop en voeg 'n tweede stel kodeblokke by wat soortgelyk is aan die eerste. Klik hierdie keer egter op die aftreklys op die nuwe kodeblokke en kies P1 (of P2 as u die nuwe PIR aan P2 gekoppel het).

Vir die PIR -sensor aan die linkerkant (wat aan P0 gekoppel is), het ek die LED -uitsetkodeblok verander sodat die linkerkant van die LED -rooster verlig word. Net so, vir die PIR -sensor aan die regterkant, het ek die LED -uitsetkodeblok verander sodat die regterkant van die LED -rooster verlig is.

As geen PIR geaktiveer is nie, sal die LED -rooster steeds 'n glimlag hê, want dit is veilig!

Stap 16: Toetskode vir verskeie PIR's

Nadat u die kodeblokke korrek bygevoeg en gewysig het, voer 'n simulasie weer uit om te toets of u kode werk.

As die bal/mens in die opsporingsgebied van die linker PIR ingeskuif word, moet die LED -rooster op die micro: bit aan die linkerkant verlig.

Net so, as 'n persoon in die opsporingsgebied aan die regterkant beweeg, sal die LED aan die regterkant brand.

Stap 17: Voeg 'n alarm by

Noudat ons twee groot blindekolle bedek het (u kan kies om ekstra PIR -sensors of mikro: bisse by te voeg om nog meer oppervlakte te dek), laat ons dit nog 'n stap neem.

Wat as u 'n alarm wil hoor wanneer die PIR geaktiveer word? U word nie net gewaarsku nie (soos as u slaap), maar u kan ook indringers in u persoonlike ruimte afskrik, sodat u sowel as die indringer teen Covid beskerm kan word.

Gaan na die sybalk aan die regterkant en soek na "piezo". Dit is klein "luidsprekers" of "gonsers" met 'n oppervlak binne -in wat vibreer wanneer 'n elektrisiteit daardeur loop, wat 'n harde gonsgeluid veroorsaak.

Daar is twee penne op die piezo. Koppel die negatiewe pen aan die micro: bit se grond en koppel die positiewe pen aan die oorblywende P2 -punt op die micro: bit. Op hierdie manier kan ons dit beheer sodat die gonser slegs klink as die mikro: bit elektriese stroom deur die P2 -pen loslaat.

Let wel: Maak seker dat u 'n weerstand op een van die penne van die piëzo (óf die pen) voeg. Dit sal ons in staat stel om die hoeveelheid stroom wat in die piëzo ingaan, te beperk. Andersins kan onbeperkte hoeveelhede stroom die mikro: bit, piezo of albei breek!

Ek het 'n weerstand van 1 000 ohm gesit, maar jy kan alles plaas. Ek beveel aan dat u iets met 500 ohm - 2 000 ohm plaas. Hoe laer die weerstand, hoe meer stroom sal daar wees, so die gonser word harder

Stap 18: Kodering van die gonser

Net soos die LED -rooster, moet ons die micro: bit programmeer om te verseker dat die zoemer korrek funksioneer. Dit kan irriterend wees as die zoemer aanhoudend gons as iemand in ons opsporingsgebied is, dus laat ons dit kodeer sodat dit slegs een keer gons wanneer 'n persoon die opsporingsgebied binnegaan (ons in kennis stel dat iemand kom).

Om dit te doen, laat ons die P2 -pen inisialiseer. Voeg 'n "by begin" kodeblok by, en 'n "analgo set pitch pin [P2]" kode daaronder.

Voeg dan binne elke "op pen verander na [HOOG]" kodeblok 'n "analoog toonhoogte" uitvoer kodeblok by, onder die LED -uitvoer kodeblok (as die bewoording verwarrend is, kyk na die skermkiekie hierbo!).

Met hierdie analoog kodeblok kan ons twee instellings definieer: die toonhoogte en die tyd.

• Die tydsinstelling vertel hoe lank die toon gespeel moet word. Ek stel dit op 500 ms (u kan enige nommer kies).

• Die toonhoogte vertel ons hoe hoog die toon moet wees.

  Kies hier 'n ander frekwensie vir elke PIR. Ek stel een op 100 (lae toonhoogte) en 'n ander op 400 (hoë toonhoogte). Op hierdie manier kan u sien watter PIR -sensor slegs deur die toon alleen geaktiveer word (sonder om eers na die LED -rooster te hoef te kyk)

Stap 19: Finale simulasie

Begin nou u simulasie die laaste keer om seker te maak dat alles werk.

As u hierdie instruksies herhaal het, moet 'n persoon kortliks 'n lae toon hoor as u 'n persoon in die opsporingsgebied aan die linkerkant binnegaan, en die linkerkant van die LED-rooster moet lig, sodat u kan weet dat daar 'n indringer kom. links.

As 'n persoon die opsporingsgebied aan die regterkant binnegaan, moet daar kortliks 'n hoë toon klink om u in kennis te stel, en die regterkant van die LED-rooster moet lig, sodat u kan weet dat 'n indringer van regs kom.

As niemand in enige opsporingsgebied is nie, moet die LED -rooster 'n gelukkige gesig toon en vir u sê dat u veilig is!

Stap 20: Laaste gedagtes en toekomstige projekte

As u deur hierdie instruksies gekom het, baie geluk! Selfs as u sukkel of dit nie kon voltooi nie, is ek seker dat u die minste 'n paar dinge oor Tinkercad geleer het, en dit is die belangrikste ding!

Noudat u 'n sosiale distansie-alarmkring het wat werk, as u die volgende stap wil neem en dit in die regte wêreld wil bou, kan u die voorrade koop en die drade aansluit presies soos in hierdie Tinkercad-werkruimte.

Die foto hierbo is 'n 3D -model (.stl) van die helm waaraan ek werk, met dieselfde presiese stroombaan as wat ons in hierdie Instructable ingebou het. Dit het 2 PIR -sensors aan die kante, 'n mikro: bietjie aan die voorkant gemonteer (sodat u die LED -rooster kan sien) en gonsers.

As u u eie kreatiwiteit alleen wil gebruik, neem dit gerus nog 'n stap verder deur u stroombaan aan 'n helm te plak. Andersins, bly ingeskakel vir my volgende Instructable, waar ons hierdie helm saam sal sit!

Let wel: As u jonk is, vra 'n voog om hulp met die gebruik van gereedskap tydens die bou van die kring en helm.

Ek hoop dat u hierdie tutoriaal geniet het en dat u dit wat u oor Tinkercad geleer het, kan gebruik om kreatief te wees en 'n paar van u eie projekte te skep. Ek sien uit daarna om te sien wat julle almal skep, dus maak seker dat julle julle projekte in die kommentaar koppel!

Geniet 'n aangename en leersame 2021!