ScratchPaper: 10 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:26

Tinkering studiyasida biz odamlarni elektronika va dasturlash sohalari bilan tanishtirish usullarini ishlab chiqdik. Bu mavzular yangi boshlanuvchilarni qo'rqitishi mumkinligi sababli, kirish to'sig'ini pasaytirish yo'llari haqida o'ylash biz uchun qiziqarli jarayon bo'ldi.

O'quvchilarni asosiy davralar bilan tanishtirishning eng sevimli usullaridan biri elektron komponentlarni yog'och bloklarga o'rnatish va o'quvchilarga ularni alligator qisqichlari bilan bog'lashni tajriba qilishdir. Bizni AIR Jie Qi ham ishdan ilhomlantirdi, u mis lenta, tanga batareyali akkumulyatorlar va LEDlar yordamida qog'ozdan yasalgan ustaxonalar ishlab chiqardi, ular badiiy yoritgichlar yaratdi.

Dasturlash nuqtai nazaridan, biz bir necha yillardan buyon Scratch yoki boshqa bloklarga asoslangan dasturlash tillaridan foydalanadigan tajribalar o'tkazdik. Bu interfeyslar odamlarga dastur qismlarini bir -biriga sudrab olib tashlashi, bir -biriga bog'lab qo'yishi tajriba va iteratsiyani rag'batlantiradi.

Bu ta'sirlarning barchasi bizni sxemalar, arduino va vizual dasturlash haqidagi g'oyalarni o'rganish uchun "ScratchPaper" deb nomlangan mashxurlikni yaratishga olib keldi.

Ko'pincha biz dasturlash va arduino ustaxonalarini ko'rdik, ular murakkab ko'rinadi va yangi boshlanuvchilarni unchalik qiziqtirmaydi. Ushbu mashg'ulot uchun biz bir xil gumdropli LEDlar, oldindan tayyorlangan kalitlar va datchiklar va RGB chiroqlari bilan qiziqarli va rang-barang misollar kartalarini qurdik, bu o'yinni his qilish uchun. Biz aniqladikki, bu g'alati elementlarning qo'shilishi, shuningdek yuqori va past texnologiyali materiallarning kombinatsiyasi bu mavzularni o'rganishga qo'shilish uchun ochiqroq taklif berishi mumkin. Biz Scratch dasturlash tilining eksperimental kengaytmasi bo'lgan scratchx -dan foydalanamiz, u sizga arduino -ni boshqarishga ruxsat beruvchi bloklarni qo'shadi.

Ushbu qo'llanmada siz mashg'ulot uchun qanday tarkibiy qismlar tuzishni o'rganishingiz mumkin, ular bilan ishlash uchun ba'zi eskizlar olishingiz va materiallar, atrof -muhit va ko'maklashish tadqiqotni qo'llab -quvvatlashi mumkin bo'lgan usullar haqida o'qishingiz mumkin.

1 -qadam: Ushbu materiallarni to'plang

Arduino bloki uchun

Arduino UNO -

USB kabeli -

Qattiq yadroli sim -

Mis mixlar

#4 tugmachali boshli vintlar

1x6 yog'och taxta bo'lagi

Qog'oz davri komponentlari uchun

Mis lentasi -

Rangli qog'ozli qog'oz

10k qarshilik -

Yorug'lik sensori -

FSR sensori -

10 mmli LEDlar -

10 mm umumiy katodli RGB LEDlari -

Pager qidiruvi -

Alligator kliplari

Qalam

Foydali vositalar

Kichik matkap bilan qo'l matkap

Tornavida

Hammer

Zımpara bloki

Qaychi

Yelim tayoqchasi

Lehimlash temir

Xavfsizlik ko'zoynaklari

2 -qadam: Arduino blokini yarating

Birinchidan, Arduino UNO taxtasini taxtalarning pinlari mis mixlar bilan bog'langan yog'och blokga, xuddi shu tarzda, elektr energiyasini qidirish uchun elektron platamizga o'rnating. Bu sizga komponentlarni alligator qisqichlari yordamida taxtaga ulash imkonini beradi, bu iteratsiya va sinash imkonini beradi.

Bir nechta pimlarga ulangan mis mixlar muammo maydonini cheklaydi, lekin bizni hali ham qo'shimcha qalqonlarga yoki g'ayrioddiy qismlarga tayanmasdan arduino taxtalarini taqdim etishning haqiqiy usuli kabi his qiladi.

1. 1x6 blokni 4 dyuymli bo'lakka kesib oling va qirralarini qumlang

2. Arduino UNO taxtasini blokning o'rtasiga qo'ying, vintlar uchun teshiklarni qalam bilan belgilang va bu joylarga teshik qiling.

3. Arduino -ni joyiga burab qo'ying

4. O'ng tomonda beshta nuqta (raqamli pin tomoni) va chapda uchta nuqta belgilang. Uchuvchi teshiklarni burang va mis mixlarga urib qo'ying

5. Arduino raqamli pin soketlarini mis mixlarga ulash uchun qattiq yadroli simdan foydalaning. Biz 11, 9, 6, 5 va 3 -sonli raqamlardan foydalanamiz, chunki ular PWM pinlari bo'lib, ular pinni yuqori tezlikda yoqish va o'chirish orqali yorqinligini o'zgartirishga imkon beradi.

6. Chap tomonda 5V pinni musbat uchun mixga, GND pinini manfiyga va sensorlar uchun A0 analog piniga ulang. Agar xohlasangiz, qizil simni musbat uchun, qora uchun salbiyni ishlatishingiz mumkin, lekin bu shart emas.

7. Biz tirnoqlarni tegishli pimlarga markirovka qilish uchun shtamp va o'tkirdan foydalanardik. Agar sizda bunday vositalar bo'lmasa, pinlarni kuzatib borishning boshqa usullari haqida o'ylashingiz mumkin.

3 -qadam: Komponentlarni yaratish - LEDlar

Endi arduino va scratchx dasturlari tomonidan boshqariladigan qog'ozli elektron komponentlarini yaratish vaqti keldi.

Yagona LED uchun

1. 2in x 2 dyuymli rangli kartochkani kesib oling

2. Mis lentaning ikkita kichik bo'lagini kesib, ularni kvadratga yopishtirib, LED uchun joy qoldiring.

3. LEDning ikkita uchini mis lentaga joylashtiring va pastga lehimlang. Agar sizda lehimlantiruvchi temir bo'lmasa, siz skotchdan foydalanib, simlarni tasmaga yopishtirishingiz mumkin, lekin bu unchalik xavfsiz emas. Rangli qog'ozga qalam bilan (+) va (-) tomonlarini belgilang.

LED RGB uchun

1. 3 dyuym x 3 dyuymli oq kartochkani kesib oling

2. Umumiy katodli RGB LEDidan foydalaning va qaysi sim qaysi rangga mos kelishini tekshiring. Kuzatib turish uchun uni rangli o'tkir chiziqlar bilan belgilashingiz mumkin.

3. Qog'ozning bir tomoniga uchta kichik bo'lak mis lentani, o'rtada bir qismini ikkinchisiga mahkamlang. LEDning uchta ijobiy simini (turli xil ranglar uchun) bir tomondan mis lentaga, ikkinchisiga esa manfiy simni ulang. Lehimlang yoki lentaga joylashtiring va (-) tomonini va uch xil rangni belgilang.

R, G va B LEDlar uchun

1. 2in x 3 dyuymli to'rtburchaklar rangli qog'ozni kesib oling

2. LEDlarning salbiy tomoni uchun qog'ozning yon tomoniga bitta tasma yopishtiring. Boshqa tomondan uchta tasma mis tasmasini joylashtiring.

3. Qog'ozga qizil, yashil va ko'k rangli svetodiodni umumiy tomonida manfiy va har bir tomonida ijobiy svetofor qo'ying. Qalam bilan (+) va (-) tomonlarini belgilang.

4 -qadam: Komponentlarni - kalitlarni yarating

Keyingi qadam, sizning loyihangizdagi turli dasturlarni ishga tushirish uchun yoqish/o'chirish kalitlarini yaratishdir. Bular burmalar yoki qalqib chiquvchi oynalar yordamida juda ko'p turli shakllarga ega bo'lishi mumkin, shuning uchun turli dizaynlarni sinab ko'ring.

1. Har bir kalitga arduino kartasiga uchta biriktiruvchi nuqta kerak. Biri ijobiy, biri manfiy va bittasi raqamli kirish piniga. Uchta mis lentani pastga qo'ying, bunda har bir uchiga bittadan.

2. Mis tasma bo'laklari orasiga manfiy va raqamli pin bilan ulanadigan 10k rezistorni joylashtiring. Rezistorni joyiga lehimlang.

3. Pozitiv va raqamli pinli simlar orasidagi aloqani o'rnatish uchun ko'chirilishi mumkin bo'lgan boshqa mis lentani biriktirish usulini toping. Bu kesilgan qalqib chiquvchi bo'lak, buklangan qog'oz buloqli kvadrat yoki oddiy katlanadigan kalit bo'lishi mumkin.

5 -qadam: Komponentlarni yaratish - sensorlar

Sensor atrofdagi hodisalar yoki o'zgarishlarni aniqlay oladi. U ulanganida arduino A0 pinli sensor qiymatini o'qishi va uni loyihangizda ishlatishi mumkin. Biz yorug'lik sezgichlari va bosim sezgichlarini chizilgan qog'oz bilan sinab ko'rdik, lekin siz tovush, rang yoki o'tkazuvchanlikni o'lchaydigan har xil turdagi sensorlarni sinab ko'rishingiz mumkin.

1. Datchiklarning har biriga musbat, manfiy va analog kirish pinidagi arduino kartasiga uchta biriktiruvchi nuqta kerak. Ushbu simlarning har biri uchun uchta bo'lak mis lentani joylashtiring.

2. 10k qarshilikni manfiy va raqamli pinli mis lenta qo'rg'oshini orasiga joylashtiring. Rezistorni joyiga lehimlang.

3. Yorug'lik sensori yoki bosim sezgichini mis lentali simlardagi musbat va analog orasiga ulang.

6 -qadam: Qog'oz yirtqich hayvonlari

Materiallar to'plamiga o'yinchoqlik va injiqlikni qo'shishning qiziqarli usullaridan biri - ko'zlari ko'zga ko'rinmas, yirtqich hayvonlarni yasash, ularni tebranuvchi dvigatel bilan silkitishga dasturlash mumkin.

1 2x2 o'lchamdagi ikkita rangli qog'ozni kesib oling. Qiziqarli yirtqich hayvon shaklini kesib oling va ko'zlarini to'g'ri joylarga mahkamlang.

2 Mis tasmasini tayanch kvadratga va yirtqich hayvonga bir tekislikda yopishtiring.

3. Simlarni chaqirgich dvigateliga yirtqich hayvon yuzidagi ikkita bo'lakka lehimlang va simlarni joyiga lehimlang. Dvigatelni qog'ozga mahkamlang.

4. Bir xil rangli kartochkaning to'rtburchagini kesib, yarmiga katlayın. L shaklidagi qismni tayanch sifatida ishlating va ikkita qismni bir-biriga ulash uchun yopishtiruvchi tayoqdan foydalaning.

5. Ikkita mis lentani bir -biriga lehimlang.

7 -qadam: Scratchx va Arduino -ni o'rnating

Biz qog'oz chizig'ini arduino yordamida boshqarish uchun skretchx dasturlash tilining eksperimental kengaytmasidan foydalanmoqdamiz. Siz Ardublocks, Mblock, S4A va boshqalar kabi sinovdan o'tkazishingiz mumkin bo'lgan boshqa bloklarga asoslangan dasturlash tillari ko'p. Bu ko'rsatma scratchx -ga qaratiladi, lekin siz boshqa formatlarni sinab ko'rishingiz mumkin.

Bu ma'lumot Kreg Xanning skretchx-ni ishga tushirish bo'yicha qo'llanmasidan olingan, siz batafsilroq ko'rsatmalarni va ekran tasvirini olish uchun uning saytiga bosishingiz mumkin (https://khanning.github.io/scratch-arduino-extension/index.html)

StandardFirmata dasturiy ta'minotini Arduino -ga yuklang

1. Agar siz hali qilmagan bo'lsangiz, Arduino dasturini https://www.arduino.cc/ saytidan yuklab oling va o'rnating.
2. Arduino kartasini kompyuterning USB portiga ulang
3. Arduino dasturini ishga tushiring
4. Fayl> Misollar> Firmata> Standart Firmata -ga o'ting
5. Asboblar> Kengash menyusidan Arduino kartasini tanlang
6. Asboblar> Port menyusidan ketma-ket portni tanlang Mac-da bu /dev/tty.usbmodem-1511 kabi. Windows-da, bu, ehtimol, eng ko'p raqamli COM porti. (Yoki Arduino -ni ajratib oling, menyuni tekshiring, keyin Arduino -ni qayta ulang va qanday yangi port paydo bo'lishini ko'ring.)
7. Yuklash tugmasini bosing

Scratch Extensions brauzer plaginini o'rnating

1. Ushbu kengaytma ishlashi uchun siz Firefox veb -brauzeridan foydalanishingiz kerak bo'ladi
2. "Boshqa veb -brauzerlar" uchun Scratch Extensions brauzer plaginini yuklab oling va o'rnating.

Arduino kengaytmasini ScratchX -ga yuklang

Quyidagi URL manziliga o'tish orqali kengaytmani ishga tushiring:

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

Siz boshqa xabarni ko'rishingiz mumkin: "scratchx.org -ga plaginlarni ishga tushirishga ruxsat berilsinmi?". Adobe Flash va Scratch Device -ni "Ruxsat berish va eslash" ga o'rnating va OK tugmasini bosing.

"Ko'proq bloklar" yorlig'idagi indikatorni ko'rsangiz, yashil rangga aylanasiz, siz kengaytmani ishlatishga tayyormiz!

8 -qadam: Ba'zi eskizlarga misollar

Siz tajribangizni skretchx, qog'oz, sxemalar va arduino bilan boshlashni xohlaysiz, biz namunali kod yordamida miltillovchi chiroqni, LEDni yoqadigan va o'chiradigan kalitni va yorqinlikni boshqaradigan yorug'lik sensori. nurdan.

Fayl menyusiga o'ting va misol dasturini oching. Arduino ulanganligi uchun ekranda yashil chiroq yonib turgandan so'ng, fon tasvirida ko'rsatilgandek, aligator qisqichlari yordamida qog'oz zanjirining komponentlarini arduino -ga ulashingiz mumkin.

O'zingizning dasturlaringizni yaratishni boshlaganingizda, bo'sh taxta dasturidan boshlashingiz mumkin. Arduino uchun skretch dasturida ishlayotganda, siz "shlyapa bloki" ostida "qurilma ulanganda" degan yozuvni o'rnatishingiz kerak.

Chiroqlar, kalitlar va datchiklar biror narsa qilishlari uchun siz "bayroq bosilganda" shlyapa ostida yashaydigan dastur yaratishingiz mumkin. Siz takrorlashni, abadiy ko'chadan, tasodifiy kirishni va kutish vaqtlarini sinab ko'rishingiz mumkin. Boshqa turdagi chizish bloklari yordamida siz belgilar, tovushlar va o'zgaruvchan fonlarni kiritishingiz mumkin.

Mana, joriy yilda Tampada bo'lib o'tgan ASTC konferentsiyasida chizilgan qog'ozning amalda qanday ko'rinishi haqida tasavvurga ega bo'lish uchun video.

flic.kr/p/MKHtcf

9 -qadam: ScratchPaper ustaxonasini yaratish

ScratchPaper loyihalarini yaratish bo'yicha shaxsan tajriba o'tkazganingizdan so'ng, siz o'z faoliyatingizni boshqa odamlar bilan bo'lishish haqida o'ylashingiz mumkin. Biz o'quvchilarni o'z jarayonlarida va g'oyalarini ishlab chiqishda qo'llab -quvvatlash uchun mashg'ulotlar, materiallar, atrof -muhit va qulaylik dizayniga o'zgartirishlar kiritishga harakat qilamiz. Seminarni Tinkering studiyasida yoki boshqa o'qituvchilar bilan turli konferentsiyalarda tashkil qilganimizda, biz o'ylaydigan ba'zi narsalar. Siz ushbu elementlarni o'z joylaringiz va auditoriyangizga mos ravishda o'zgartirishingiz va o'zgartirishingiz mumkin.

Hamkorlikdagi muhit

Seminar uchun muhit yaratganimizda, biz birinchi navbatda kompyuterlarga e'tibor qaratishni emas, balki ularni umumiy materiallar va ilhomlantiruvchi misollar bilan bir qatorda boshqa vositaga aylantirishni xohlaymiz. Bizning it suyagi shaklidagi jadvalimiz, odatda, ko'proq hamkorlik va g'oyalar bilan bo'lishishga yordam beradi, bu esa boshqalarning ishini ko'rish oson bo'lmagan ekranga asoslangan mashg'ulotlarda yanada qiyinlashadi.

Misollar va ilhom

Xonaning kirish eshigi yaqinida biz "qiziqish burchagini" yaratdik. Biz attini chipini ishlatadigan qog'oz sxemalari misollarini, badiiy qog'oz sxemalarining misollarini va yorug'lik sezgichlari va RGB LEDlarini qiziqarli jismoniy tartibda ishlatadigan nikolning mis mis tojini qo'shdik.

Juftlikda ishlash

Bu erdagi jamoa bilan o'tkazilgan seminarda biz ulardan juft bo'lib ishlashlarini so'radik, bu menimcha, bu kashfiyotlarni ilgari surishga yordam berdi. Odamlarning umumiy tergovga hissa qo'shishi ularga o'zlarini qulayroq his qilishlari va bir -birlaridan o'rganishlariga imkon berdi. Jismoniy dunyodagi ob'ektlarni skretch dasturlash bilan birlashtirish qo'lda fikrlash uchun ko'proq joy beradi va sheriklarga muammo maydonini bo'lishishga imkon beradi.

Materiallar

Seminar uchun biz har bir guruh uchun kamida uchta bitta LED -kartani va har bir qo'shimcha komponentdan bir yoki ikkitasini (RGB LED, qog'oz yirtqichlar, kalitlar va sensorlar) tayyorlaymiz.

Ulashish va aks ettirish

Biz har doim seminar oxirida natijalar va g'oyalar bilan bo'lishamiz va har bir guruh tugmachalar, tovushlar va datchiklarni o'z ichiga olgan noyob tadqiqotlarda qanday ishlaganini ko'rish juda zo'r edi. Garchi bizda oddiy misollar bo'lsa -da, ular haqida gapirish va hikoya qilish boshlandi. Har qanday tinking faoliyatida bo'lgani kabi, biz har bir guruh jarayonini aks ettiruvchi turli xil natijalarni qidiramiz.

10 -qadam: Buni o'zingiz qiling

Bu biz bir necha oy davomida ishlagan eksperimental faoliyat va biz turli materiallar, ko'rsatmalar va loyihalarni sinab ko'rishda davom etamiz. Umid qilamizki, siz turli xil elektron komponentlar, kalitlarni yasashning qiziqarli usullari, yangi turdagi chiqishlar va LEDlarning har xil joylashuvi bilan tajriba o'tkazasiz. Qog'oz sxemalari, arduino va scratchx yordamida dasturlash mumkin bo'lgan narsalarni bilib olishni davom ettirishimiz uchun bizga bu faoliyatni qanday remix qilish va o'zgartirish haqida bizga xabar bering.