Maak 'n kombuistimer met 'n MakerBit: 13 stappe

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:25

Hierdie projek ondersoek hoe 'n kombuistimer werk - deur een te maak!

Die mees bruikbare toestelle was lank gelede meganies. Kinders kan dinge uitmekaar haal om die dele binne te sien en te bestudeer hoe hulle beweeg.

Moderne elektroniese toestelle soos 'n kombuistimer is anders. Die dele is te klein om te sien, en hulle beweeg nie. Verander die strategie. In plaas daarvan om dit uitmekaar te haal om te sien hoe dit werk, moet u een saamstel!

Hierdie les lei u deur die drie basiese dele van 'n digitale timer:

1. komponente,
2. verbindings,
3. kode.

Die toestel het knoppies om 'n tyd in te stel en 'n aftelling te begin.

Dit wys die oorblywende tyd en gee seine wanneer die aftelling voltooi is.

Seine kan 'n boodskap op die skerm, 'n flikkerende lig of media soos 'n vooraf opgeneemde liedjie insluit.

Stel jou voor 'n timer wat 'n luidrugtige oproep blaas!

Studente wat al die aktiwiteite in hierdie projek voltooi, sal verskeie dinge kan doen.

• Monteer elektroniese komponente in 'n interaktiewe toestel.
• Skryf gebeurtenisgebaseerde kode om interaksie te hê met die insette en opdragte van die gebruiker.
• Skryf kode om die tyd akkuraat te meet.
• Skryf kode om 'n werklike skerm te verander, gebaseer op veranderinge in tyd.
• Sluit mediatoestelle in om klanke te produseer gebaseer op tydsveranderinge.
• Verduidelik hoe berekening die timer in staat stel om te werk.

Stap 1: Versamel die komponente

Die MakerBit+R Starter Kit van 1010 Technologies. Die meeste komponente wat u vir hierdie projek benodig, word in die Starter Kit voorsien. Dit sluit in:

• Die BBC micro: bit mikro-kontroleerder
• MakerBit+R ontwikkelingsplatform
• USB -kabel om die micro: bit MakerBit aan 'n rekenaar te koppel.
• 9 volt battery en batteryaansluiting vir die MakerBit
• Raakpunte, punthouers en LED's, met lintkabels wat met die MakerBit verbind word
• Grove -aansluitings vir die LCD -skerm en die mp3 -speler. Hierdie verbindings het 'n wit prop aan die een kant en vier individuele voetstukke aan die ander kant.

Bykomende items.

Die volgende komponente is nie by die MakerBit Starter Kit ingesluit nie, maar kan apart gekoop word by MakerBit.com, Amazon en vele ander winkels.

LCD -skerm wat werk met I2C, soos hierdie.

Opsionele mp3 -speler en luidspreker, soos hierdie stel.

'N Klein kartondoos, of stuk karton.

Stap 2: Maak die verbindings

Die MakerBit bied verbindings vir 'n aantal verskillende komponente wat u kode kan beheer.

Elke stap van die volgende stappe verduidelik hoe u een van die komponente aan die MakerBit kan koppel.

Daar is ook 'n foto vir elke komponent wat wys hoe dit aansluit.

Vind die micro: bit en die MakerBit+R -toestelle in die Starter Kit. Steek die micro: bit in die MakerBit soos op die foto's getoon.

Stap 3: LCD -skerm

Vind die I2C -aansluiting op die MakerBit+R. Kyk mooi daarna. Dit het vier klein penne. Hulle het elkeen 'n etiket:

• GND,
• +5V,
• SDA, en
• SCL.

Elke pen moet verbind word met 'n pen op die LCD -skerm wat dieselfde etiket het.

Let daarop dat op die LCD die pen wat ooreenstem met +5V, as VCC gemerk kan word.

Druk 'n wit Grove -prop in die I2C -aansluiting op die MakerBit+R. Let op die kleur van die draad wat in lyn is met die GND -pen. Dit is gewoonlik 'n swart draad.

Druk die ander kant van die draad op die GND -pen van die LCD.

Doen dieselfde vir die oorblywende drie drade.

Stop en kyk 'n oomblik na die verbindings. Maak seker dat elke draad tussen die penne loop wat dieselfde etiket deel.

Sny 'n gat in u karton of boks die grootte van die LCD -skerm. Monteer die LCD agter die karton (in die boks) met elektriese isolasieband.

Stap 4: MP3 -speler en luidspreker

Steek 'n Grove -prop in die Analog -aansluiting op die MakerBit+R. Hierdie sok het vier klein penne met die naam GND, +3.3V, A1 en A0. Druk die ander ente van die drade op die MP3 -speler sodat elke draad twee penne verbind wat so pas:

MakerBit MP3

GND GND

+3.3V VCC

A1 TX

A0 RX

Koppel 'n versterkte luidspreker aan die MP3 -speler met behulp van die koptelefoonaansluiting. U kode kan die MP3-speler gebruik om 'n vooraf opgeneemde klankbaan te speel wanneer die aftelling klaar is.

Die luidspreker wat deur MakerBit.com verskaf word, het 'n herlaaibare interne battery en 'n aan / uit-skakelaar. Kontroleer of die battery gelaai is en dat die skakelaar aangeskakel is as u wil hê dat u liedjie dit speel.

Stap 5: Raak sensors aan

Kyk na die liggrys aansluiting op die MakerBit+R. Dit bevat 'n dosyn penne met die naam T5 tot en met T16.

Vind die lintkabel in die Starter Kit met die liggrys prop wat in die houer pas. Die drade aan die ander kant van die lintkabel het aparte, swart of wit voetstukke.

Vind die rooi draad aan die kant van die kabel wat die naaste aan die T5 -kant van die voetstuk is.

Hierdie projek gebruik die rooi draad en die vier drade langsaan: bruin, swart, wit en grys van kleur.

Vind die raakpunte en die punthouers in die Starter Kit.

Druk die raaksensors in die voetstukke op die vyf drade wat u in die vorige stap geïdentifiseer het.

Die drade en aanraaksensors pas op hierdie manier by die timerfunksies:

Rooi draad = T5 sensor = Begin/stop die timer

Bruin draad = T6 sensor = Voeg ure by

Swart draad = T7 sensor = Voeg minute by

Wit draad = T8 sensor = Voeg sekondes by

Grys draad = T9 -sensor = Maak die timer uit

'N Bietjie karton kan help om die raakpunte in 'n netjiese ry uitmekaar te hou. Beter nog, sit dit op 'n boks. Die punthouers kan help om die raakpunte styf vas te hou. Miskien moet u die lengte van die punthouer snoei as u karton dik is. MakerBit.com bied 'n handleiding oor die montering van die raakpunte op hierdie skakel.

Nadat u die aanraaksensors op 'n boks of karton gemonteer het, merk elkeen met die funksie wat dit verrig.

Die projek gebruik die raakpunte as sensors. Die kode noem hulle raaksensors. Raakpunte en raaksensors is twee name vir dieselfde ding, dus hierdie les sal beide name gebruik.

Die werklike toestel wat aanraak voel, is ingebou in die MakerBit. Die raakpunte is eenvoudig oorbelposte, soos dié wat in handwerkvoorrade verkoop word.

Die MakerBit voel wanneer iemand 'n raakpunt raak. Dit laat oorbelle as sensors funksioneer. Die MakerBit vertel u kode watter sensor daaraan geraak is. Dit word 'n raaksensor -gebeurtenis genoem.

Die kode kan reaksiesensorgebeurtenisse reageer met spesiale blokke, wat gebeurtenishanteerders genoem word.

As u na die kodevoorbeeld kyk wat by hierdie les aangebied word, kyk of u die gebeurtenishanteerders vir die aanraakgebeurtenisse kan herken.

Stap 6: LED

Die MakerBit+R Starter Kit bied lintkabels met reeds geïnstalleerde LED's. Dit is regtig maklik om te gebruik.

Kies die kabel met die rooi LED's.

Soek dan die groot, swart aansluiting op die MakerBit+R wat die naaste aan die blou voetstuk is. Hierdie swart voetstuk het penne gemerk P11 tot en met P16.

Druk die swart prop van die lintkabel in hierdie aansluiting.

Ondersoek die rande van die lintkabel. Vind die kant met 'n bruin draad aan die buitekant.

Hierdie bruin draad gaan na die LED wat deur pin nommer P16 beheer word. U kode sal hierdie LED gebruik om aan te dui wanneer die aftelling eindig.

Maak 'n klein gaatjie in u karton of boks om by die LED te pas. Druk die LED van agter deur en maak dit vas met 'n bietjie band.

Miskien moet u die bruin+rooi paar drade liggies van die kant van die lintkabel afskil totdat u genoeg van die draad losmaak om buigsaam te wees.

Stap 7: Eksterne battery

Berei die battery en batteryaansluiting voor. Die battery kan u timer draagbaar maak!

U kan die 9-volt-battery in die ronde eksterne aansluiting van die MakerBit aansluit om die timer aan te skakel as dit nie aan u rekenaar gekoppel is nie.

LCD -skerm en die MP3 -speler benodig eintlik die hoër spanning wat deur die battery verskaf word.

Probeer om die battery aan te sluit om te sien of dit ligte op die MakerBit en die micro: bit aktiveer.

Stap 8: Plaas die timer in 'n boks

'N Herbeboude kartondoos kan 'n goeie behuising vir die timer maak.

Dit benodig dalk 'n bietjie gom, 'n bietjie konstruksiepapier en 'n bietjie verbeelding.

Die prentjie toon alles in 'n boks.

Stap 9: Sit 'n Bugle -oproep op die MP3 -speler

Daar is 'n baie goeie versameling Army bugle -oproepe aanlyn beskikbaar op hierdie skakel.

Die skrywer het 'n MP3 -klanklêer afgelaai van 'n bugel wat 'Mess Call' speel, wat soldate laat weet dat die kos gereed is. Dit was 'n goeie keuse vir 'n kombuistimer.

Die MP3 -stel wat vir hierdie projek geïllustreer is, was as opsionele aankoop by MakerBit.com beskikbaar. Die kit bevat 'n MP3 -speler, 'n microSD -geheue kaart, 'n USB -adapter vir die geheue kaart, 'n versterkte luidspreker en 'n laai koord vir die luidspreker.

Vind die microSD -kaart en steek dit in die USB -adapter. Koppel dit aan op die rekenaar. Skep 'n gids met die naam "04". Dit is nul-vier. Maak die gids oop.

Stoor die MP3 -lêer wat u wil hê dat die timer in hierdie gids moet speel. Verander die lêernaam sodat dit begin met 'n driesyfergetal. Byvoorbeeld, "001_MessCall.mp3".

Gooi die geheue kaart en die adapter uit die rekenaar. Verwyder die geheue kaart uit die adapter. Plaas die kaart in die MP3 -speler. Druk dit in die ontvanger totdat dit op sy plek klik en bly.

Die kode vir die timer kan die gewenste lêer kies en speel op grond van die gidsnommer en die lêernommer. In hierdie voorbeeld is dit gids #4 en lêer #1.

U kan baie verskillende MP3-klanklêers in u timer speel deur dit op die microSD-kaart te stoor: in twee-syfer-vouers met lêername wat met 3-syfergetalle begin.

Stap 10: Gryp die kode

U sal MakeCode gebruik om die kode te gryp en in u micro: bit te plaas.

MakeCode is op blaaier gebaseer en gratis aanlyn beskikbaar. Hulle het dit spesiaal ontwerp vir die micro: bit. Dit werk met baie moderne webblaaiers wat op ChromeBooks, Macs, Windows en selfs sommige Linux -rekenaars werk.

Klik op hierdie skakel om MakeCode in u blaaier oop te maak.

Die werklike kode vir hierdie projek word outomaties ingebring om mee te werk.

Jou skerm moet soos die prentjie hieronder lyk.

Stap 11: Laai die kode op na u Micro: bit

Die foto's hieronder het getalle in die hoeke om u deur die proses te lei.

1. Koppel die micro: bit aan op u rekenaar met die USB -kabel.
2. Gaan die lêerstelsel van u rekenaar na om te sien of die MICROBIT in u lys stoor toestelle verskyn. Die foto met hierdie artikel is hoe dit op 'n Chromebook lyk.
3. Klik op die knoppie Stoor in MakeCode. Die foto wys 'n pyltjie wat na die knoppie wys.
4. U rekenaar sal vra waar u die program wil stoor. Gaan na die MICROBIT -bergingstoestel en maak dit oop. Klik op die knoppie Stoor.
5. 'N Lig op die micro: bit flits vinnig terwyl die kode oplaai. Boodskappe kan op u rekenaarskerm verskyn wat u vertel van vordering. As die oplaai voltooi is, gooi die MICROBIT -toestel uit u lêerstelsel. Ontkoppel dan die USB -kabel.
6. Steek die battery in die MakerBit. Geniet u timer!

Terloops, u kan kies om die kode op u rekenaar te stoor en dit dan op te laai deur 'n afskrif van die lêer na die micro: bit te sleep.

Die voordeel van die ekstra stap is dat u die kodelêer vanaf u rekenaar terug in MakeCode kan invoer, maar nie vanaf die micro: bit nie.

Stap 12: Bestudeer die kode

Maak MakeCode oop in 'n blaaier met die timer -kode gelaai, soos in stap 10.

Plaas die muiswyser van die rekenaar op 'n kodeblok en laat dit kort daar rus.

'N Boodskap verskyn met inligting oor die blok.

Kan u die volgorde van gebeure volg? Wenk: dit begin in die blok "aan die begin". Dan spring dit na die blok met die naam “clearTheTimer”. Daarna spring dit na die blok met die naam "vir ewig". Wat gebeur daarna?

Probeer om die knoppies op die timer aan te raak terwyl u die kode bestudeer.

Watter dele van die kode word geaktiveer as u op 'n knoppie tik? Hoekom? Kan u voorspel wat die knoppie sal doen deur na die kode te kyk?

Leer om te lees is 'n belangrike deel van die leer om te skryf. Studente wat leer om kode te skryf, kan baat vind by die lees van kode wat ander mense geskryf het.

'N Goeie manier om u kennis van kodering te toets, is om iets in die kode vir u timer te verander.

Voorspel hoe u verandering die manier waarop die timer werk, sal beïnvloed. Laai dan die gewysigde kode op na die micro: bit en kyk wat gebeur!

U sal waarskynlik foute maak. Dit is OK. Almal doen. Byna elke koderingsprojek gaan deur 'n fase genaamd ontfouting, wat basies beteken om foute op te spoor en op te los.

U kan altyd weer begin met die kode wat u weet sal werk. Klik net op die skakel in stap 10 om die kode weer af te laai.

Stap 13: Algemene vrae

Waarom word die kode in dele geskei?

Elke deel hanteer slegs een taak.

Die kode vir elke taak word slegs een keer geskryf.

Die dele het beskrywende name om mense te help om die kode te lees.

Die timer aktiveer 'n kode -deel by die naam wanneer dit die taak moet uitvoer wat die kode -deel verrig. Dit staan bekend as die 'prosedure' noem.

Hoe stel berekening die timer in staat om te werk?

Die timer gebruik berekening op drie verskillende maniere.

Voeg tyd by wanneer die gebruiker 'n raakpunt raak om die timer in te stel. Trek die tyd af nadat die gebruiker 'n raakpunt raak om die timer te begin. Verander die aantal sekondes in ure, minute en sekondes vir vertoning. Die "ewig" -prosedure gebruik aftrekking om tyd op twee maniere te meet.

Gaan die micro: bit na om te sien wanneer een sekonde verby is. Trek 1 af van die aftelling nadat elke sekonde verby is, totdat die aftelling nul bereik. Die "addSeconds" -prosedure gebruik addisie om die aftelling te verhoog nadat die gebruiker ure, minute of sekondes op een van die raakknoppies gedruk het.

Die "showTimeRemaining" -prosedure gebruik heelgetalverdeling om die aftelling te omskep in 'n tydsweergawe wat vir 'n mens makliker is om te verstaan.

Wat is 'n paar ander koderingstegnieke wat in die kode gebruik word?

Beskrywende veranderlike name help mense om te verstaan hoe die kode sekere feite bestuur.

'N Veranderlike is bloot 'n naam wat gekoppel is aan die feit dat die mikro: bit in sy geheue stoor.

Die feite stel die timer in staat om tred te hou met wat die gebruiker wil hê hy moet doen.

'N Prosedure kan die waarde wat aan 'n veranderlike geheg word, verander. Die nuwe waarde kan in 'n ander prosedure gebruik word.

Logiese blokke evalueer waar-of-onwaar feite. Dit is hoe die timer op grond van die feite die regte aksie kan bepaal.

'N Waar-of-onwaar feit kan die gevolg wees van die vergelyking van twee getalle. Is die getalle gelyk? Is die een getal groter as die ander? Of minder?

Die kode kan ook 'n werklike waarde van waar of onwaar aan 'n veranderlike heg.

'N Prosedure kan die waarde van 'n waar of onwaar veranderlike verander om te verander hoe 'n ander prosedure sal werk. Dit is hoe die T5 -gebeurtenishanteerder in hierdie kode die alarm afskakel in die prosedure met die naam soundTheAlarm.

Logiese blokke kan eenvoudig wees: as 'n waarde of vergelyking waar is, doen dan iets; anders, doen niks.

Logiese blokke kan kompleks wees: as 'n waarde of vergelyking waar is, doen dan een ding; anders (anders bedoel), doen 'n ander ding.

Logiese blokke kan ander logika -blokke bevat.

Soms is dit 'n reeks logiese blokke in 'n ry om 'n feit te evalueer en die regte aksie te kies.

Waarom gebruik die "ewig" -blok die getal 995?

Die kode gebruik 995 om aan te dui wanneer 'n sekonde van die tyd verby is.

Die micro: bit verhoog outomaties 'n veranderlike met die naam 'werktyd' ongeveer 1 000 keer per sekonde. Dit is nie presies 1 000 nie, maar naby.

'N Eksperiment met die werklike micro: bit wat gebruik is om hierdie voorbeeld te bou, het gevind dat dit gemiddeld nader aan 995 was.

Hierdie kode pas by die waargenome gemiddelde. Dit wag totdat die looptydwaarde met 995 toeneem voordat dit deur die logiese blokke begin om 'n sekonde van die aftelling af te trek.

Hoe sou u 'n eksperiment ontwerp om te ontdek hoe vinnig u micro: bit die veranderlike in die werktyd opdateer? Hoe lank sal u die eksperiment moet uitvoer om vol vertroue te wees in u ontdekking?

U is die ingenieur van u timer. Dit beteken dat u die enigste is wat kan besluit of die verandering van 995 na 'n ander waarde u tyd akkurater maak.

Hoe kan die timer aangepas word om iets anders te doen deur slegs die kode te verander?

Deur die gemonteerde komponente dieselfde te hou, kan 'n paar veranderinge aan die kode die timer in 'n ander produk verander.

Stophorlosie

Die "Start-Stop" aanraak sensor werk soos verwag. Die 'Duidelike' raaksensor sou ook.

Die raaksensors vir ure, minute en sekondes sou nie nodig wees nie.

Die "ewig" -prosedure sal verander om op te tel, in plaas van af.

'N Gevorderde wysiging sou wees om die tyd te meet en te vertoon in stappe van 1/10 van 'n sekonde.

Balieklok

Die aanraaksensor "Start-Stop" werk as 'n "Stel" -knoppie.

Die raaksensors vir ure, minute en sekondes sou werk soos verwag sonder enige verandering.

Die 'vir ewig' prosedure sal eerder moet tel as om af te tel.

Die 'vir ewig' prosedure sou ook 'n berekening nodig hê om om middernag na 'nul' te draai.

Die "Duidelike" aanraaksensor is nie nodig nie. Dit kan egter 'n nuwe funksie kry.

'N Gevorderde wysiging kan wees om die aanraaksensor te gebruik as 'n moduskeuse-beheer. Wissel tussen 24-uur-skerms in militêre styl en konvensionele 12-uur-vertoning met a.m. en pm by die skerm gevoeg.

Wekker

In hierdie geval kan die "Duidelike" raaksensor verander word na 'n "Alarm" -kontrole.

Daar kan meer veranderlikes nodig wees om nuwe feite by te hou, soos hoe laat dit is om te alarm, en of die gebruiker die alarm in- of uitgeskakel het.

Dit sou interessant wees om te sien hoe verskillende studente hierdie wysiging op verskillende maniere kan benader.

Beheer die wêreld

Meer sensors kan deur die MakerBit bygevoeg word om die klok gebeurtenisse soos beweging, 'n geraas of 'n deur oop en toe te laat opspoor.

Die horlosie kan besluit om alarm te maak as die gebeure gedurende 'n sekere tydperk opgespoor word.

Net so kan die horlosie gebruik word om eksterne toestelle op grond van tyd in of uit te skakel. Een voorbeeld kan 'n elektroniese deurslot wees wat aan 'n pen op die MakerBit gekoppel is.