Micro: bit Magic Wand! (Středně pokročilí): 8 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:21

„Jakákoli dostatečně pokročilá technologie je k nerozeznání od magie.“(Arthur C. Clarke). Sakra, to ano! Na co čekáme, použijme technologii k vytvoření vlastního druhu magie !!

Tento projekt využívá dva mikro: bitové mikrokontroléry, ventilátor pro domácnost a několik malých elektronických součástek k vytvoření naší vlastní kouzelné hůlky. Rozhodl jsem se použít gesto Wingardium Leviosa, ale tento projekt můžete zcela jistě přizpůsobit tak, aby seslal jiná kouzla!

Upozorňujeme, že se jedná o přechodný projekt, protože zahrnuje vysoké napětí a proud. Používejte správné bezpečnostní protokoly a mějte vždy poblíž dalšího dospělého.

Obtížnost: středně pokročilí

Doba čtení: 15 min

Čas sestavení: ~ 1 hod

Cena: ~ 40 $

Zásoby

• Hůlka!

  Můžete si koupit vlastní hůlky nebo být kreativní a vytvořit si vlastní

• Peří (pro plovoucí!)
• Rukavice (pro skrytí ovladače mikro: bitové hůlky)

• Jeden (1) domácí chladicí ventilátor (4 A nebo méně)

  Neupravujeme chladicí ventilátor, takže si vezměte ten, který máte doma, nebo si jej vypůjčte od oblíbeného člověka

• Jeden (1) prodlužovací kabel

  BUDEME prodlužovací šňůru upravit, použijte tedy další, který nepotřebujete, nebo si kupte levný

• Dva (2) mikro: bity
• Dvě (2) mikro: bitové sady baterií a dvě (2) baterie AAA

  Pokud získáte balíček micro: bit Go, je dodáván s baterií a bateriemi:)

• Dva (2) kabely microUSB

• Jedna (1) DPS

  Můj je 2 cm x 8 cm, jakýkoli podobný nebo větší PCB bude fungovat (ale rozhodně NEPOUŽÍVEJTE prkénko, protože nedokáže zvládnout vysoký proud)

• Jedno (1) polovodičové relé (JZC-11F)

  Hodnoceno pro vstup 5 V DC a 220/250 V AC a výstup 5 A. Pokud lze spínat, můžete použít jiné relé

• Jeden (1) NPN tranzistor
• Jedna (1) dioda
• Jeden (1) odpor 100 ohmů
• Tři (3) aligátorové klipy
• Tři (3) propojovací vodiče, měřidlo 22
• Dva (2) propojovací vodiče, měřidlo 14 (minimálně 5A)
• Smršťovací bužírka (~ 4 palce/20 cm)

Krok 1: Kouzlo? Co?! Jak??

Jedna z mých oblíbených scén z první knihy o Harrym Potterovi byla, když Hermoine dělá plovák s peřím s kouzlem Wingardium Leviosa. Toto jednoduché kouzlo vystihuje podstatu toho, proč milujeme magii: že doslova pouhým pohybem našeho zápěstí a několika volitelných slov můžeme okamžitě uskutečnit překvapivé (a působivé) věci.

Ačkoli nemáme přesně takový druh magie, máme technologii, která se někdy jeví jako zázračná. To se tedy počítá! Abych napodobil svou oblíbenou scénu, chtěl jsem levitovat pírko. Jak můžeme v reálném životě hýbat peřím z dálky? S větrem !!

Po vybudování začátečnické verze tohoto projektu jsem nebyl 100% spokojen. Chtěl jsem dosáhnout statusu čaroděje na úrovni Hermiony! Navrhl jsem tedy druhou verzi, která může přepínat napájení velkého domácího ventilátoru.

Tato verze používá polovodičové relé k přepínání napájení střídavým proudem pomocí spouště DC. Můžete napodobit můj design, nebo ještě lépe vytvořit svůj vlastní! Pro tento projekt existují TONY variací, které můžete s tímto základním rámcem vytvořit, najít kouzlo, které vás inspiruje a přivést k životu!

Tento tutoriál vám ukáže, jak provést následující:

1. Napište jednoduchý blokový kód pro mikro: bitový ovladač hůlky

2. Vybudujte obvod pro spínání napájení ventilátoru 12 V, 4 A.

3. Napište jednoduchý blokový kód pro magický přijímač, který je spuštěn rádiovým signálem (aka bluetooth)

Krok 2: Kódujte to: ovladač hůlky

Začněme s naší kouzelnou hůlkou! Používáme blokové kódování prostřednictvím webové stránky Make Code, ale pokud máte zkušenosti s kódováním, můžete mikro: bit také naprogramovat pomocí mikropythonu nebo C ++ ve vašem oblíbeném prostředí kódování (např. Idle, Visual Studio Code atd.).

Krok 1: V bloku Na začátku nastavte číslo skupiny Radio. Stejné číslo použijeme pro magický přijímač micro: bit.

Krok 2: Rozhodněte se, jak chcete, aby hůlka spustila akci.

Micro: bit má 3osý akcelerometr, ten použijeme k nastavení spouště gest.

Rychlé řešení: Použijte blok „on shake“!

Složitější řešení založené na gestech:

Zjistěte, jak akcelerometr funguje, tiskem na sériový port pomocí bloků „Hodnota sériového zápisu“(v části Upřesnit). Otevřete sériový monitor Arduino IDE a sledujte mikro: bitový výstup při provádění gest. Použijte svá pozorování k nastavení spouštěčů. (Kód č. 2)

Příklad v kódu č. 2 je můj pokus o gesto Wingardium Leviosa: swish-and-flick! (dolů ve směru z a doleva ve směru x). Použijte tak, jak je, nebo jako výchozí bod pro vaše oblíbené kouzelné gesto!

Užitečné rady:

(1) Protože mikrokontroléry zpracovávají informace velmi rychle, blok pauzy nám dává čas dokončit první část gesta, než mikro: bit zkontroluje druhou část.

(2) Na mikro: bit jsem přidal popisky os, abych mohl snáze zjistit, jak získat správný pohyb pro kouzlo Wingardium Leviosa - rozhodně doporučuji!

Krok 3: Pomocí gesta odešlete číslo rádia (nebo řetězec, stačí být konzistentní).

Bloky „rádia pro odeslání“a „čísla pro odeslání rádia“se nacházejí v sadě bloků „rádio“.

Krok 4: Stáhněte a uložte kód na micro: bit!

Krok 3: Postavte to: Magický přijímač! (1/2)

Popadněte druhý mikro: bit, desku plošných spojů, páječku a všechny elektronické součástky!

Rychlý přehled: Ke spouštění stejnosměrné strany relé používáme výstup micro: bit 3,3 V. Obvod je dokončen, když pin micro: bit P0 zapne tranzistor NPN. Krok 1: Pájejte relé a tranzistor na desku plošných spojů.

Krok 2: Pájejte diodu přes napájecí kolíky stejnosměrného proudu, abyste chránili mikro: bit před bludným napětím, když se cívky relé přepnou. Záporná strana diody (šedá čára) by se měla připojit k kladnému napájení relé na pin.

Krok 3: Připájejte jeden propojovací vodič ke stejnosměrnému kladnému vstupu relé. Připojte aligátorovou svorku mezi tento vodič a mikro: bitovou 3,3V výstupní podložku.

Krok 4: Zapojte další propojovací vodič mezi kolík reléového výstupu stejnosměrného napájení (GND) a kolík kolektoru tranzistoru.

Krok 5: Připájejte třetí propojovací vodič ke kolíku emitoru tranzistoru. Připojte krokosvorku mezi tento vodič a mikro: bitovou GND podložku.

Krok 6: Připájejte odpor k pinu základny tranzistoru. Připojte aligátorovou svorku mezi druhý konec rezistoru a mikro: bitovou podložku P0.

Krok 4: Build It: Magical Receiver! (2/2)

Krok 7: Odstraňte 1/2 (2 cm) izolace z vodiče o průměru 14 na obou stranách. Jeden vodič připájejte na pin NO (normálně otevřený) relé a druhý vodič na pin COM (nebo cívka 2) relé.

Krok 8: Odřízněte prodlužovací kabel pouze na jedné straně a ze strany odstřiženého drátu odstraňte izolaci ~ 1/2 palce (2 cm).

Krok 9: Uchopte drát o rozměru 14 a nasuňte na každý drát kousek smršťovací trubičky.

Krok 10: Zarovnejte jeden konec vodiče č. 14 s jedním koncem drátu prodlužovacího kabelu a poté stočte kov k sobě. Zajistěte smršťovací trubici svým oblíbencem. zdroj tepla (např. zapalovač, vysoušeč vlasů atd.). Opakujte pro ostatní vodiče a smršťovací bužírku.

Poznámka: Na orientaci AC vodičů nezáleží.

Krok 5: Kódujte to: Magický přijímač

Čas na kódování našeho kouzelného přijímače!

Krok 1: Nastavte skupinu rádií na stejné číslo jako u ovladače hůlky. Krok 2: Vytáhněte blok „na rádiu přijato“a nastavte jej na „receiveNumber“(nebo „receiveString“, pokud jste to použili pro ovladač hůlky).

Krok 3: Přetáhněte blok opakování do bloku „přijato na rádiu“a přepněte jej na opakování 2–4krát.

Krok 4: (Volitelné, ale doporučené) Ukažte ikonu na mikro: bitu, abyste věděli, zda obdržel řetězec.

To je super duper užitečný, pokud/když ladíte.

Krok 5: Zapněte Digital Pin 0! (aka „pin pro digitální zápis P0“až 1)

Tento blok se nachází v bloku „Piny“na kartě Upřesnit.

Krok 6: Pozastavte na několik sekund.

Vybral jsem 2 sekundy, můžete to ponechat nebo upravit podle potřeby.

Krok 7: Vypněte digitální pin 0 („pin digitálního zápisu P0“až 0) a mikro: bitové zobrazení.

Krok 8 (Volitelné, ale doporučené): Přidejte záložní spoušť pomocí tlačítka micro: bit A pro účely testování a ladění:)

Voila! Stáhněte si kód do svého magického přijímače micro: bit a jsme připraveni na kouzelnou rekvizitu!

Krok 6: Testování a ladění

A teď k naší oblíbené části: testování !!

Zapněte své mikro: bity (prostřednictvím baterie nebo microUSB), zapojte prodlužovací kabel a zapojte ventilátor do prodlužovacího kabelu, poté pomocí ovladače hůlky zkontrolujte, zda magický přijímač zapne ventilátor.

Až budete s testováním hotovi, potřete magická spojení přijímače horkým lepidlem, aby držela na svém místě. Pokud chcete ultra trvalé řešení, použijte epoxid (vodotěsnost je příjemná bonusová funkce). Doporučujeme vyhnout se zakrytí mikro: bit v lepidle, abyste jej mohli použít pro budoucí projekty.

Nefunguje podle očekávání?

1. Napájení je nejčastějším problémem pro tvůrce všech úrovní zkušeností. Znovu zkontrolujte, zda jsou všechny věci zapojeny. Pomocí rychlého spouštění mikro: bitového ovladače vyzkoušejte, zda přijímač zobrazuje ikonu „dostal zprávu“.

2. Nepohne se ventilátor? Když relé sepne, uslyšíte slyšitelné cvaknutí. Použijte rychlé spuštění mikro: bitového ovladače a poslouchejte zvuk.

Všiml jsem si, že baterie micro: bit 2xAAA nemá dostatečný výkon ke spuštění relé. Skončil jsem jen s použitím kabelu microUSB, ale trik by měl zvládnout i akumulátor 3xAAA.

3. Pomocí multimetru zkontrolujte spojitost vašich pájecích spojů a v případě potřeby napětí na DC cívkách relé.

Krok 7: Vytvořte si kouzelnou rekvizitu

Nyní, když jste otestovali a procvičili své magické technické schopnosti, jste připraveni postavit si svou magickou rekvizitu! Pomocí rukavic skryjte ovladač mikro: bitové hůlky + baterii.

Pro kouzelný přijímač: Kam chcete dát pírko a jak můžete skrýt vějíř?

Pro své demo jsem skryl ventilátor mimo kameru (pšššš, neříkejte !!), ale pokud děláte svůj magický výkon osobně, můžete si postavit okénko, které skryje ventilátor. Zjistil jsem, že síťovina okenní obrazovky fungovala skvěle, aby pomohla skrýt součásti a přitom nechat proudit vzduch.

Chcete dělat jiné druhy magie? Můžete stavět různé druhy rekvizit! Stejné nastavení bude fungovat pro zapnutí jakéhokoli nízkoenergetického střídavého zařízení, jako jsou reproduktory nebo obrazovka! Jen se ujistěte, že maximální odběr proudu je menší než 5A.

Krok 8: Pokračujte a buďte kouzelní

Sakra, úroveň čaroděje: středně pokročilý !! Procvičte si gesto, abyste mohli na všechny lidi opravdu zapůsobit. A samozřejmě naučte ostatní, jak dělat toto technologické kouzlo!

Zanechte komentář, pokud potřebujete pomoc, máte nějaké dotazy nebo se můžete pochlubit svými výtvory!

Šťastné tvoření, přátelé!