Jednoduché piano Arduino: 8 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:18

Dnes vytvoříme jednoduché jednooktávové piano Arduino, které může být skvělým výchozím bodem pro další projekty. Tento projekt představí základní komponenty Arduino a programování na střední škole. Zatímco kód je předem připravený, jednotlivci již mohou změnit poznámky a předem připravenou skladbu v programu.

Cílový věk: 9-12. Třída

Pro učitele středních škol/rodiče z domácích škol se tento projekt vztahuje ke standardům ITEEA pro technocloigal a inženýrskou gramotnost.

Standard 3: Integrace znalostí, technologií a postupů

Technologie a inženýrství jsou interdisciplinární a týkají se více než jedné oblasti obsahu. Dopad a jsou ovlivněny přenosem technologií s jinými obory. Příklad použití rentgenových paprsků v archeologických vykopávkách, teleskopech k pozorování hvězd nebo mikroskopů k pohledu na mikrobiální život. Znalosti a postupy v těchto oblastech postupují a jsou rozvíjeny jinými obory a myšlenkovými směry, tj. Biomimikrií.

Tento projekt spojuje technologie a hudbu ve formě „klávesnice“, kterou si někdo může vyrobit.

Cvičení 1: Systémové myšlení:

Pro praxi jedna podporuje systémové myšlení, kde je třeba přemýšlet. Nástroj uvedený v této části je model univerzálních systémů, který je: vstup, proces, výstup a zpětná vazba. Vstup zkoumá, co je potřeba k vytvoření technologie. Proces je způsob, jakým je technologie vyrobena, nebo co je nutné k tomu, aby fungovala. Výstupem je první výkon technologie, ať už byl dobrý nebo špatný. Zpětná vazba přebírá proces a výstupy produktu a zjišťuje, co lze zlepšit, například účinky na uživatele, společnost a životní prostředí.

Cvičení 3: Výroba a dělání:

Výroba a provádění může probíhat v mnoha prostředích, neformálních i formálních. Výroba je akt, kdy něco děláte, zatímco dělání je široce definováno jako používání praktických procesů spojených s navrhováním, budováním, provozováním a hodnocením technologických produktů a systémů. Došlo k posunu od výroby předem navržených předmětů ke zaměření na rozvoj průmyslových dovedností k vytváření inovativních řešení k otevřeným výzvám v oblasti designu v oblasti technologického a inženýrského vzdělávání. Tím, že studenti pracují na řešení otevřených návrhových výzev, stimuluje to jejich rozvoj myšlení a návrhových schopností vyššího řádu a integraci obsahu z jiných oborů. Tím, že se studenti zapojují do otevřených postupů tvorby a praktikování, zažívají proces podobný tomu, který vědci, technologové a inženýři. Je také povinností pedagoga naučit studenty bezpečnostní opatření. S rostoucím množstvím nástrojů a průmyslových standardů je schopnost bezpečného používání nástrojů a materiálů zásadní v prevenci nehod. Výroba a provádění také vyžaduje použití vytváření modelů: koncepčních, matematických, grafických, fyzických a virtuálních. Tyto modely odlišují technologické a inženýrské vzdělávání od ostatních předmětů.

Tento projekt zahrnuje cvičení 3 Making and Doing, protože studenti se mohou naučit používat Arduino, stavět tuto „klávesnici“a mohou z tohoto projektu vycházet. Praxe 1 Systémy Myšlení je zapojeno, když procházejí krokem k vytvoření klávesnice.

Kontext 1: Výpočet, automatizace, umělá inteligence a robotika

Kontexty mohou být jednotkami v rámci osnov jako projekty, lekce, výlety nebo jiné činnosti. V kontextu 1 kombinuje výpočet, automatizaci, AI a robotiku.

Kontext 5: Informace a komunikace

Tento kontext zahrnuje informace a společenství, které lze vyjádřit způsobem sdílení dat nebo jinými způsoby, jakými mohou lidé komunikovat, jako jsou kresby, obrázky, média, jiný digitální obsah a možnost sdílet tyto informace.

Vzhledem k aspektu programování tohoto projektu se vztahuje ke kontextu 1 Výpočet, Automatizace, Umělá inteligence a Robotika a 5 Informace a komunikace. I když je program k dispozici pro vás, je dobrým odrazovým můstkem k tomu, abyste zjistili, jak program funguje a jak souvisí s fyzickou položkou.

Učební cíle:

Na konci tohoto kurzu by studenti měli mít základní znalosti o tom, jak Arduino funguje.

Umět zapojit Arduino.

Jak změnit kód.

Jak nahrát kód.

Zásoby

9 tlačítkových spínačů

9 odporů 1 000 ohmů (odpory různých velikostí změní, jak silný je proud v prkénku, což ovlivňuje zvuk)

12 propojovacích vodičů (může mít libovolnou délku nebo barvu)

1 piezo bzučák

1 prkénko

1 Arduino Uno

1 držák Arduino (volitelný není vyžadován, bude fungovat bez něj)

1 kabel USB

1 počítač

Krok 1: Přidejte tlačítka

Nejprve orientujte prkénko jako na obrázku výše s umístěním písmen svisle s číslem 1 nahoře. Umístěte tlačítka na prkénko rovnoměrně od sebe (zde jsem mezi nimi vytvořil dvě mezery). Tlačítka by měla být na můstku mezi mezerou prkénka. Pravá polovina desky je kladná a levá polovina je negativní strana.

Tlačítka odešlou vstup (informace o odeslání), jakmile jsou stisknuty na Arduino.

Krok 2: Přidejte rezistory

Přidejte odpory na spodní stranu každého tlačítka. Toto je negativní strana tlačítka. Ostatní strany rezistoru půjdou do otvoru se stranou symbolu - (negativní) ve stejné řadě tlačítka.

Rezistory posílají proud skrz tlačítko skrz desku.

Krok 3: Přidejte bzučák

Přidejte bzučák na prkénko. Měl by být stejný prostor jako tlačítka. Zapojte červenou stranu na pravou a černou stranu doleva.

Zvuk bude vydávat zvuk, jakmile obdrží informace o tlačítku z Arduina.

Krok 4: Přidejte propojovací vodiče

Přidejte propojovací vodiče na pravou stranu tlačítka a horní polovinu, to je pozitivní strana. Druhá strana půjde do Arduina na digitální straně.

Krok 5: Zapojte do Arduina

Shora dolů je vložte do portů pro 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 a 10. Pro bzučák přidejte propojku k červené a černé straně bzučáku. Ty půjdou do portů 11 a 13. Poslední propojovací vodič bude mít jednu stranu do uzemňovacího portu a do otvoru v - (záporném) symbolu na straně desky. Pořadí záležitosti portu, jako kdybyste otevřeli kód, který odkazuje na určitá tlačítka v zadaném portu. Pozemní port je stejný jako připojení k něčemu k zemi v okruhu nebo v autě. Slouží k omezení napětí procházejícího Arduinem a prkénkem.

Krok 6: Stáhněte si software (přeskočte, pokud ho již máte)

Pokud jste v Arduinu noví, klikněte na níže uvedený odkaz a stáhněte si software, který bude pro tento program použit. Arduino má nyní také online verzi pro vaši potřebu kódování, pokud si nechcete stahovat software.

www.arduino.cc/en/main/software

Krok 7: Nahrajte program

Stáhněte si program! V rámci programu může jednotlivec měnit noty a předem připravenou skladbu. Do kódu byly přidány komentáře, které vám pomohou lépe porozumět a co lze změnit. Pokud něco změníte, budete si to muset přečíst, stáhnout to do Arduina tak, že přejdete pod náčrt a nahrajete nebo Ctrl + U. Bavte se a buďte kreativní!

Myšlení dále:

A co další tlačítka?

Co kdybych chtěl mít dvě nebo více přednastavených skladeb?

Krok 8: Odstraňování problémů

Pokud některá tlačítka reagují a některá nekontrolují následující:

Jsou všechny propojky zapojeny úplně?

Jsou rezistory zcela zasunuty a dotýkají se spodní části prkénka?

Je propojka na správném místě tlačítka? A co rezistor?

Pokud změníte kód:

Vyšlo to tak, jak jsem chtěl?

Jsou tlačítka/bzučák nastavena na správné porty?

Jsou poznámky správnou délkou/roztečí, které chci?