ScratchPaper: 10 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:26

Tinkering студиясында біз адамдарды электроника мен бағдарламалау аспектілерімен таныстырудың әдістерін прототиптедік. Бұл тақырыптар жаңадан бастаушыларды қорқытуы мүмкін болғандықтан, бізге кіруге кедергілерді төмендету жолдары туралы ойлану қызықты процесс болды.

Оқушыларды негізгі айналыммен таныстырудың сүйікті әдістерінің бірі - бұл электронды компоненттерді ағаш блоктарға бекіту және оқушыларға оларды аллигатор қысқыштарымен байланыстыруға тәжірибе жасау. Біз сондай-ақ AIR Jie Qi-дің жұмысынан шабыттандық, ол мыс лента, монеталық батареялар мен жарық диодтары бар қағаз схемалары бойынша шеберханалар жасап, жарықтандыратын көркем туындылар жасады.

Бағдарламалау тұрғысынан біз бірнеше жыл бойы Scratch немесе басқа блокқа негізделген бағдарламалау тілдерін қолданатын әрекеттермен тәжірибе жасап келеміз. Бұл интерфейстер адамдарға бағдарламаның бөліктерін апарып тастауға, қосуға мүмкіндік береді, бұл эксперимент пен қайталауды ынталандырады.

Бұл әсерлердің барлығы бізді схемалар, ардуино және визуалды бағдарламалау бойынша идеяларды зерттеу үшін 'ScratchPaper' деп атайтын жаттығуларды жасауға әкелді.

Біз көбінесе бағдарламалау мен ардуино шеберханаларын көрдік, олар күрделі көрінеді және жаңадан қатысушыларға онша ұнамайды. Бұл семинарға біз бірыңғай светодиодты, алдын ала дайындалған қосқыштар мен сенсорлар мен RGB шамдары бар қызықты және түрлі-түсті мысал карталарын жасадық. Біз бұл таңғажайып элементтердің қосылуы, сонымен қатар жоғары және төмен технологиялық материалдардың комбинациясы осы тақырыптарды зерттеуге қатысуға ашық шақыру беретінін анықтадық. Біз Scratch бағдарламалау тілінің экспериментальды кеңейтімін қолдайтын scratchx қолданамыз, ол сізге ардуиноны басқаруға мүмкіндік беретін блоктар қосады.

Бұл нұсқаулықта сіз іс -әрекеттің компоненттерін құруды үйрене аласыз, жұмыс істеу үшін бірнеше эскиздер ала аласыз және материалдардың, қоршаған ортаның және жеңілдетудің барлауды қолдайтын әдістері туралы оқуға болады.

1 -қадам: Бұл материалдарды жинаңыз

Arduino блогы үшін

Arduino UNO -

USB кабелі -

Қатты ядролық сым -

Мыс шегелер

№4 түйме басының бұрап тұратын бұрандалары

1х6 ағаш тақтайшасы

Қағаз тізбегінің компоненттері үшін

Мыс таспасы -

Түрлі түсті қағаз

10к резистор -

Жарық сенсоры -

FSR сенсоры -

10 мм жарық диоды -

10 мм жалпы катодты RGB жарықдиодты шамдары -

Пейджер қозғалтқышы -

Аллигатор клиптері

Қарындаш

Пайдалы құралдар

Қолмен бұрғылау ұсақ бұрғымен

Бұрауыш

Балға

Тегістеу блогы

Қайшы

Желім

Пісіру темірі

Қауіпсіздік көзілдірігі

2 -қадам: Arduino блогын жасаңыз

Алдымен, Arduino UNO тақтасын тақталардың түйреуіштері мыс шегелермен бекітілген ағаш блокқа орнатыңыз, электр схемасын зерттеуге арналған біздің схемаға ұқсас. Бұл компоненттерді итерация мен тестілеуге мүмкіндік беретін аллигатор қысқыштарымен тақтаға қосуға мүмкіндік береді.

Бірнеше түйреуішке қосылған мыс шегелер проблемалық кеңістікті шектейді, бірақ біз үшін қосымша қалқандарға немесе ерекше бөлшектерге сүйенбестен ардуино тақталарын ұсынудың түпнұсқалық әдісі сияқты.

1. 1x6 блокты 4 дана етіп кесіңіз және шеттерін тегістеңіз

2. Arduino UNO тақтасын блоктың ортасына қойыңыз, бұрандалардың тесіктерін қарындашпен белгілеңіз және сол жерлерде тесіктер бұрғылаңыз.

3. Ардуиноны орнына бұраңыз

4. Оң жақта бес нүктені (цифрлық түйреуіш жағы) және сол жақта үш нүктені белгілеңіз. Пилоттық тесіктерді бұрғылаңыз және мыс шегелермен ұрыңыз

5. Arduino цифрлық түйіспелі розеткаларын мыс шегелерге жалғау үшін қатты өзекті сымды қолданыңыз. Біз 11, 9, 6, 5 және 3 түйреуіш сандарды қолданамыз, себебі бұл PWM түйреуіштері, бұл істікті жоғары жылдамдықта қосу және өшіру арқылы жарықтығын өзгертуге мүмкіндік береді.

6. Сол жақта 5В түйреуішті позитивті шегеге, GND түйреуішті теріс шегеге, ал датчиктер үшін A0 аналогты түйреуішке қосыңыз. Қажет болса, қызыл сымды оңға, қараға теріске қолдануға болады, бірақ бұл қажет емес.

7. Біз шегелерді сәйкес түйреуіштерге жапсыру үшін штамп пен шприцті қолдандық. Егер сізде бұл құралдар болмаса, түйреуіштерді бақылаудың басқа жолдары туралы ойланғыңыз келуі мүмкін.

3 -қадам: Компоненттерді - жарықдиодты құрастырыңыз

Енді arduino және scratchx бағдарламалау арқылы басқарылатын қағаз тізбегінің компоненттерін жасау уақыты келді.

Жалғыз жарық диоды үшін

1. Түсті картоннан 2 х 2 дюйм шаршыны кесіңіз

2. Мыс таспасының екі кішкене бөлігін кесіңіз де, оларды жарық диодқа орын қалдыра отырып, шаршыға жабыстырыңыз.

3. Жарық диодының екі сымын мыс лентаға қойып, төмен қарай дәнекерлеңіз. Егер сізде дәнекерлеу үтігі болмаса, онда скотчты таспаға бекіту үшін скотчты қолдануға болады, бірақ ол соншалықты сенімді емес. Түрлі-түсті қағазға (+) және (-) жақтарын қарындашпен белгілеңіз.

RGB светодиодтары үшін

1. 3 х х 3 дюйм өлшемді ақ карточканы кесіңіз

2. RGB жалпы катодты жарықдиодты қолданыңыз және қай сымның қай түске сәйкес келетінін тексеріңіз. Бақылау үшін оны түрлі -түсті өткірлермен белгілеуге болады.

3. Қағаздың бір жағына үш кішкене мыс таспаны, ортасында бір бөлігін екінші жағына бекітіңіз. Жарық диодының үш оң сымын (әр түрлі түстер үшін) бір жағындағы мыс таспаға, ал екінші жағына теріс сымды жалғаңыз. Дәнекерлеңіз немесе оларды таспамен бекітіңіз және (-) жағын және үш түрлі түсті белгілеңіз.

R, G және B светодиодтары үшін

1. Түсті төртбұрышты қағаздың 2 х 3 дюймдік бөлігін кесіңіз

2. Жарық диодтардың теріс жағына қағаздың бір жағына бір жолақты бекітіңіз. Екінші жағынан мыс таспаның үш жолағын салыңыз.

3. Қағазға қызыл, жасыл және көк жарықдиодты теріс жағында теріс сымдары, ал жеке жағында оң сымдары бар қағазды салыңыз. Қарындашпен (+) және (-) жақтарын белгілеңіз.

4 -қадам: Компоненттерді - қосқыштарды жасаңыз

Келесі қадам - сіздің жобаңыздағы әр түрлі бағдарламаларды іске қосу үшін қосу/өшіру қосқыштарын құру. Олар бүктемелерді немесе қалқымалы терезелерді қолдана отырып, әр түрлі формада болуы мүмкін, сондықтан әр түрлі конструкцияларды қолданып көріңіз.

1. Коммутаторлардың әрқайсысына arduino тақтасына үш бекіту нүктесі қажет. Біреуі оңға, бірі теріске, екіншісі цифрлық кіріс түйреуішіне. Мыс таспаның үш бөлігін төмен қарай орналастырыңыз, олардың әрқайсысы үшін.

2. Теріс және цифрлық түйреуішке қосылатын мыс таспа бөліктерінің арасына 10к резистор қойыңыз. Резисторды орнына дәнекерлеңіз.

3. Позитивті және цифрлық түйреуіштер арасындағы байланыс орнату үшін жылжытуға болатын басқа мыс таспаны бекіту әдісін табыңыз. Бұл кесілген қалқымалы бөлік, бүктелген қағаз серіппелері бар шаршы немесе қарапайым бүктелген қосқыш болуы мүмкін.

5 -қадам: Компоненттерді - сенсорларды жасаңыз

Сенсор қоршаған ортадағы оқиғаларды немесе өзгерістерді анықтай алады. Қосылған кезде arduino A0 түйрегіші сенсордың мәнін оқи алады және оны сіздің жобаңызда қолдануға мүмкіндік береді. Біз жарық сенсорлары мен қысым датчиктерін сызаттармен сынап көрдік, бірақ сіз дыбысты, түсті немесе өткізгіштігін өлшейтін сенсорлардың әр түрін қолдана аласыз.

1. Датчиктердің әрқайсысына оң, теріс және аналогты кіріс түйісіндегі arduino тақтасына үш бекіту нүктесі қажет. Осы сымдардың әрқайсысына үш бөлік мыс таспаны салыңыз.

2. Теріс және цифрлы мыс мыс таспалы сымның арасына 10к резисторды қойыңыз. Резисторды орнына дәнекерлеңіз.

3. Жарық сенсорын немесе қысым сенсорын позитивті және аналогты мыс таспалы сымдардың арасына бекітіңіз.

6 -қадам: Қағаз монстры

Материалдар жиынтығына көңілділік пен қыңырлықты енгізудің қызықты әдістерінің бірі - дірілдейтін қозғалтқышпен шайқауға бағдарламаланатын, көздері жұмсақ қағаз құбыжықтарды жасау.

1 2x2 екі шаршы түсті қағазды кесіңіз. Қызықты құбыжықтың пішінін кесіңіз және сәйкес жерлерге ақшыл көздерді бекітіңіз.

2 Негізгі квадрат пен монстрқа бір жазықтықта мыс таспасын жабыстырыңыз.

3. Пейджер қозғалтқышына сымдарды құбыжықтың бетіндегі екі таспаға дәнекерлеңіз және сымдарды дәнекерлеңіз. Қозғалтқышты қағазға бекітіңіз.

4. Бір түсті картадан төртбұрышты кесіңіз және оны екіге бүктеңіз. L-тәрізді бөлікті тірек ретінде қолданыңыз және екі бөлікті біріктіру үшін желімді таяқшаны қолданыңыз.

5. Мыс таспаның екі бөлігін бірге дәнекерлеңіз.

7 -қадам: Scratchx пен Arduino орнатыңыз

Біз қағаз сызбаларын arduino көмегімен басқару үшін нөлдік бағдарламалау тілінің эксперименттік кеңейтімін қолдана бастадық. Ardublocks, Mblock, S4A және басқалары сияқты тестілеуге болатын блокқа негізделген басқа да көптеген бағдарламалау тілдері бар. Бұл нұсқаулық нөлге бағытталған, бірақ сіз басқа форматтарды тексере аласыз.

Бұл ақпарат Kreg Hanning-тің scratchx-ті бастау бойынша нұсқаулығынан алынған, сондықтан сіз оның сайтына егжей-тегжейлі нұсқаулар мен скриншоттарды алу үшін нұқыңыз (https://khanning.github.io/scratch-arduino-extension/index.html))

StandardFirmata микробағдарламасын Arduino -ға жүктеңіз

1. Егер сізде әлі жоқ болса, Arduino бағдарламалық жасақтамасын https://www.arduino.cc/ сайтынан жүктеп, орнатыңыз.
2. Arduino тақтасын компьютердің USB портына қосыңыз
3. Arduino бағдарламалық жасақтамасын іске қосыңыз
4. Файл> Мысалдар> Фирма> Стандартты Фирма тармағына өтіңіз
5. Құралдар> Тақта мәзірінен Arduino тақтасын таңдаңыз
6. Құралдар> Порт мәзірінен сериялық портты таңдаңыз, Mac жүйесінде бұл /dev/tty.usbmodem-1511 сияқты. Windows жүйесінде бұл COM нөмірінің ең көп саны. (Немесе Arduino -ны ажыратыңыз, мәзірді тексеріңіз, содан кейін Arduino -ды қайта қосыңыз және қандай жаңа порт пайда болатынын қараңыз.)
7. Жүктеу түймесін басыңыз

Scratch Extensions шолғышының плагинін орнатыңыз

1. Бұл кеңейтім жұмыс істеуі үшін сізге Firefox веб -шолушысы қажет
2. «Басқа веб -браузерлер» үшін Scratch Extensions шолғышының плагинін жүктеңіз және орнатыңыз.

ScratchX -те Arduino кеңейтімін жүктеңіз

Келесі URL мекенжайына өту арқылы кеңейтімді іске қосыңыз:

scratchx.org/?url=https://khanning.github.i…

Сіз басқа хабарламаны көре аласыз: «scratchx.org плагиндерді іске қосуға рұқсат етесіз бе?». Adobe Flash пен Scratch Device екеуін де «Рұқсат ету және есте сақтау» күйіне орнатыңыз және «Жарайды» түймесін басыңыз.

«Қосымша блоктар» қойындысындағы индикаторды көргенде жасыл түске айналады, бұл кеңейтімді пайдалануға дайын!

8 -қадам: Кейбір эскиздердің мысалдары

Сіз эксперименттерді скриптпен, қағазбен, схемалармен және arduino -мен, мысалы, жыпылықтайтын жарықты жасайтын үлгі кодымен, жарық диодты қосатын және өшіретін қосқышпен және жарықтылықты басқара алатын жарық сенсорымен жасаған кейбір эскиздерден бастағыңыз келуі мүмкін. жарықтан.

Файл мәзіріне өтіп, мысал бағдарламасын ашыңыз. Ардуино қосылған экранда жасыл жарық пайда болғаннан кейін, фондық суретте көрсетілгендей, алигатор қысқыштары арқылы қағаз тізбегінің компоненттерін arduino -ға қосуға болады.

Сіз өзіңіздің жеке бағдарламаларыңызды құруды бастаған кезде, бос тақта бағдарламасынан бастауға болады. Ардуиноға арналған скретч -бағдарламада жұмыс істегенде, «шляпалар блогы» астында «құрылғы қосылған кезде» деп аталатын, әр түрлі түйреуіштерге светодиодтар, түймелер мен сервоприводтар тағайындау арқылы бағдарламаны орнату қажет.

Шамдар, қосқыштар мен сенсорлар бірдеңе жасау үшін сіз «жалауша басылған кезде» қалпақ блогының астында тұратын бағдарлама жасай аласыз. Сіз қайталаулармен, мәңгілік циклдармен, кездейсоқ енгізулермен және күту уақыттарымен тәжірибе жасағыңыз келуі мүмкін. Сондай -ақ, сызаттардың басқа түрлерін қолдана отырып, кейіпкерлерді, дыбыстарды және фонды өзгертуге болады.

Міне, осы жылы Тампада өткен ASTC конференциясында тырнақ қағазының іс -әрекеті туралы түсінік алу үшін бейне:

flic.kr/p/MKHtcf

9 -қадам: ScratchPaper шеберханасын құру

ScratchPaper жобаларын жасауға жеке тәжірибе жасағаннан кейін, сіз бұл әрекетті басқа адамдармен бөлісу туралы ойлана аласыз. Біз оқушылардың өз үдерістері мен идеяларын дамытуда қолдау көрсету үшін белсенділік дизайнына, материалдарға, қоршаған ортаға және жеңілдетуге түзетулер енгізуге тырысамыз. Біз семинарды Tinkering студиясында немесе басқа конференцияларда басқа тәрбиешілермен бірге ұйымдастырған кезде ойлайтын бірнеше нәрсе. Сіз бұл элементтерді сіздің кеңістігіңізге және аудиторияңызға сәйкес келетін етіп реттей және өзгерте аласыз.

Ынтымақтастық орта

Біз семинардың ортасын құра отырып, біз ең алдымен компьютерлерге назар аудармай, оларды ортақ материалдар мен шабыттандыратын мысалдармен қатар басқа құрал ретінде қолданғымыз келеді. Біздің ит сүйек тәрізді үстеліміз, әдетте, басқалардың жұмысын көру оңай емес, экранға негізделген іс -шараларда көбірек ынтымақтастық пен идеялармен бөлісуге мүмкіндік береді.

Мысалдар мен шабыт

Бөлменің кіре берісінің жанында біз мүмкін болатын кеңейтулерді көрсету үшін «қызығушылық бұрышы» құрдық. Біз аттинді чипті қолданатын қағаз тізбектерінің мысалдарын, бірнеше қызықты қағаз схемаларын және жарық сенсорлары мен RGB светодиодтарын қызықты физикалық тәртіпте қолданатын николдың аналогтық мыс тәжін енгіздік.

Жұппен жұмыс

Бұл жерде топпен өткізілетін семинарға біз олардан жұппен жұмыс жасауды сұрадық, бұл менің ойымша, бұл зерттеулерді алға жылжытуға көмектесті. Адамдардың ортақ тергеуге қатысуы оларға өздерін жайлы сезінетін нәрселер туралы айтуға және бір -бірінен үйренуге мүмкіндік берді. Физикалық әлемдегі объектілерді сызу бағдарламалауымен біріктіру қолмен ойлауға көбірек орын береді және серіктестерге проблемалық кеңістікті бөлісуге мүмкіндік береді.

Материалдар

Семинар үшін біз әр топ үшін кемінде үш жалғыз жарықдиодты картаны және әрбір қосымша компоненттердің бір немесе екеуін (RGB шамдары, қағаз монстры, қосқыштар мен сенсорлар) дайындаймыз.

Бөлісу және рефлексия

Біз әрқашан семинар соңында нәтижелер мен идеялармен бөлісеміз, және әр топтың түймелер, дыбыстар мен сенсорларға қатысты бірегей зерттеулерде қалай жұмыс жасағанын көру өте керемет болды. Бізде қарапайым мысалдар болса да, әңгімелер мен әңгімелер пайда бола бастады. Кез келген ойлау әрекеті сияқты, біз әр топтың процесін көрсететін әр түрлі нәтижелерді іздейміз.

10 -қадам: Оны өзіңізге айналдырыңыз

Бұл эксперименттік әрекет, біз бірнеше ай бойы жұмыс жасадық және біз әр түрлі материалдарды, нұсқаулар мен жобаларды сынауды жалғастырамыз. Сіз әр түрлі электронды компоненттермен, қосқыштардың қызықты тәсілдерімен, шығудың жаңа түрлерімен және жарықдиодты шамдардың әр түрлі орналасуымен тәжірибе жасайсыз деп үміттенеміз. Бұл әрекетті қалай ремикс және өзгерту керектігін айтыңыз, сонда біз қағаз схемалары, arduino және scratchx көмегімен бағдарламалау мүмкін болатын нәрселер туралы білуді жалғастыра аламыз.