ScratchPaper: 10 addım (şəkillərlə birlikdə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:46

Tinkering Studio -da insanları elektronika və proqramlaşdırma aspektləri ilə tanış etməyin yollarını prototipləşdirdik. Bu mövzular yeni başlayanlar üçün qorxuducu ola biləcəyi üçün giriş maneəsini azaltmağın yollarını düşünmək bizim üçün əyləncəli bir prosesdir.

Tələbələri əsas dövrəyə tanıtmağın ən sevdiyimiz yollarından biri, elektron komponentlərin taxta bloklara quraşdırılması və şagirdlərin timsah klipləri ilə birləşdirilməsini sınaqdan keçirməsidir. Bədii işıqlandırıcı əsərlər yaratmaq üçün mis lent, sikkə hüceyrəli batareyalar və LED-lərlə kağız dövrə emalatxanaları hazırlayan AIR Jie Qi-nin işindən də ilham aldıq.

Proqramlaşdırma baxımından, bir neçə ildir ki, Scratch və ya digər blok əsaslı proqramlaşdırma dillərindən istifadə edən fəaliyyətlərlə təcrübə aparırıq. Bu interfeyslərin insanların proqramın bir hissəsini sürükləməsinə, buraxmasına və birləşdirməsinə imkan verməsi təcrübə və iterasiyanı təşviq edir.

Bütün bu təsirlər bizi sxemlər, arduino və vizual proqramlaşdırma ətrafında fikirləri araşdırmaq üçün 'ScratchPaper' adlandırdığımız bir məşğuliyyət fəaliyyəti yaratmağımıza səbəb oldu.

Çox vaxt mürəkkəb görünən və təcrübəsiz iştirakçılar üçün o qədər də cəlbedici olmayan proqramlaşdırma və arduino seminarları gördük. Bu seminar üçün, tək oynaq LEDləri, əvvəlcədən hazırlanmış açarlar və sensorlar və RGB işıqları olan əyləncəli və rəngarəng nümunə kartlar hazırladıq ki, bu oynaq münasibət bildirilsin. Bu şıltaq elementlərin əlavə edilməsinin, yüksək və aşağı texnologiyalı materialların birləşməsinin bu mövzuların araşdırılmasına qatılmaq üçün daha açıq bir dəvət verə biləcəyini gördük. Scratch proqramlaşdırma dilinin eksperimental bir uzantısı olan bir arduino idarə etməyinizə imkan verən bloklar əlavə edən scratchx istifadə edirik.

Bu təlimatda fəaliyyət üçün komponentlərin necə qurulacağını, işləmək üçün bəzi nümunə eskizlər əldə edə bilərsiniz və materialların, ətraf mühitin və asanlaşdırmanın kəşfiyyata dəstək ola biləcəyi bəzi yolları oxuya bilərsiniz.

Addım 1: Bu materialları toplayın

Arduino Bloku üçün

Arduino UNO -

USB kabeli -

Qatı nüvəli tel -

Mis dırnaqları

#4 düyməli baş vurma vintləri

1x6 taxta taxta parçası

Kağız Dövrə Komponentləri üçün

Mis Bant -

Rəngli karton kağız

10k rezistor -

İşıq sensoru -

FSR sensoru -

10 mm LED -

10 mm Ümumi Katodlu RGB LEDləri -

Çağrı motoru -

Timsah klipləri

Qələm

Faydalı Alətlər

Kiçik matkap ucu ilə Əl Matkabı

Tornavida

Hammer

Zımpara bloku

Qayçı

Yapışqan çubuq

Lehimleme dəmir

Təhlükəsizlik Eynəkləri

Addım 2: Arduino Blokunu qurun

Birincisi, Arduino UNO lövhəsini, elektrik kəşfiyyatı üçün elektron lövhələrimizə bənzər şəkildə, mis dırnaqlara bağlanmış lövhələrin sancaqları olan taxta bir bloka quraşdırın. Bu, komponentləri iterasiya və sınağa imkan verən timsah klipləri ilə lövhəyə bağlamağa imkan verir.

Bir neçə sancağa bağlı olan mis dırnaqlar problem sahəsini məhdudlaşdırır, amma bizim üçün hələ də əlavə qalxanlara və ya qeyri -adi hissələrə güvənmədən arduino lövhələrini təqdim etməyin əsl yolu kimi hiss edirik.

1. 1x6 blokunu 4in bir hissəyə kəsin və kənarlarını zımpara edin

2. Arduino UNO lövhəsini blokun ortasına qoyun, vintlər üçün delikləri qələmlə işarələyin və bu yerlərdə deliklər qazın.

3. Arduinonu yerində vidalayın

4. Sağ tərəfdəki beş nöqtəni (rəqəmsal pin tərəfi) və solda üç nöqtəni qeyd edin. Pilot deliklər qazın və mis dırnaqları vurun

5. Arduino rəqəmsal pin yuvalarını mis dırnaqlara bağlamaq üçün möhkəm nüvəli teldən istifadə edin. Pin nömrələri 11, 9, 6, 5 və 3 -dən istifadə edirik, çünki bunlar, pimi çox yüksək sürətlə açaraq söndürərək parlaqlığı dəyişməyə imkan verən PWM pinləridir.

6. Sol tərəfdə 5V pinini pozitiv üçün dırnağa, GND pinini mənfi üçün mismara və sensorlar üçün A0 analog pininə bağlayın. İstəsəniz pozitiv üçün qırmızı, mənfi üçün qara tel istifadə edə bilərsiniz, lakin bu lazım deyil.

7. Dırnaqları müvafiq sancaqlar üçün etiketləmək üçün bir möhür və kəsici istifadə etdik. Bu vasitələriniz yoxdursa, sancaqları izləməyin başqa yollarını düşünmək istəyə bilərsiniz.

Addım 3: Komponentləri qurun - LEDlər

İndi arduino və scratchx proqramlaşdırması ilə idarə olunacaq kağız dövrəsinin komponentlərini yaratmağın vaxtı gəldi.

Tək LED üçün

1. 2in x 2in kvadrat rəngli karton kəsin

2. İki kiçik mis lent parçasını kəsin və LED üçün yer buraxaraq meydana yapışdırın.

3. Bir LED -in iki ucunu mis lentə qoyun və aşağıya lehimləyin. Bir lehimləmə dəmiriniz yoxdursa, o qədər etibarlı olmasa da, ipləri yapışdırmaq üçün skotç lentdən istifadə edə bilərsiniz. Rəngli kağız üzərində (+) və (-) tərəflərini qələmlə işarələyin.

RGB LEDləri üçün

1. 3 x x 3 düymlük ağ kartondan kəsin

2. Ümumi katot RGB LED -dən istifadə edin və hansı rəngin hansı rəngə uyğun olduğunu sınayın. İzləmək üçün rəngli iti ilə qeyd edə bilərsiniz.

3. Üç kiçik mis lent parçasını kağızın bir tərəfinə, ortasında bir parçanı digərinə yapışdırın. LED -in üç fərqli ucunu (fərqli rənglər üçün) bir tərəfdən mis lentə, digər tərəfdən isə mənfi ucu bağlayın. Lehimləyin və ya lentə qoyun və (-) tərəfini və üç fərqli rəngi qeyd edin.

R, G və B LEDləri üçün

1. 2in x 3in rəngli kağızdan düzbucaqlı bir parça kəsin

2. LED -lərin mənfi tərəfi üçün kağızın yan tərəfinə bir zolaq yapışdırın. Digər tərəfdən üç şerit mis lent qoyun.

3. Qırmızı, yaşıl və mavi LED -ləri ortaq tərəfində mənfi, ayrı -ayrı tərəflərində pozitiv aparıcılar olan kağız qoyun. (+) Və (-) tərəflərini qeyd etmək üçün qələm istifadə edin.

Addım 4: Komponentləri - Açarları qurun

Növbəti addım, layihənizdə fərqli proqramları işə salmaq üçün açma/söndürmə açarları qurmaqdır. Bunlar kıvrımlar və ya açılan pəncərələrdən istifadə edərək bir çox fərqli forma ala bilər, buna görə fərqli dizaynları sınamaqla sınayın.

1. Açarların hər birinin arduino lövhəsinə üç əlavə nöqtəsi lazımdır. Biri müsbət, biri mənfi və digəri rəqəmsal giriş pininə. Bu tellərin hər biri üçün üç ədəd mis lent qoyun.

2. Mənfi və rəqəmsal pinə bağlanacaq mis lent parçaları arasına 10k rezistor qoyun. Rezistoru yerində lehimləyin.

3. Müsbət və rəqəmsal pin ucları arasında əlaqə yaratmaq üçün başqa bir mis lent parçası bağlamaq üçün bir yol tapın. Bu kəsilmiş bir açılan parça, qatlanmış kağız yayları olan bir kvadrat və ya sadə qatlanmış bir açar ola bilər.

Addım 5: Komponentlər - Sensorlar qurun

Sensor ətrafdakı hadisələri və ya dəyişiklikləri aşkar edə bilər. Qoşulduqda arduinonun A0 pimi sensor dəyərini oxuya bilər və layihənizdə istifadə etməyinizə icazə verə bilər. İşıq sensorlarını və təzyiq sensorlarını cızıq kağızı ilə sınaqdan keçirdik, ancaq səs, rəng və ya keçiriciliyi ölçən müxtəlif növ sensorları sınaya bilərsiniz.

1. Sensorların hər birinin müsbət, mənfi və analoq giriş pinindəki arduino lövhəsinə üç əlavə nöqtəsi lazımdır. Bu tellərin hər biri üçün üç ədəd mis lent qoyun.

2. Mənfi və rəqəmsal pinli mis lent qurğusu arasına 10k rezistor qoyun. Rezistoru yerində lehimləyin.

3. İşıq sensoru və ya təzyiq sensörünü mis lentlərdəki müsbət və analoq arasına bağlayın.

Addım 6: Kağız Canavarlar

Əyləncəli və şıltaqlığı materialların bir hissəsinə daxil etməyin əyləncəli bir yolu, titrəyən bir motorla sarsılmaq üçün proqramlaşdırıla bilən googly gözlü kağız canavarlar hazırlamaqdır.

1 2x2 ölçülü iki rəngli kağız kəsin. Maraqlı bir canavar şəklini kəsin və googly gözlərini uyğun yerlərə yapışdırın.

2 Baza meydanına və canavara eyni təyyarədə mis lent yapışdırın.

3. Çağırıcı motoruna telləri canavarın üzündəki iki lentə lehimləyin və telləri yerinə lehimləyin. Motoru kağıza yapışdırın.

4. Eyni rəngli kartondan düzbucaqlı kəsin və yarıya qatlayın. L şəkilli parçanı dəstək olaraq istifadə edin və iki parçanı bir-birinə bağlamaq üçün yapışqan çubuqdan istifadə edin.

5. İki ədəd mis lenti birlikdə lehimləyin.

Addım 7: Scratchx və Arduino qurun

Arduino ilə kağız dövrələrini idarə etmək üçün sıfırdan proqramlaşdırma dilinin eksperimental bir uzantısı olan scratchx -dən istifadə edirik. Ardublocks, Mblock, S4A və digərləri kimi sınaqdan keçirə biləcəyiniz bir çox başqa blok əsaslı proqramlaşdırma dili var. Bu təlimat scratchx üzərində dayanacaq, ancaq digər formatları sınaya bilərsiniz.

Bu məlumatlar Kreg Hanning-in scratchx üçün başlanğıc bələdçisindən götürülmüşdür, daha ətraflı təlimatlar və ekran görüntüləri üçün onun saytına daxil olmaq istəyə bilərsiniz (https://khanning.github.io/scratch-arduino-extension/index.html)

StandardFirmata firmware proqramını Arduinoya yükləyin

1. Hələ etməmisinizsə, Arduino proqramını https://www.arduino.cc/ saytından yükləyin və quraşdırın.
2. Arduino lövhəsini kompüterinizin USB portuna qoşun
3. Arduino proqramını işə salın
4. Fayl> Nümunələr> Firmata> Standart Firmata gedin
5. Alətlər> Kart menyusundan Arduino lövhənizi seçin
6. Alətlər> Port menyusundan serial portunuzu seçin. Mac-da bu /dev/tty.usbmodem-1511 kimi bir şeydir. Windows-da, ehtimal ki, ən yüksək nömrəli COM portudur. (Və ya Arduino -nu ayırın, menyunu yoxlayın, sonra Arduino -nuzu yenidən qoşun və hansı yeni limanın göründüyünə baxın.)
7. Yükləmə düyməsini basın

Scratch Extensions Browser Pluginini quraşdırın

1. Bu uzantının işləməsi üçün Firefox veb brauzerindən istifadə etməlisiniz
2. "Digər veb brauzerlər" üçün Scratch Extensions Browser Pluginini yükləyin və quraşdırın.

ScratchX -də Arduino uzantısını yükləyin

Aşağıdakı URL -ə gedərək uzantını işə salın:

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

Başqa bir mesaj görə bilərsiniz: "scratchx.org -un plaginlər işləməsinə icazə verilsin?". Həm Adobe Flash, həm də Scratch Cihazını "İcazə ver və Yadda saxla" olaraq təyin et və tamam vur.

"Daha çox Bloklar" sekmesinde göstərici işığını gördüyünüz zaman uzantıdan istifadə etməyə hazırsınız!

Addım 8: Bəzi nümunə eskizlər

Sıfırdan, kağızdan, sxemlərdən və arduino ilə təcrübələrinizi yanıb -sönən işıq yaradan nümunə kodu, bir LED -i yandıran bir açar və parlaqlığı idarə edə bilən bir işıq sensoru ilə hazırladığımız nümunə eskizləri ilə başlamaq istəyə bilərsiniz. bir işıqdan.

Fayl menyusuna gedin və nümunə bir proqram açın. Arduino -ya qoşulduqda ekranda yaşıl işıq yandıqda arxa planda göstərildiyi kimi aligator kliplərindən istifadə edərək kağız dövrə komponentlərini arduino -ya bağlaya bilərsiniz.

Öz proqramlarınızı qurmağa başladığınız zaman boş lövhə proqramı ilə başlaya bilərsiniz. Arduino üçün sıfırdan işləyən bir proqram üzərində işləyərkən, fərqli pinlərə LEDlər, düymələr və servolar təyin edərək "cihaz bağlandıqda" yazan 'şapka bloku' altında proqram qurmalısınız.

İşıqların, açarların və sensorların bir şey etməsi üçün "bayraq tıklandığında" şapka blokunun altında yaşayan bir proqram yarada bilərsiniz. Təkrarlamalar, əbədi döngələr, təsadüfi girişlər və gözləmə vaxtlarını sınamaq istəyə bilərsiniz. Digər cızıq bloklarından istifadə edərək simvolları, səsləri və dəyişən fonları da daxil edə bilərsiniz.

Bunun praktikada necə göründüyünə dair fikir əldə etmək üçün bu il Tampada keçirilən ASTC konfransında cızma kağızının bir videosu:

flic.kr/p/MKHtcf

Addım 9: ScratchPaper Atölyesi Yaratmaq

ScratchPaper layihələri yaratmaqla şəxsən təcrübə etdikdən sonra, fəaliyyəti başqaları ilə bölüşmək barədə düşünə bilərsiniz. Şagirdlərin öz proseslərində və fikirlərinin inkişafında dəstək olmaq üçün fəaliyyət dizaynına, materiallara, mühitə və asanlaşdırmaya düzəlişlər etməyə çalışırıq. Seminarı Tinkering Studiyasında və ya müxtəlif konfranslarda digər müəllimlərlə birlikdə qurarkən düşündüyümüz bir neçə şey. Bu elementləri məkanlarınıza və auditoriyanıza uyğun olaraq düzəldə və dəyişə bilərsiniz.

Kollektiv mühit

Seminar üçün bir mühit qurduqda, ilk növbədə kompüterlərə diqqət yetirmək istəmirik, ancaq onları paylaşılan materiallar və ilham verən nümunələrlə yanaşı başqa bir vasitə kimi istifadə etmək istəyirik. Köpək sümüyü şəklindəki masamız ümumiyyətlə daha çox əməkdaşlığa və fikir mübadiləsinə borcludur ki, bu da başqalarının işlərini görmək o qədər də asan olmayan ekran əsaslı fəaliyyətlərdə daha çox çətinlik yaradır.

Nümunələr və İlhamlar

Otağın girişinin yaxınlığında, fəaliyyətin bəzi mümkün uzantılarını göstərmək üçün 'maraq küncü' yaratdıq. Attiny çipini istifadə edən kağız sxemlərinin nümunələrini, daha bir çox bədii kağız dövrəsi nümunələrini və maraqlı sensorlar və RGB LED -ləri maraqlı bir fiziki quruluşda istifadə edən nikolun analoq mis tacını daxil etdik.

Cütlərdə işləmək

Buradakı komanda ilə seminar üçün onlardan cütlükdə işləmələrini istədik və düşünürəm ki, bu, həqiqətən də kəşfiyyat işlərinin aparılmasına kömək etdi. İnsanların ortaq bir araşdırmaya töhfə verməsi, daha rahat hiss etdikləri şeyləri danışmağa və bir -birlərindən öyrənməyə imkan verdi. Fiziki dünyadakı cızıq proqramlaşdırma ilə birləşmə, əllərinizlə düşünmək üçün daha çox yer verir və tərəfdaşların problem sahəsini paylaşmasına imkan verir.

Materiallar

Bir atelye üçün hər qrup üçün ən azı üç tək LED kartı və hər bir əlavə komponentdən bir -iki hazırlayırıq (RGB ledlər, kağız canavarlar, açarlar və sensorlar).

Paylaşım və Yansıma

Həmişə bir seminarın sonunda nəticələr və fikirləri bölüşürük və qrupların hər birinin düymələr, səslər və sensorlar ilə əlaqəli unikal araşdırmalar üzərində necə işlədiyini görmək çox xoş idi. Əlbətdə qarışa biləcəyimiz sadə nümunələr olsa da, povestlər və hekayələr ortaya çıxmağa başladı. Hər hansı bir işdə olduğu kimi, hər qrupun prosesini əks etdirən müxtəlif nəticələr axtarırıq.

Addım 10: Bunu Özünüz Edin

Bu, bir neçə aydır üzərində çalışdığımız və fərqli materialları, istəkləri və layihələri sınamağa davam etdiyimiz eksperimental bir fəaliyyətdir. Ümid edirik ki, fərqli elektron komponentləri, açar hazırlamağın maraqlı yollarını, yeni çıxış növlərini və fərqli LED tənzimləmələrini sınayacaqsınız. Kağız sxemlər, arduino və scratchx ilə proqramlaşdırma üçün mümkün olanları öyrənməyə davam etmək üçün bu fəaliyyəti necə remix etdiyinizi və dəyişdirdiyinizi bizə bildirin.