შეუძლია MakerBit შეგახსენოთ, რომ შეამოწმოთ წყალი თქვენი ნაძვის ხის ქვეშ?: 7 ნაბიჯი

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:19

ახლად მოჭრილი ხე არის ტრადიციული სადღესასწაულო გაფორმება ბევრ სახლში. აუცილებელია მისი შენახვა სუფთა წყლით. კარგი არ იქნება ისეთი ორნამენტი, რომელიც დაგეხმარებათ შეგახსენოთ, რომ შეამოწმოთ წყლის ქვეშ თქვენი ხე?

ეს პროექტი არის სერიის ნაწილი, რომელიც გვიჩვენებს, თუ როგორ მუშაობს გამოთვლების საშუალებით მოწყობილობები ჩვენს ყოველდღიურ ცხოვრებაში. ის იყენებს MakerBit– ს იმის დემონსტრირებისთვის, თუ როგორ შეიძლება წყლის დონის უბრალო დეტექტორმა მიუთითოს წყლის დაბალი დონე ხის ფორმის ორნამენტის შუქებით. ქვემოთ მოყვანილი ნაბიჯები ნაჩვენებია ქვემოთ.

გაფრთხილება: ეს არის მხოლოდ კონცეფციის დემონსტრირება. აქ ნაჩვენები ასამბლეა არ არის შემუშავებული ან გამიზნული იმისთვის, რომ თავიდან აიცილოს ნამდვილი ხე მშრალი. სანამ გადაწყვეტთ გამოიყენოთ თუ არა წყლის დონის სენსორი ნამდვილ ხესთან ერთად, უნდა წაიკითხოთ უსაფრთხოების შეტყობინება ქვემოთ, ნაბიჯი 6.

ნაბიჯი 1: შეაგროვეთ კომპონენტები

• როჯერ ვაგნერის MakerBit+R
• micro: bit კონტროლერი (ფაქტობრივი კონტროლერი შედის MakerBit+R შემქმნელის ნაკრებში. პლასტმასის ქეისის აქსესუარი, რომელიც ნაჩვენებია მიკროში: ბიტი იყიდება ცალკე. მაგალითად, ეს ბმული გვიჩვენებს ერთს, რომელიც იყიდება ამაზონში.)
• ლენტი კაბელი (მოყვება)
• ბატარეის 9 ვოლტიანი კონექტორი (მოყვება)
• 9 ვ ბატარეა (შედის, მაგრამ ასევე ადვილად ხელმისაწვდომი)
• წყლის სენსორი (ჩვენი მოვიდა Elegoo 37-სენსორების ნაკრებში. ხელმისაწვდომია ცალკე ონლაინ რეჟიმში.)
• 3 ჯუმბერის მავთული ორივე ბოლოზე მდედრობითი კონტაქტებით. (შედის)
• ზოგიერთი LED (შედის; ნაჩვენებია სხვა ფოტოებში, ქვემოთ)

ნაბიჯი 2: მიამაგრეთ ყველაფერი

A. MakerBit კავშირები

დააყენეთ მიკრო: ბიტი MakerBit– ში. თქვენ დაგჭირდებათ USB კაბელი, რომელიც მოყვება მას კომპიუტერთან დასაკავშირებლად პროგრამირების მიზნით. მას შემდეგ რაც პროგრამირებთ, შეგიძლიათ აწარმოოთ მოწყობილობა მხოლოდ 9 ვოლტიანი ბატარეით.

შეაერთეთ შერეული LED ლენტის კაბელი შავ ბუდეში 11-16 შუქდიოდებისთვის. შეაერთეთ სამი ჯუმბერის მავთულის 3 ბუდე კონექტორი შავ, წითელ და თეთრ პოსტებზე პინის სათაურზე, A0 წარწერით მწკრივზე. შავი არის GND (ადგილზე), წითელი +5v და თეთრი "სიგნალისთვის", რომელიც იქნება ანალოგური pin 0).

ჯერ არ არის დრო ბატარეის დასაკავშირებლად, მაგრამ მეორე ფოტო გვიჩვენებს სად წავა.

B. შეაერთეთ ტენიანობის სენსორი

მავთულის სხვა ბოლოები უნდა გადავიდეს სენსორის სამ ქინძისთავზე კონკრეტული გზით, როგორც ეს ნაჩვენებია მესამე ფოტოში. შეაერთეთ "S" წარწერით თეთრი პოსტი MakerBit– ზე. შეაერთეთ "+" პინი წითელ პოსტზე. დაბოლოს, დააკავშირეთ " -" პინი შავ პოსტზე. ჩვენ გამოვიყენეთ მავთულები იმავე ფერის, როგორც პოსტები, რათა შევინარჩუნოთ წესრიგი.

C. ჩადეთ LED- ები ლენტის კაბელში

ჩვენ ვიყენებთ 4 შუქს: ერთი წითელი, ერთი ყვითელი, ორი მწვანე. გაითვალისწინეთ, რომ თითოეულ LED- ს აქვს ორი ქინძისთავი. ერთი პინი უფრო მოკლეა ვიდრე მეორე. ყურადღება მიაქციეთ მოკლე პინს. ის გადადის კონექტორში იმ მხარეს, რომელსაც აქვს პატარა სამკუთხედი.

ამ პროექტის კოდი იყენებს ოთხ კონექტორს კაბელის შუა ნაწილში, ერთს ქინძისთავებისთვის 11, 12, 13 და 14. შეამოწმეთ ეტიკეტები MakerBit– ის შავი სოკეტით, რომ ნახოთ რომელი წყვილი ქინძისთავები მოყვება თითოეულ პინ ნომერს რა შემდეგ შეისწავლეთ კაბელი, რომ ნახოთ როგორ უკავშირდება მავთულები ქინძისთავებს. მინიშნება: შავ-თეთრი წყვილი უკავშირდება პინ 12-ს. ფოტოებზე ნაჩვენებია რომელი მავთულის გამოყენება.

მეხუთე ფოტო გვიჩვენებს, რომ ყველაფერი მიმაგრებულია და წასასვლელად მზად არის.

ნაბიჯი 3: გაიგე გეგმა

ამ პროექტის წყლის სენსორს აქვს ელექტრული კონტაქტების ქსელი, რომლებიც ყველა ერთმანეთისგან ოდნავ დაშორებულია. როდესაც მშრალია, ის ღია გადამრთველს ჰგავს. როდესაც სველია, წყალი ატარებს ელექტროენერგიას კონტაქტებს შორის. რაც უფრო ღრმა ხდება ის, მით მეტი კონტაქტი ხდება სველი და შეუძლია ელექტროენერგიის გამტარობა. ამ გზით, სენსორს შეუძლია მიუთითოს წყლის დონე, როგორც წინააღმდეგობა ელექტროენერგიის ნაკადის მიმართ, რომელიც იზრდება ან მცირდება სიღრმის შეცვლისას. სენსორზე არის რამდენიმე დამატებითი დამატებითი სქემა, რომელიც აძლიერებს დეტექტორის მგრძნობელობას ტენიანობის მიმართ და აცნობებს ტენიანობის რაოდენობას მიკრო ანალოგურ პინზე: ბიტი (MakerBit– ის საშუალებით) რიცხვის სახით.

ნული ნიშნავს, რომ სენსორი მშრალია, ანუ აქვს ყველაზე დიდი წინააღმდეგობა. ნულზე მეტი რიცხვი ნიშნავს, რომ სენსორი აღმოაჩენს წყალს. რაც უფრო ღრმაა წყალი, მით მეტია რიცხვი. ჩვენ ვანთებთ შუქს რიცხვის მატებასთან ერთად და ვანთებთ მათ რიცხვის შემცირებისას.

ჩვენმა ტესტებმა აჩვენა, რომ სენსორის კითხვა იზრდება და მცირდება როგორც მოსალოდნელი იყო წყლის დონის ცვლილების საპასუხოდ. ის უფრო მგრძნობიარე ხდება, როდესაც წყალი დაბლა ეცემა და აშკარად მიუთითებს, როდესაც ის მშრალია. ეს იძლევა საკმარის ინფორმაციას წყლის მდგომარეობის შესახებ ზოგადი წარმოდგენის შესაქმნელად. ჩვენ არ ვიქნებით ამ სენსორზე ზუსტი წყლის დონის გასაზომად. საბედნიეროდ, ჩვენ არ გვჭირდება ზუსტი სიღრმის ცოდნა ჩვენი მიზნებისათვის.

ოთხი LED- ის მქონე უბრალო ეკრანი გვეუბნება, როდის შეიძლება საჭირო იყოს ხეზე მეტი წყალი. ჩვენს აქვს წითელი LED ბაზაზე, შემდეგ ყვითელი, რომელსაც მოყვება ორი მწვანე. გეგმა არის ამ შუქების ჩართვა და გამორთვა, როდესაც ხის ქვეშ წყლის დონე მაღლა და ქვევით მიდის. მწვანე მიუთითებს წყლის არსებობაზე. ყვითელი მიუთითებს დაბალ წყალზე. წითელი ნიშნავს მშრალს.

ნაბიჯი 4: ააშენეთ ჩვენება

ეს ნაწილი დარჩა თქვენს ფანტაზიაზე. ჩვენ ვაჩვენებთ რა გავაკეთეთ. თქვენ შეგიძლიათ გამოიყენოთ ძველი მისალოცი ბარათი ან თითქმის არაფერი.

ამოჭერით პატარა ხე და გააღეთ ხვრელები, რომ დაიჭიროთ ოთხი LED. განათავსეთ LED ორნამენტის უკნიდან, მაგრამ არა ბოლომდე, მხოლოდ ტუჩამდე, LED- ის ბაზაზე. დაიჭირეთ LED- ები იმ ადგილას, რომელზეც უკანა მხარეს არის პატარა ლენტი. იხილეთ ამ ბმულზე სასარგებლო დეტალები LED- ების დაყენების შესახებ.

ნაბიჯი 5: კოდი

MakeCode ონლაინ ბლოკის სტილის რედაქტორი ძალიან კარგად მუშაობს ამ პროექტისთვის. სურათზე ნაჩვენებია კოდის ეკრანის ანაბეჭდი.

თქვენ შეგიძლიათ გახსნათ რედაქტორი ბრაუზერის ფანჯარაში, კოდი უკვე ჩატვირთული რედაქტირებისთვის, ამ ბმულის გამოყენებით: https://makecode.microbit.org/#pub:_H5h9T7KasE46. რას აკეთებს კოდი?

დაწყების განყოფილებაში ის ეუბნება მიკრო: ბიტს, რომ არ გამოიყენოს ჩაშენებული LED დისპლეი. ეს ინსტრუქცია ათავისუფლებს ციფრულ ქინძისთავებს, რომ გამოვიყენოთ ჩვენს პროექტში. შემდეგ ის ანათებს წითელ LED- ს (პინ 11), ხოლო დანარჩენი სამი LED- ები გამორთულია.

სამუდამოდ განყოფილებაში ის კითხულობს რიცხვით მნიშვნელობას, რომელიც მოდის სენსორიდან პინ 0 – ზე. შემდეგ ბლოკების სერია „თუ… შემდეგ“ადარებს ამ მნიშვნელობას (გარკვეულწილად თვითნებურ) მუდმივებთან, რომლებიც ჩვენ ექსპერიმენტულად განვსაზღვრეთ სენსორის წყალში და წყალში ჩაძირვით. მოგერიდებათ, ექსპერიმენტი ჩაუტაროთ სხვადასხვა მნიშვნელობებს ამ მუდმივებისთვის.

როდესაც სენსორის მნიშვნელობა იზრდება, პროგრამა უფრო მეტ LED- ს ჩართავს. როდესაც ღირებულება მცირდება, ის გამორთავს მათ.

კარგი კოდირების პრაქტიკაა სამუდამო მარყუჟში პაუზის ბლოკის ჩართვა. პაუზა საშუალებას აძლევს მიკრო: ცოტა შესაძლებლობას მოკლე დროში იმუშაოს სხვა საკითხებზე. ეს კოდი წყვეტს 1 000 მილიწამს, უდრის ერთ წამს, რაც იმას ნიშნავს, რომ ჩვენ ვამოწმებთ წყლის დონეს წუთში 60 -ჯერ.

გამოიყენეთ MakeCode რედაქტორი კოდის შესადგენად, შემდეგ ატვირთეთ იგი MakerBit– ში. ეს ბმული უკავშირდება ოფიციალურ სახელმძღვანელოს, თუ როგორ უნდა გავაკეთოთ ეს.

ნაბიჯი 6: შეამოწმეთ !

შეაერთეთ ბატარეა MakerBit– თან და ჩადეთ სენსორი წყალში. ფრთხილად იყავით, რომ ბოლო მოათავსოთ ლითონის ზოლებით წყალში. შეინახეთ ელექტრონული კომპონენტები მშრალი ბოლოს მავთულის შეერთების ადგილას.

წაიკითხეთ ეს უსაფრთხოების შენიშვნა: მშრალი ხე არის ხანძრის საშიშროება. მას შეუძლია ცეცხლი წაიღოს და დაწვეს თქვენი სახლი. თქვენ არ უნდა დაეყრდნოთ მხოლოდ წყლის დონის სენსორს, რომ გადაწყვიტოთ როდის სჭირდება თქვენს ხეს წყალი. ამ სტატიაში აღწერილი შეკრება მხოლოდ საილუსტრაციო მიზნებისთვისაა, მიზნად ისახავს იმის ჩვენებას, თუ როგორ შეიძლება წყლის დონის სენსორები ფუნქციონირებდეს ყოველდღიურ გამოყენებაში. თუმცა, მსგავსი მოწყობილობები ვერ დაიცავს ხეს გაშრობისგან. თქვენ კვლავ უნდა შეამოწმოთ თქვენი ხე ვიზუალურად და შეინარჩუნოთ უსაფრთხო ხედვა ნებისმიერ დროს, რათა დარწმუნდეთ, რომ თქვენს ხეს აქვს წყალი, რაც მას სჭირდება.

მოათავსეთ სენსორი წყალსაცავში თქვენი ხის ქვეშ და დააყენეთ ეკრანი სადაც შეგიძლიათ ნახოთ. როდესაც თქვენ რეგულარულად ამოწმებთ თქვენს ხეს, შენიშნეთ როგორ იცვლება LED- ები წყლის დონის ცვლილებისას. ინფორმაცია დაგეხმარებათ გაიგოთ როგორ მუშაობს სენსორები და შეიძლება შეგახსენოთ, რომ შეამოწმოთ წყალი თქვენი ხის ქვეშ.

ნაბიჯი 7: პედაგოგებისთვის: STEAM გამოწვევები და შემოთავაზებული სტანდარტები

ორთქლის გამოწვევები

შემქმნელის გამოწვევა: გააფართოვოს მავთულები ეკრანზე, ასე რომ თქვენ შეგიძლიათ რეალურად დაკიდოთ იგი უფრო მაღლა ნამდვილ ხეზე.

ინსტრუმენტის გამოწვევა: გაიცანით თქვენი MakerBit! თქვენ შეგიძლიათ LED- ები დაუკავშიროთ MakeBit– ის ნებისმიერ ციფრულ ქინძისთავს, სოკეტებისა და კაბელის გამოყენებით, რომლებიც დამაგრებულია MakerBit– ის შავი ყუთის კონექტორზე. ამ მაგალითში გამოყენებულია რიცხვები 11 -დან 14. შეგიძლიათ შეცვალოთ კონფიგურაცია და კოდირება სხვადასხვა ქინძისთავებისთვის, ვთქვათ, რიცხვები 5 -დან 8 -მდე?

მეცნიერების გამოწვევა: გამოიკვლიეთ სენსორის ქცევა. ჩაატარეთ შემდეგი ექსპერიმენტები.

1. სენსორი კარგად გაამშრალეთ, შემდეგ ჩადეთ წყალში გაზომილი ნაბიჯებით, მაგალითად ერთ მილიმეტრში ერთხელ. ჩაწერეთ სიღრმე, რომელზეც თითოეული შუქი ანათებს.
2. კვლავ გააშრეთ სენსორი. შემდეგ ჩაასხით წყალში ლითონის ზოლების ზედა ნაწილთან ახლოს. გაიყვანეთ იგი გაზომილი ნაბიჯებით, მაგალითად ერთ მილიმეტრში. ჩაწერეთ სიღრმე, რომელზეც თითოეული შუქი ითიშება.
3. შეაფასეთ თქვენ მიერ შეგროვებული მონაცემები. რეაგირებენ თუ არა შუქები წყლის ერთ დონეს ორივე მიმართულებით? თუ რიცხვები არ ემთხვევა, შეადგინეთ შესაძლო ახსნა -განმარტებების ჩამონათვალი თქვენს მიერ დაკვირვებული ქცევისთვის.

მათემატიკის გამოწვევა: გამოთვალეთ მილიწამების რაოდენობა, რომელიც დაგჭირდებათ პაუზის ბლოკში ჩასასმელად, რათა შეამოწმოთ წყალი წუთში ერთხელ, ან საათში ერთხელ.

საინჟინრო გამოწვევა: იფიქრეთ ამ მოწყობილობის გამოყენების სხვადასხვა გზებზე. ამ მოწყობილობის რეალურ გამოყენებაში მნიშვნელოვანი იქნება თუ არა განსხვავება ჩაძირვის მიმართულებით გამოწვეულ კითხვებში? Რატომ ან რატომ არ?

ტექნიკური გამოწვევა: MakerBit– ის მრგვალი შტეფსელი საშუალებას გაძლევთ დაუკავშიროთ პირდაპირი დენის წყარო ექვსიდან თორმეტ ვოლტამდე. პატარა ცხრა ვოლტიანი ბატარეა შეიძლება დიდხანს არ გაძლოს. რა სხვა ენერგიის წყაროს შეგიძლიათ დააკავშიროთ, რომ წყლის სენსორი მუდმივად მუშაობდეს?

კოდირების გამოწვევა: როგორ შეცვლით კოდს ისე რომ მხოლოდ ერთი LED ანათებს: მწვანე, ყვითელი ან წითელი წყლის დონის მიხედვით? როგორ იცვლება ჩვენების ქცევა, თუ თქვენ შეცვლით მუდმივობას კოდში?

ხელოვნების გამოწვევა: დაამშვენეთ ჩვენების ორნამენტი, ან შეიმუშავეთ სხვა რამ, რაც გამოიყურება სრულიად განსხვავებული! ჩვენების კარგი დიზაინის გამოცდა არის ის, რომ ის აშკარა ხდის ინფორმაციას.

სტანდარტები

NGSS (შემდეგი თაობის მეცნიერების სტანდარტები)

4-PS3-4. გამოიყენეთ სამეცნიერო იდეები მოწყობილობის შემუშავების, გამოცდისა და დახვეწის მიზნით, რომელიც ენერგიას გარდაქმნის ერთი ფორმიდან მეორეზე.

ISTE

4 ა მოსწავლეებმა იციან და იყენებენ მიზანმიმართულ დიზაინის პროცესს იდეების გენერირებისთვის, თეორიების შესამოწმებლად, ინოვაციური არტეფაქტების შესაქმნელად ან ავთენტური პრობლემების გადასაჭრელად.

5 ბ მოსწავლეები აგროვებენ მონაცემებს ან იდენტიფიცირებენ შესაბამის მონაცემთა ნაკრებებს, იყენებენ ციფრულ ინსტრუმენტებს მათ გასაანალიზებლად და მონაცემებს წარმოადგენენ სხვადასხვა გზით პრობლემის გადაჭრისა და გადაწყვეტილების მიღების გასაადვილებლად.