MakerBit сізге шыршаның астындағы суды тексеруді ескертеді ме ?: 7 қадам

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

Жаңа піскен ағаш-көптеген үйлердің дәстүрлі мерекелік безендіруі. Оны таза сумен қамтамасыз ету өте маңызды. Ағаштың астындағы суды тексеруді еске салатын ою -өрнектің болғаны жақсы емес пе?

Бұл жоба біздің күнделікті өмірімізде есептелетін құрылғылар қалай жұмыс істейтінін көрсететін серияның бір бөлігі. Ол MakerBit көмегімен су деңгейінің қарапайым детекторы ағаш деңгейіндегі оюмен жарықтандырылған судың төмен деңгейін көрсете алатынын көрсетеді. Біз орындаған қадамдар төменде көрсетілген.

Назар аударыңыз: бұл тек тұжырымдаманың демонстрациясы. Мұнда көрсетілген жинақ нағыз ағаштың құрғап кетуіне жол бермеуге арналған. Нағыз ағашпен су деңгейінің кез келген сенсорын қолдану керектігін шешпес бұрын, төмендегі 6-қадамдағы қауіпсіздік ескертуін оқып шығу керек.

1 -қадам: Компоненттерді жинаңыз

• Роджер Вагнердің MakerBit+R
• микро: бит контроллері (Нақты контроллер MakerBit+R стартер жинағына кіреді. Микро: битте көрсетілген пластикалық корпус аксессуары бөлек сатылады. Мысалы, бұл сілтеме Amazon -да сатылатынын көрсетеді.)
• Таспалы кабель (жинаққа кіреді)
• 9 вольтты батарея қосқышы (жинаққа кіреді)
• 9 в батарея
• Су сенсоры (Біздікі Elegoo 37-Sensors жинағында келді. Интернетте бөлек сатылады.)
• Екі ұшында әйел контактілері бар 3 секіргіш сым. (қосылған)
• Кейбір светодиодтар (қоса берілген; төмендегі басқа фотосуреттерде көрсетілген)

2 -қадам: Барлығын бекітіңіз

A. MakerBit қосылымдары

MakerBit ішіне micro: bit енгізіңіз. Бағдарламалау мақсатында компьютерге қосылу үшін онымен бірге келетін USB кабелі қажет болады. Бағдарламалағаннан кейін, құрылғыны тек 9 вольтты батареямен іске қосуға болады.

Жарықдиодты таспаның аралас кабелін 11-16 жарықдиодты қара розеткаға қосыңыз. 3 ағытқыш сымның 3 розеткалы коннекторын түйреуіштің жоғарғы жағындағы қара, қызыл және ақ тіректерге, A0 деп белгіленген қатарға қосыңыз. Қара - GND (жер) үшін, қызыл +5v үшін, ақ «сигнал» үшін ақ, ол аналогтық түйреуіш 0 болады).

Батареяны қосатын уақыт емес, бірақ екінші фотосуретте оның қайда кететіні көрсетілген.

B. Ылғал датчигін қосыңыз

Сымдардың басқа ұштары үшінші фотода көрсетілгендей сенсордың үш түйреуішіне арнайы түрде түсуі керек. «S» деп белгіленген түйреуішті MakerBit -тегі ақ жазуға қосыңыз. «+» Түйреуішті қызыл тірекке қосыңыз. Соңында « -» түйреуішін қара тірекке қосыңыз. Біз тәртіпті сақтауға көмектесу үшін бағандармен бірдей түсті сымдарды қолдандық.

C. Жарық диодтарын таспалы кабельге салыңыз

Біз 4 шамды қолданамыз: бір қызыл, бір сары, екі жасыл. Назар аударыңыз, әр жарық диодында екі түйреуіш бар. Бір түйреуіш екіншісінен қысқа. Қысқа түйреуішке назар аударыңыз. Ол кішкене үшбұрышы бар бүйірдегі қосқышқа кіреді.

Бұл жобадағы код кабельдің ортасында төрт коннекторды қолданады, олар 11, 12, 13 және 14 түйреуіштер үшін. MakerBit -тегі қара ұяшықтағы жапсырмаларды тексеріп, әрбір түйреуіш нөмірімен сәйкес келетін түйреуіштерді қараңыз.. Содан кейін сымдардың түйреуіштерге қандай қатысы бар екенін білу үшін кабельді зерттеңіз. Нұсқау: ақ-қара жұп 12-ші істікке қосылады. Фотосуреттерде қандай сымдарды қолдану керектігі көрсетілген.

Бесінші суретте бәрі байланыстырылған және жүруге дайын екені көрсетілген.

3 -қадам: Жоспарды түсіну

Бұл жобадағы су сенсорында бір -бірінен сәл ғана алшақ орналасқан электрлік контактілер желісі бар. Құрғаған кезде бұл ашық қосқыш сияқты. Ылғал болған кезде су контактілер арасында электр тогын өткізеді. Ол неғұрлым тереңдеген сайын, контактілер ылғалды болады және электр энергиясын өткізе алады. Осылайша, сенсор судың деңгейін тереңдіктің өзгеруімен жоғарылайтын немесе азаятын электр энергиясының кедергісі ретінде көрсете алады. Сенсорда детектордың ылғалға сезімталдығын күшейтетін және ылғалдың мөлшерін micro: bit (MakerBit арқылы) аналогтық түйреуішіне сан ретінде жеткізетін қарапайым қосымша схема бар.

Нөл сенсордың құрғақ екенін білдіреді, яғни үлкен қарсылыққа ие. Нөлден үлкен сан сенсор суды анықтайды. Су неғұрлым терең болса, соғұрлым көп болады. Біз шамдар саны артқан сайын қосамыз, ал саны азайған кезде оларды өшіреміз.

Біздің тестілер көрсеткендей, сенсордың көрсеткіші су деңгейінің өзгеруіне жауап ретінде күткендей жоғарылайды және төмендейді. Су төмен түскенде ол сезімтал болады және ол құрғақ болғанын анық көрсетеді. Бұл су жағдайы туралы жалпы түсінік қалыптастыру үшін жеткілікті ақпарат береді. Біз судың терең деңгейін дәл өлшеу үшін сенсорға сенбейміз. Бақытымызға орай, біздің мақсаттарымыздың тереңдігін білу қажет емес.

Төрт жарықдиодты қарапайым дисплей ағашқа қашан су қажет болуы мүмкін екенін айтады. Біздің негізде қызыл жарық диоды бар, содан кейін сары түсті, үстіне екі жасыл түсті. Ағаш астындағы су деңгейі көтеріліп -төмендегенде бұл шамдарды қосу мен өшіру жоспарда бар. Жасыл судың бар екенін көрсетеді. Сары түс төмен суды білдіреді. Қызыл түс құрғақ дегенді білдіреді.

4 -қадам: Дисплейді құру

Бұл бөлік сіздің қиялыңызға байланысты. Біз не істегенімізді көрсетеміз. Сіз ескі құттықтау картасын немесе кез келген нәрсені пайдалана аласыз.

Кішкене ағашты кесіп, төрт жарықдиодты ұстап тұру үшін тесіктер жасаңыз. Жарықдиодты ою -өрнектің артына қарай итеріңіз, бірақ толық емес, жарықдиодты негізіндегі ерінге дейін. Жарық диодты артқы жағындағы таспамен бекітіңіз. Жарықдиодты шамдарды орнату туралы пайдалы ақпарат алу үшін мына сілтемені қараңыз.

5 -қадам: Кодекс

MakeCode онлайн-блок-редакторы бұл жоба үшін өте жақсы жұмыс істейді. Суретте кодтың скриншоты көрсетілген.

Сіз редакторды браузер терезесінде ашуға болады, коды өңдеуге дайын, мына сілтеме арқылы: https://makecode.microbit.org/#pub:_H5h9T7KasE46. Код не істейді?

Бастау бөлімінде ол микро: битке кіріктірілген жарықдиодты дисплейді пайдаланбауды айтады. Бұл нұсқаулық біздің жобада қолдануға болатын сандық түйреуіштерді босатады. Содан кейін ол қызыл жарықдиодты қосады (түйреуіш 11), ал қалған үш жарық диодты өшіреді.

«Мәңгілік» бөлімінде ол сенсордан 0 түйреуіштен келетін сандық мәнді оқиды. Содан кейін «Егер … Содан кейін» блоктарының сериясы бұл мәнді сенсорды суға батыру арқылы эксперименталды түрде анықтаған тұрақтылықтармен салыстырады. Осы тұрақтылар үшін әр түрлі мәндермен әрі қарай тәжірибе жасаңыз.

Сенсордың мәні ұлғайған сайын, бағдарлама жарықдиодты шамдарды көбірек қосады. Мән кішірейген сайын оларды өшіреді.

Мәңгілік циклге кідірту блогын қосу жақсы кодтау тәжірибесі. Кідіріс микро: битке басқа нәрселермен қысқа уақыт жұмыс жасауға мүмкіндік береді. Бұл код секундына 1 000 миллисекундқа кідіреді, яғни біз су деңгейін минутына 60 рет тексереміз.

Кодты құрастыру үшін MakeCode редакторын қолданыңыз, содан кейін оны MakerBit -ке жүктеңіз. Бұл сілтеме мұны қалай жасау керектігі туралы ресми нұсқаулыққа қосылады.

6 -қадам: Тексеріңіз !

Батареяны MakerBit -ке қосыңыз және сенсорды суға салыңыз. Суға металл жолақтар салынған соңын ғана қоюға абай болыңыз. Сымдар қосылатын жерде электронды компоненттерді құрғақ күйде ұстаңыз.

ОСЫ ҚАУІПСІЗДІК НҰСҚАСЫН ОҚЫҢЫЗ: Құрғақ ағаш - өрт қаупі. Ол сіздің үйді өртеп жіберуі мүмкін. Ағашқа су қажет болған кезде сіз тек су деңгейінің сенсорына сенбеуіңіз керек. Бұл мақалада сипатталған жинақ тек көрнекі мақсаттарға арналған, су деңгейінің датчиктері күнделікті пайдалануда қалай жұмыс істейтінін көрсетуге арналған. Алайда, мұндай құрылғылар ағашты құрғаудан қорғай алмайды. Ағашқа қажетті судың болуын қамтамасыз ету үшін сіз әлі де ағашты визуалды түрде тексеріп, қауіпсіздікті үнемі қадағалап отыруыңыз қажет.

Сенсорды резервуарға ағаштың астына қойыңыз және дисплейді сіз көретін жерге қойыңыз. Ағашты үнемі тексеріп отырғанда, су деңгейі өзгерген кезде светодиодтардың қалай өзгеретініне назар аударыңыз. Ақпарат сенсорлардың қалай жұмыс істейтінін білуге көмектеседі және ағаштың астындағы суды тексеруді еске салады.

7 -қадам: Тәрбиешілер үшін: STEAM сынақтары мен ұсынылған стандарттар

БУҒА ҚАТЫСТЫРУЛАР

Жасаушының тапсырмасы: дисплейге өтетін сымдарды ұзартыңыз, осылайша сіз оны шын ағашқа іліп қоюыңыз мүмкін.

Құралдарға арналған тапсырма: MakerBit -пен танысыңыз! Сіз светодиодтарды MakeBit -тің кез келген цифрлық түйреуіштеріне MakerBit -тің қара жәшік қосқышына бекітілген розеткалар мен кабель арқылы қосуға болады. Бұл мысалда 11 -ден 14 -ке дейінгі сандар қолданылды. Сіз 5 пен 8 аралығындағы сандарды қолданып, баптауды және кодтауды өзгерте аласыз ба?

Ғылым сынағы: сенсордың әрекетін зерттеңіз. Келесі эксперименттерді орындаңыз.

1. Датчикті мұқият құрғатыңыз, содан кейін өлшенген қадаммен суға салыңыз, мысалы бір уақытта бір миллиметр. Әр жарықтың қосылу тереңдігін жазыңыз.
2. Сенсорды қайтадан мұқият құрғатыңыз. Содан кейін оны металл жолақтардың жоғарғы жағына дейін суға батырыңыз. Оны бір миллиметр сияқты өлшенген қадамдармен алыңыз. Әр жарық өшетін тереңдікті жазыңыз.
3. Сіз жинаған деректерді бағалаңыз. Шамдар судың екі деңгейіне бірдей жауап бере ме? Егер сандар сәйкес келмесе, сіз байқайтын мінез -құлықтың мүмкін түсіндірмелерінің тізімін жасаңыз.

Математикалық тапсырма: суды минутына немесе сағатына бір рет тексеру үшін кідірту блогына енгізу қажет миллисекундтардың санын есептеңіз.

Инженерлік қиындық: Бұл құрылғыны әр түрлі жолмен қолдануға болатынын ойлаңыз. Суға батыру бағытынан туындайтын көрсеткіштердің айырмашылығы осы құрылғыны нақты қолдануда маңызды ма? Неге?

Техникалық қиындықтар: MakerBit -тегі дөңгелек штепсель кез келген жерден алтыдан он екі вольтке дейінгі тұрақты ток көзін қосуға мүмкіндік береді. Кішкене тоғыз вольтты батарея ұзақ уақытқа шыдамауы мүмкін. Су сенсорының үздіксіз жұмыс істеуі үшін тағы қандай қуат көзін қосуға болады?

Кодтау мәселесі: кодты қалай өзгертуге болады, сондықтан бір ғана жарық диоды жанып тұрады: су деңгейіне байланысты жасыл, сары немесе қызыл? Егер кодтағы тұрақтыларды өзгертсеңіз, дисплей мінез -құлқы қалай өзгереді?

Өнер сынағы: дисплейдің әшекейлерін безендіріңіз немесе мүлдем басқа көрінетін дизайн жасаңыз! Жақсы дисплей дизайнының сынағы - бұл ақпаратты анық етеді.

СТАНДАРТТАР

NGSS (Next Generation Science Standards)

4-PS3-4. Ғылыми идеяларды энергияны бір түрден екінші түрге айналдыратын құрылғыны жобалауға, сынауға және жетілдіруге қолданыңыз.

ISTE

4а Студенттер идеяларды құру, теорияларды тексеру, инновациялық артефакттар жасау немесе түпнұсқалық мәселелерді шешу үшін әдейі жобалау процесін біледі және қолданады.

5b Оқушылар деректерді жинайды немесе сәйкес деректер жиынтығын анықтайды, оларды талдау үшін цифрлық құралдарды қолданады және мәселені шешуге және шешім қабылдауға көмектесу үшін деректерді әр түрлі түрде ұсынады.