MakerBit көмегімен ас үй таймерін жасаңыз: 13 қадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:25

Бұл жоба ас үй таймерінің қалай жұмыс жасайтынын зерттейді - оны жасау арқылы!

Ұзақ уақыт бұрын ең пайдалы құрылғылар механикалық болды. Балалар заттарды бөліп алып, олардың қалай қозғалатынын зерттей алады.

Ас үйдегі таймер сияқты заманауи электронды гаджеттер әр түрлі. Бөлшектер өте кішкентай, олар қозғалмайды. Стратегияны өзгертіңіз. Оның қалай жұмыс істейтінін білу үшін оны бөліп алудың орнына, оны біріктіріңіз!

Бұл сабақ цифрлық таймердің үш негізгі бөлігін көрсетеді:

1. компоненттер,
2. байланыстар,
3. код

Құрылғыда уақытты орнатуға және кері санақты бастауға арналған түймелер болады.

Ол қалған уақытты көрсетеді және кері санақ аяқталған кезде сигнал береді.

Сигналдарға дисплейдегі хабар, жыпылықтайтын жарық немесе алдын ала жазылған ән сияқты ақпарат құралдары кіруі мүмкін.

Қоңырау соғатын таймерді елестетіп көріңіз!

Бұл жобадағы барлық әрекеттерді орындаған студенттер бірнеше нәрсені жасай алады.

• Электронды компоненттерді интерактивті құрылғыға жинаңыз.
• Пайдаланушылардың енгізулері мен командаларымен әрекеттесу үшін оқиғаға негізделген кодты жазыңыз.
• Уақытты дәл өлшеу үшін кодты жазыңыз.
• Уақыттың өзгеруіне негізделген нақты әлемдегі дисплейді өзгерту үшін кодты жазыңыз.
• Уақыттың өзгеруіне негізделген дыбыстарды шығару үшін медиа құрылғыларды қосыңыз.
• Есептеудің таймер жұмысына қалай көмектесетінін түсіндіріңіз.

1 -қадам: Компоненттерді жинаңыз

1010 Technologies компаниясының MakerBit+R бастауыш жинағы. Бұл жобаға қажет компоненттердің көпшілігі бастапқы жинақта берілген. Оларға:

• BBC микро: биттік микроконтроллер
• MakerBit+R дамыту платформасы
• Micro: bit MakerBit компьютерге қосуға арналған USB кабелі.
• MakerBit үшін 9 вольтты батарея мен аккумулятор қосқышы
• Сенсорлық нүктелер, нүктелік ұстағыштар мен светодиодтар, MakerBit -ке қосылған таспалы кабельдері бар
• СКД дисплейі мен mp3 ойнатқышқа арналған Grove қосқыштары. Бұл коннекторлардың бір ұшында ақ штепсель, екінші шетінде төрт жеке розетка бар.

Қосымша элементтер.

Келесі компоненттер MakerBit бастапқы жинағына кірмейді, бірақ оны MakerBit.com, Amazon және басқа да көптеген сауда нүктелерінен бөлек сатып алуға болады.

СКД дисплейі I2C -мен жұмыс істейді, мысалы.

Қосымша mp3 ойнатқыш пен динамик, осы жинақ сияқты.

Кішкене картон қорап немесе картон бөлігі.

2 -қадам: Қосылымдарды жасаңыз

MakerBit сіздің кодыңыз басқара алатын әр түрлі компоненттердің қосылуын қамтамасыз етеді.

Келесі қадамдардың әрқайсысы компоненттердің бірін MakerBit -ке қалай қосу керектігін түсіндіреді.

Сондай -ақ, әр компонент үшін оның қалай қосылатынын көрсететін фотосурет бар.

Бастапқы жинақта микро: бит пен MakerBit+R құрылғыларын табыңыз. Фотосуреттерде көрсетілгендей микро: битін MakerBit -ке қосыңыз.

3 -қадам: СКД дисплейі

MakerBit+R бойынша I2C ұяшығын табыңыз. Мұны мұқият қараңыз. Онда төрт кішкентай түйреуіш бар. Олардың әрқайсысының белгісі бар:

• GND,
• +5В,
• SDA және
• SCL.

Ілмектердің әрқайсысы СКД дисплейінде бірдей белгісі бар түйреуішке қосылуы керек.

СКД -де +5В сәйкес келетін істік VCC деп белгіленуі мүмкін екенін ескеріңіз.

Ақ Grove штепсельін MakerBit+R -дегі I2C ұясына итеріңіз. GND түйреуішіне сәйкес келетін сымның түсіне назар аударыңыз. Бұл әдетте қара сым.

Сымның екінші ұшын СКД GND түйреуішіне итеріңіз.

Қалған үш сым үшін де осылай жасаңыз.

Тоқтаңыз және бір сәтке қосылыстарға қараңыз. Әр сымның бір жапсырмасы бар түйреуіштер арасында өтетініне көз жеткізіңіз.

Картоннан тесік кесіңіз немесе СКД экранының өлшемін қорапқа салыңыз. СКД картонның артына (қораптың ішінде) электр оқшаулағыш таспамен бекітіңіз.

4 -қадам: MP3 ойнатқыш және динамик

Grove ашасын MakerBit+R аналогтық ұясына қосыңыз. Бұл розеткада GND, +3.3V, A1 және A0 деп белгіленген төрт кішкентай түйреуіш бар. Сымдардың басқа ұштарын MP3 ойнатқышына итеріңіз, сонда әр сым сәйкес келетін екі түйреуішті қосады:

MakerBit MP3

GND GND

+3,3 В кернеу

A1 TX

A0 RX

Құлаққап ұясын пайдаланып MP3 ойнатқышына күшейтілген динамикті қосыңыз. Сіздің кодыңыз MP3 ойнатқышты кері санау аяқталғанда алдын ала жазылған аудиотректі ойнату үшін пайдалана алады.

MakerBit.com жеткізетін динамикте қайта зарядталатын ішкі батарея мен қосу-өшіру қосқышы бар. Батарея зарядталғанына және қосқыш қосулы екеніне көз жеткізіңіз.

5 -қадам: сенсорлық сенсорлар

MakerBit+R ақшыл сұр ұясына қараңыз. Онда T5 - T16 деп белгіленген ондаған түйреуіштер бар.

Бастапқы жинақтағы таспалы кабельді розеткаға сәйкес келетін ашық сұр штепсельден табыңыз. Таспалы кабельдің екінші ұшындағы сымдар бөлек, қара немесе ақ розеткаларға ие.

Қызыл сымды розетканың T5 жағына жақын келетін кабельдің бүйірінен табыңыз.

Бұл жоба сол қызыл сымды және оның жанындағы төрт сымды қолданады: қоңыр, қара, ақ және сұр түсті.

Бастапқы жинақтағы сенсорлық нүктелер мен ұстағыштарды табыңыз.

Сенсорлық сенсорларды алдыңғы қадамда анықталған бес сымның розеткасына салыңыз.

Сымдар мен сенсорлар таймер функциясымен сәйкес келеді:

Қызыл сым = T5 сенсоры = Таймерді бастау/тоқтату

Қоңыр сым = T6 сенсоры = Сағат қосу

Қара сым = T7 сенсоры = Минуттарды қосыңыз

Ақ сым = T8 сенсоры = секунд қосыңыз

Сұр сым = T9 сенсоры = Таймерді тазалаңыз

Кішкене картон сенсорлық нүктелерді бір қатарда ұстауға көмектеседі. Ең дұрысы, оларды қорапқа орнатыңыз. Ұпай ұстағыштар сенсорлық нүктелерді мықтап ұстауға көмектеседі. Егер сіздің картон қалың болса, сізге ұстағыштың ұзындығын кесу қажет болуы мүмкін. MakerBit.com осы сілтеме бойынша сенсорлық нүктелерді орнату туралы оқулықты ұсынады.

Сенсорлық сенсорларды қорапқа немесе картонға орнатқаннан кейін, әрқайсысына атқаратын қызметімен белгі қойыңыз.

Жоба сенсор ретінде сенсорлық нүктелерді пайдаланады. Код оларды сенсорлық сенсорлар деп атайды. Сенсорлық нүктелер мен сенсорлар - бұл бір заттың екі атауы, сондықтан бұл сабақта екі атау да қолданылады.

Түртуді сезетін нақты құрылғы MakerBit -ке салынған. Сенсорлық нүктелер - бұл қолөнер дүкендерінде сатылатын сырғалар.

MakerBit біреу сенсорлық нүктеге тигенде сезеді. Бұл сырғалардың сенсор ретінде жұмыс істеуін қамтамасыз етеді. MakerBit сіздің кодыңызға қай сенсор тигенін айтады. Бұл сенсорлық оқиға деп аталады.

Код сенсорлық оқиғаларға оқиға өңдеушілер деп аталатын арнайы блоктармен жауап бере алады.

Осы сабақта берілген код үлгісін қараған кезде, сенсорлық оқиғалар үшін оқиға өңдегіштерді тануға болатынын біліңіз.

6 -қадам: жарық диоды

MakerBit+R Стартер жинағы светодиодтар орнатылған таспалы кабельдерді ұсынады. Бұларды қолдану өте оңай.

Қызыл жарық диодтары бар кабельді таңдаңыз.

Әрі қарай, MakerBit+R -дегі үлкен, қара розеткаға көгілдір розеткаға жақын орналасқан жерді табыңыз, бұл қара розеткада P11 мен P16 аралығында белгіленген түйреуіштері бар.

Таспалы кабельдің қара ашасын осы розеткаға итеріңіз.

Таспалы кабельдің шеттерін тексеріңіз. Сыртында қоңыр сым бар жағын табыңыз.

Бұл қоңыр сым P16 сымымен басқарылатын жарықдиодты жарық диодына өтеді. Сіздің кодыңыз кері санақ аяқталған кезде сигнал беру үшін осы жарықдиодты пайдаланады.

Жарықдиодты орналастыру үшін картоннан немесе қораптан кішкене тесік жасаңыз. Жарық диодты артқы жағынан итеріңіз, содан кейін оны таспамен бекітіңіз.

Қоңыр+қызыл жұп сымдарды икемді болу үшін сымды жеткілікті босатқанша таспалы кабельдің бүйірінен сәл алшақтату қажет болуы мүмкін.

7 -қадам: Сыртқы батарея

Батарея мен батарея қосқышын дайындаңыз. Батарея таймерді портативті ете алады!

9 вольтты аккумуляторды MakerBit-тің дөңгелек сыртқы розеткасына қосуға болады, ол компьютерге қосылмаған кезде таймерді қуаттандырады.

СКД дисплейі мен MP3 ойнатқышы батареямен қамтамасыз етілетін жоғары кернеуді қажет етеді.

Батареяны қосуға тырысыңыз, ол MakerBit және micro: bit шамдарын қосады.

8 -қадам: Таймерді қорапқа салыңыз

Қайта тағайындалған картон қорап таймер үшін жақсы корпус жасай алады.

Ол үшін желім, құрылыс қағаздары мен қиял қажет болуы мүмкін.

Суретте қорапқа салынғанның бәрі көрсетілген.

9 -қадам: MP3 ойнатқышына қате қоңырау шалыңыз

Бұл сілтемеде Интернетте армияның қателікке қарсы қоңырауларының өте жақсы жиынтығы бар.

Автор жауынгерлерге тағамның дайын екенін білуге мүмкіндік беретін «Mess Call» ойнаған қатенің MP3 аудио файлын жүктеді. Бұл ас үй таймері үшін жақсы таңдау болып көрінді.

Бұл жобаға арналған MP3 жиынтығы MakerBit.com сайтынан қосымша сатып алу ретінде қол жетімді болды. Жинаққа MP3 ойнатқыш, microSD жад картасы, жад картасына арналған USB адаптері, күшейтілген динамик және динамик үшін зарядтау сымы кіреді.

MicroSD картасын тауып, оны USB адаптеріне салыңыз. Мұны компьютерге қосыңыз. «04» деп аталатын қалта жасаңыз. Бұл нөл-төрт. Қалтаны ашыңыз.

Таймер ойнағысы келетін MP3 файлын осы қалтада сақтаңыз. Файл атауын 3 таңбалы саннан басталатын етіп өзгертіңіз. Мысалы, “001_MessCall.mp3”.

Жад картасы мен адаптерді компьютерден шығарыңыз. Жад картасын адаптерден шығарыңыз. Картаны MP3 ойнатқышқа салыңыз. Оны қабылдағышқа итеріп, орнында тұрып қалады.

Таймердің коды қалта нөмірі мен файл нөміріне байланысты қажетті файлды таңдап, ойната алады. Бұл мысалда бұл №4 қалта және №1 файл болады.

Сіз таймерде әр түрлі MP3 аудио файлдарын microSD картасына сақтау арқылы ойната аласыз: 3 таңбалы сандардан басталатын файл атаулары бар 2 таңбалы нөмірлі қалталарда.

10 -қадам: Кодты алыңыз

Кодты алу және оны micro: bitке енгізу үшін MakeCode қолданасыз.

MakeCode браузерге негізделген және желіде ақысыз қол жетімді. Олар оны micro: bit үшін арнайы әзірледі. Ол ChromeBooks, Mac, Windows, тіпті кейбір Linux компьютерлерінде жұмыс істейтін көптеген заманауи веб -браузерлермен жұмыс істейді.

Браузерде MakeCode ашу үшін осы сілтемені басыңыз.

Бұл жобаның нақты коды сізбен жұмыс істеу үшін автоматты түрде енгізіледі.

Сіздің экран төменде көрсетілгендей болуы керек.

11 -қадам: Кодты микро: битке жүктеңіз

Төмендегі суреттерде процесті жүргізуге көмектесетін бұрыштарда сандар бар.

1. USB кабелі арқылы компьютерге микро: бит қосыңыз.
2. MICROBIT сақтау құрылғыларының тізімінде пайда болатынын білу үшін компьютердің файлдық жүйесін тексеріңіз. Бұл мақаладағы фотосурет Chromebook -те қалай көрінеді.
3. MakeCode ішіндегі Сақтау түймесін басыңыз. Фотосуретте батырманы көрсететін көрсеткі көрсетілген.
4. Сіздің компьютер бағдарламаны қайда сақтағыңыз келетінін сұрайды. MICROBIT сақтау құрылғысына өтіп, оны ашыңыз. Сақтау түймесін басыңыз.
5. Код жүктелген кезде микро: бит шамы тез жыпылықтайды. Компьютер экранында прогресс туралы хабар беретін хабарламалар пайда болуы мүмкін. Жүктеу аяқталғаннан кейін MICROBIT құрылғысын файлдық жүйеден шығарыңыз. Содан кейін USB кабелін ажыратыңыз.
6. Батареяны MakerBit -ке қосыңыз. Таймерден ләззат алыңыз!

Айтпақшы, сіз кодты компьютерге сақтауды таңдай аласыз, содан кейін файлдың көшірмесін micro: bitке апару арқылы жүктей аласыз.

Қосымша қадамның артықшылығы мынада, сіз файлды MakeCode -ке компьютерден импорттай аласыз, бірақ micro: bit -тен емес.

12 -қадам: Кодексті зерттеңіз

10 -қадамдағыдай таймер коды жүктелген шолғышта MakeCode ашыңыз.

Компьютердің тінтуір меңзерін код блогына қойып, оны қысқа уақытқа қалдырыңыз.

Блок туралы ақпарат беретін шағын хабарлама пайда болады.

Сіз оқиғалардың ретін қадағалай аласыз ба? Нұсқау: ол «іске қосу» блогынан басталады. Содан кейін ол «clearTheTimer» деп аталатын блокқа секіреді. Осыдан кейін ол «мәңгілік» деп аталатын блокқа секіреді. Осыдан кейін не болады?

Кодты оқып жатқанда таймердегі түймелерді түртіп көріңіз.

Түймені басқан кезде кодтың қандай бөліктері белсендірілген сияқты? Неге? Кодқа қарап, түйменің не істейтінін болжай аласыз ба?

Оқуды үйрену - жазуды үйренудің маңызды бөлігі. Код жазуды үйренетін студенттер басқа адамдар жазған кодты оқу арқылы пайдалы болады.

Кодтау туралы біліміңізді тексерудің жақсы әдісі - таймердің кодындағы нәрсені өзгерту.

Сіздің өзгеріс таймердің жұмысына қалай әсер ететінін болжаңыз. Содан кейін өзгертілген кодты micro: битке жүктеңіз және не болатынын көріңіз!

Сіз қателесетін шығарсыз. Бәрі жақсы. Барлығы жасайды. Әрбір дерлік кодтау жобасы отладка деп аталатын кезеңнен өтеді, бұл негізінен қателерді табу мен түзетуді білдіреді.

Сіз әрқашан жұмыс істейтін кодты бастай аласыз. Кодты қайта жүктеу үшін 10 -қадамдағы сілтемені нұқыңыз.

13-қадам: Жиі қойылатын сұрақтар

Неліктен код бөліктерге бөлінеді?

Әр бөлім тек бір тапсырманы орындайды.

Әр тапсырмаға код тек бір рет жазылады.

Бөлімдерде адамдарға кодты оқуға көмектесетін сипаттамалық атаулар бар.

Таймер код бөлігін орындайтын тапсырманы орындау қажет болғанда код бөлігін атымен белсендіреді. Бұл «шақыру» «рәсім» деп аталады.

Есептеу таймердің жұмыс істеуіне қалай мүмкіндік береді?

Таймер есептеуді үш түрлі жолмен қолданады.

Таймерді орнату үшін пайдаланушы сенсорлық нүктеге тиген кезде уақытты қосыңыз. Таймерді іске қосу үшін пайдаланушы сенсорлық нүктеге тигеннен кейін уақытты азайтыңыз. Көрсету үшін секунд санын сағатқа, минутқа және секундқа түрлендіріңіз. «Мәңгілік» процедурасы уақытты екі жолмен өлшеу үшін азайтуды қолданады.

Бір секунд өткенін айту үшін микро: бит тексеріңіз. Әр секунд өткеннен кейін, кері санау нөлге жеткенше, кері санақтан 1 -ді алып тастаңыз. «AddSeconds» процедурасы пайдаланушы сенсорлық түйіндердің бірін сағат, минут немесе секунд ішінде басқаннан кейін кері санақты ұлғайту үшін қосуды қолданады.

«ShowTimeRemaining» процедурасы кері санауды уақыт түсінігіне айналдыру үшін бүтін санды бөлуді қолданады, оны адам түсінуге оңай.

Кодта басқа қандай кодтау әдістері қолданылады?

Сипаттамалық айнымалы атаулар адамдарға кодтың кейбір фактілерді қалай басқаратынын түсінуге көмектеседі.

Айнымалы - бұл микро: бит жадында сақталатын фактке бекітілген атау.

Фактілер таймерге пайдаланушының не істегісі келетінін бақылауға мүмкіндік береді.

Процедура айнымалыға бекітілген мәнді өзгерте алады. Жаңа мән басқа процедурада қолданылуы мүмкін.

Логикалық блоктар шын немесе жалған фактілерді бағалайды. Дәл осылай таймер дұрыс әрекетті анықтай алады.

Шын немесе жалған факт екі санды салыстырудың нәтижесі болуы мүмкін. Сандар тең бе? Бір сан екіншісінен үлкен бе? Немесе аз ба?

Сондай -ақ, код айнымалыға true немесе false мәнін қоса алады.

Процедура басқа процедураның қалай жұмыс істейтінін өзгерту үшін шын немесе жалған айнымалы мәнін өзгерте алады. Осылайша осы кодтағы T5 оқиға өңдегіші soundTheAlarm деп аталатын процедурадағы дабылды өшіреді.

Логикалық блоктар қарапайым болуы мүмкін: егер мән немесе салыстыру рас болса, онда бірдеңе жасаңыз; әйтпесе, ештеңе жасамаңыз.

Логикалық блоктар күрделі болуы мүмкін: егер мән немесе салыстыру рас болса, онда бір нәрсені жасаңыз; else (басқаша мағынада), басқа нәрсе жасаңыз.

Логикалық блоктарда басқа логикалық блоктар болуы мүмкін.

Кейде фактіні бағалау және дұрыс әрекетті таңдау үшін бірнеше логикалық блоктар тізбегі қажет.

Неліктен «мәңгілік» блогы 995 санын қолданады?

Уақыттың бір секунд өткенін білу үшін код 995 пайдаланады.

Микро: бит автоматты түрде «жұмыс уақыты» деп аталатын айнымалыны секундына шамамен 1 000 есе арттырады. Бұл дәл 1000 емес, бірақ жақын.

Бұл мысалды құру үшін нақты micro: битпен жасалған эксперимент орташа есеппен 995 -ке жақындағанын анықтады.

Бұл код байқалған орташа мәнге сәйкес келеді. Ол кері санақтан бір секундты алып тастау үшін логикалық блоктарды бастамай тұрып, жұмыс уақытының мәні 995 -ке артуын күтеді.

Микро: бит жұмыс уақытының айнымалы мәнін қаншалықты жылдам жаңартатынын анықтау үшін экспериментті қалай құрастырар едіңіз? Өз ашылымыңызға сенімді болу үшін экспериментті қанша уақыт жүргізу керек еді?

Сіз таймердің инженерісіз. Бұл 995 -ті басқа мәнге ауыстыру сіздің таймеріңізді дәлірек ететінін шеше алатын жалғыз адам екеніңізді білдіреді.

Тек кодты өзгерту арқылы таймерді басқаша жасауға қалай өзгертуге болады?

Жиналған компоненттерді бір қалыпта ұстай отырып, кодқа енгізілген бірнеше өзгерістер таймерді басқа өнімге айналдыруы мүмкін.

Секундомер

«Start-Stop» сенсоры күткендей жұмыс істейді. «Таза» сенсор сенсоры да болады.

Сағат, минут және секунд сенсорлары қажет емес.

«Мәңгілік» рәсімі төменге емес, санауға өзгереді.

Жетілдірілген модификация уақытты секундтың 1/10 бөлігінде өлшеу және көрсету болады.

Жұмыс сағаты

«Start-Stop» сенсоры «Орнату» түймесі ретінде әрекет етеді.

Сенсорлық сенсорлар сағаттарға, минуттарға және секундтарға өзгеріссіз күтілгендей жұмыс істейді.

«Мәңгілік» процедураны төмендетуге емес, санауға тура келеді.

Сондай -ақ, «мәңгілік» рәсімге түн ортасында «нөлге айналу» үшін есептеу қажет болады.

«Таза» сенсор сенсоры қажет емес. Дегенмен, оған жаңа функция берілуі мүмкін.

Бұл сенсорды режимді басқару элементі ретінде қолдану кеңейтілген модификация болуы мүмкін. Тәулік бойы әскери режимдегі дисплей мен әдеттегі 12 сағаттық дисплейді таңертең және кешке ауыстырыңыз. дисплейге қосылды.

Оятқыш

Бұл жағдайда сенсорлық сенсорды «Дабыл» басқару пультіне өзгертуге болады.

Жаңа фактілерді қадағалау үшін қосымша айнымалылар қажет болуы мүмкін, мысалы, дабылды беру уақыты, пайдаланушының дабылды қосқаны немесе өшіруі.

Әр түрлі студенттердің бұл түрлендіруге әр түрлі жолмен қалай қарайтынын білу қызықты болар еді.

Әлемді бақылау

Сағатқа қозғалыс, шу немесе есіктің ашылуы мен жабылуы сияқты оқиғаларды анықтауға мүмкіндік беретін MakerBit арқылы қосымша сенсорлар қосуға болады.

Егер оқиғалар белгілі бір уақыт аралығында анықталса, сағат дабыл беруді шешуі мүмкін.

Сол сияқты, сағатты уақытқа байланысты сыртқы құрылғыларды қосу немесе өшіру үшін де қолдануға болады. Мысалы, MakerBit -тегі түйреуішке қосылған есіктің электронды құлпы болуы мүмкін.