MakerBit ile Mutfak Zamanlayıcısı Yapın: 13 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:19

Bu proje, bir mutfak zamanlayıcısının nasıl çalıştığını araştırıyor - bir tane yaparak!

Uzun zaman önce, en kullanışlı cihazlar mekanikti. Çocuklar içindeki parçaları görmek ve nasıl hareket ettiklerini incelemek için parçaları ayırabilirler.

Mutfak zamanlayıcısı gibi modern elektronik aletler farklıdır. Parçalar görülemeyecek kadar küçük ve hareket etmiyorlar. Stratejiyi değiştirin. Nasıl çalıştığını görmek için parçalara ayırmak yerine, bir araya getirin!

Bu ders, bir dijital zamanlayıcının üç temel bölümünde size rehberlik eder:

1. bileşenler,
2. bağlantılar,
3. kod.

Cihaz, bir zaman ayarlamak ve bir geri sayım başlatmak için düğmelere sahip olacaktır.

Kalan süreyi gösterecek ve geri sayım tamamlandığında sinyal verecektir.

Sinyaller, ekranda bir mesaj, yanıp sönen bir ışık veya önceden kaydedilmiş bir şarkı gibi medya içerebilir.

Bir borazan aramasını patlatan bir zamanlayıcı hayal edin!

Bu projedeki tüm etkinlikleri tamamlayan öğrenciler birkaç şey yapabilecekler.

• Elektronik bileşenleri etkileşimli bir cihazda birleştirin.
• Kullanıcı girdileri ve komutlarıyla etkileşim kurmak için olay tabanlı kod yazın.
• Zamanı doğru ölçmek için kod yazın.
• Zamandaki değişikliklere göre gerçek dünya görüntüsünü değiştirmek için kod yazın.
• Zamandaki değişikliklere göre sesler üretmek için medya cihazlarını dahil edin.
• Hesaplamanın zamanlayıcının çalışmasını nasıl sağladığını açıklayın.

Adım 1: Bileşenleri Toplayın

1010 Technologies'den MakerBit+R Başlangıç Seti. Bu proje için ihtiyaç duyacağınız bileşenlerin çoğu Başlangıç Kitinde sağlanmıştır. İçerirler:

• BBC mikro:bit mikro denetleyici
• MakerBit+R geliştirme platformu
• micro:bit MakerBit'i bir bilgisayara bağlamak için USB kablosu.
• MakerBit için 9 voltluk pil ve pil konektörü
• MakerBit'e bağlanan şerit kablolarla temas noktaları, nokta tutucular ve LED'ler
• LCD ekran ve mp3 çalar için Grove konektörleri. Bu konektörlerin bir ucunda beyaz bir fiş ve diğer ucunda dört ayrı soket bulunur.

Ek öğeler.

Aşağıdaki bileşenler MakerBit Başlangıç Setine dahil değildir ancak MakerBit.com, Amazon ve diğer birçok satış noktasından ayrı olarak satın alınabilir.

Bunun gibi I2C ile çalışan LCD ekran.

Bu set gibi isteğe bağlı mp3 çalar ve hoparlör.

Küçük bir karton kutu veya karton parçası.

Adım 2: Bağlantıları Yapın

MakerBit, kodunuzun kontrol edebileceği bir dizi farklı bileşen için bağlantılar sağlar.

Aşağıdaki Adım dizisinin her biri, bileşenlerden birinin MakerBit'e nasıl bağlanacağını açıklar.

Ayrıca her bileşen için nasıl takıldığını gösteren bir fotoğraf da bulunmaktadır.

Başlangıç Setinde micro:bit ve MakerBit+R aygıtlarını bulun. Fotoğraflarda gösterildiği gibi micro:bit'i MakerBit'e takın.

Adım 3: LCD Ekran

MakerBit+R üzerindeki I2C soketini bulun. Yakından bakın. Dört küçük iğnesi vardır. Her birinin bir etiketi var:

• GND,
• +5V,
• SDA ve
• SCL.

Pinlerin her biri LCD ekran üzerinde aynı etikete sahip bir pine bağlanmalıdır.

LCD'de +5V'a karşılık gelen pinin VCC olarak etiketlenmiş olabileceğini unutmayın.

MakerBit+R üzerindeki I2C soketine beyaz bir Grove fişi takın. GND pimi ile aynı hizada olan telin rengine dikkat edin. Genellikle siyah bir teldir.

Bu telin diğer ucunu LCD'nin GND pimine doğru itin.

Kalan üç tel için de aynısını yapın.

Durun ve bir an için bağlantılara bakın. Her bir telin aynı etiketi paylaşan pin çifti arasından geçtiğinden emin olun.

Kartonunuzda veya kutunuzda LCD ekran boyutunda bir delik açın. LCD'yi elektrik yalıtım bandıyla kartonun arkasına (kutunun içine) monte edin.

4. Adım: MP3 Çalar ve Hoparlör

MakerBit+R üzerindeki Analog sokete bir Grove fişi takın. Bu sokette GND, +3.3V, A1 ve A0 etiketli dört küçük pin bulunur. Kabloların diğer uçlarını MP3 çaların üzerine itin, böylece her bir kablo şu şekilde eşleşen iki pimi birbirine bağlar:

MakerBit MP3

GND GND

+3.3V VCC

A1 TX

A0 RX

Kulaklık jakını kullanarak MP3 çalara güçlendirilmiş bir hoparlör bağlayın. Kodunuz, geri sayım bittiğinde önceden kaydedilmiş bir ses parçasını çalmak için MP3 çaları kullanabilir.

MakerBit.com tarafından sağlanan hoparlör, şarj edilebilir bir dahili pile ve bir açma-kapama anahtarına sahiptir. Pilin şarjlı olduğundan ve melodinizi çalmasını istediğinizde anahtarın açık olduğundan emin olun.

Adım 5: Dokunma Sensörleri

MakerBit+R üzerindeki açık gri sokete bakın. T5'ten T16'ya kadar etiketlenmiş bir düzine pin içerir.

Sokete uyacak şekilde açık gri fişe sahip olan Başlangıç Kitindeki şerit kabloyu bulun. Şerit kablonun diğer ucundaki teller ayrı, siyah veya beyaz soketlere sahiptir.

Soketin T5 tarafına en yakın olan kablo tarafındaki kırmızı kabloyu bulun.

Bu proje, o kırmızı kabloyu ve yanındaki dört kabloyu kullanır: kahverengi, siyah, beyaz ve gri renkli.

Başlangıç Setinde temas noktalarını ve nokta sahiplerini bulun.

Dokunma sensörlerini, önceki adımda tanımladığınız beş kablo üzerindeki soketlere itin.

Kablolar ve dokunma sensörleri, zamanlayıcı işlevleriyle şu şekilde eşleşecektir:

Kırmızı kablo = T5 sensörü = Zamanlayıcıyı Başlat/Durdur

Kahverengi tel = T6 sensörü = Saat ekleyin

Siyah kablo = T7 sensörü = Dakika ekle

Beyaz kablo = T8 sensörü = Saniye ekle

Gri kablo = T9 sensörü = Zamanlayıcıyı temizle

Biraz karton, temas noktalarını düzgün bir sıra halinde ayrı tutmaya yardımcı olabilir. Daha da iyisi, onları bir kutuya monte edin. Nokta tutucular, temas noktalarını sıkıca tutmaya yardımcı olabilir. Kartonunuz kalınsa, nokta tutucunun uzunluğunu kesmeniz gerekebilir. MakerBit.com, bu bağlantıda temas noktalarının montajı hakkında bir eğitim sunar.

Dokunma sensörlerini bir kutu veya karton üzerine monte ettikten sonra, her birini gerçekleştirdiği işlevle etiketleyin.

Proje, temas noktalarını sensör olarak kullanıyor. Kod onlara dokunma sensörleri diyor. Temas noktaları ve dokunma sensörleri aynı şey için iki addır, bu nedenle bu ders her iki adı da kullanacaktır.

Dokunmayı algılayan gerçek cihaz MakerBit'te yerleşiktir. Temas noktaları, zanaat malzemeleri mağazalarında satılanlar gibi basitçe küpe direkleridir.

MakerBit, birisi bir temas noktasına dokunduğunda bunu algılar. Küpelerin sensör işlevi görmesini sağlar. MakerBit, kodunuza hangi sensöre dokunulduğunu söyler. Buna dokunma sensörü olayı denir.

Kod, olay işleyicileri adı verilen özel bloklarla dokunma sensörü olaylarına yanıt verebilir.

Bu dersle birlikte verilen kod örneğine baktığınızda, dokunma olayları için olay işleyicilerini tanıyabiliyor musunuz bir bakın.

Adım 6: LED

MakerBit+R Başlangıç Seti, LED'leri önceden takılmış şerit kablolar sağlar. Bunların kullanımı gerçekten çok kolay.

Kırmızı LED'li kabloyu seçin.

Ardından, MakerBit+R üzerinde mavi sokete en yakın olan büyük siyah soketi bulun. Bu siyah sokette P11 ile P16 arasında etiketlenmiş pinler bulunur.

Şerit kablonun siyah fişini bu yuvaya itin.

Şerit kablonun kenarlarını inceleyin. Dışında kahverengi bir tel bulunan tarafı bulun.

Bu kahverengi tel, P16 numaralı pin tarafından kontrol edilen LED'e gider. Kodunuz bu LED'i geri sayım bittiğinde sinyal vermek için kullanacaktır.

LED'e uyacak şekilde kartonunuzda veya kutunuzda küçük bir delik açın. LED'i arkadan itin ve bir bantla sabitleyin.

Esnek olması için yeterince gevşetene kadar kahverengi+kırmızı kablo çiftini şerit kablonun kenarından hafifçe soymanız gerekebilir.

7. Adım: Harici Batarya

Pili ve pil konektörünü hazırlayın. Pil, zamanlayıcınızı taşınabilir hale getirebilir!

Bilgisayarınıza bağlı değilken zamanlayıcıyı çalıştırmak için 9 voltluk pili MakerBit üzerindeki yuvarlak, harici güç soketine takabilirsiniz.

LCD ekran ve MP3 çalar aslında pil tarafından sağlanan daha yüksek voltaja ihtiyaç duyar.

MakerBit ve micro:bit üzerindeki ışıkları etkinleştirip etkinleştirmediğini görmek için pili takmayı deneyin.

Adım 8: Zamanlayıcıyı Bir Kutuya Yerleştirin

Yeniden tasarlanmış bir karton kutu, zamanlayıcı için güzel bir muhafaza oluşturabilir.

Biraz yapıştırıcı, biraz inşaat kağıdı ve biraz hayal gücü gerektirebilir.

Resim bir kutunun içine yerleştirilen her şeyi göstermektedir.

9. Adım: MP3 Çalar'a Bir Bugle Çağrısı Yapın

Bu bağlantıda çevrimiçi olarak çok güzel bir Ordu borazan araması koleksiyonu var.

Yazar, askerlerin yemeğin hazır olduğunu bilmesini sağlayan “Mess Call” çalan bir borunun MP3 ses dosyasını indirdi. Bir mutfak sayacı için iyi bir seçim gibi görünüyordu.

Bu proje için gösterilen MP3 kiti MakerBit.com'dan isteğe bağlı olarak satın alınabiliyordu. Kit, MP3 çalar, microSD hafıza kartı, hafıza kartı için bir USB adaptörü, güçlendirilmiş bir hoparlör ve hoparlör için bir şarj kablosu içerir.

microSD kartı bulun ve USB adaptörüne takın. Bunu bilgisayara takın. “04” adlı bir klasör oluşturun. Bu sıfır-dört. Klasörü açın.

Zamanlayıcının çalmasını istediğiniz MP3 dosyasını bu klasöre kaydedin. Dosya adını 3 basamaklı bir sayı ile başlayacak şekilde değiştirin. Örneğin, “001_MessCall.mp3”.

Bellek kartını ve adaptörü bilgisayardan çıkarın. Bellek kartını adaptörden çıkarın. Kartı MP3 çalara takın. Yerine oturana ve sabit kalana kadar alıcının içine doğru itin.

Zamanlayıcı kodu, klasör numarasına ve dosya numarasına göre istenen dosyayı seçip oynatabilir. Bu örnekte, 4 numaralı klasör ve 1 numaralı dosya olacaktır.

Birçok farklı MP3 ses dosyasını zamanlayıcınızda, onları microSD karta şu şekilde kaydederek çalabilirsiniz: 3 haneli sayılarla başlayan dosya adlarına sahip 2 haneli numaralı klasörlerde.

Adım 10: Kodu Alın

Kodu almak ve micro:bit'inize koymak için MakeCode'u kullanacaksınız.

MakeCode tarayıcı tabanlıdır ve çevrimiçi olarak ücretsiz olarak kullanılabilir. Micro:bit için özel olarak tasarladılar. ChromeBook'larda, Mac'lerde, Windows'ta ve hatta bazı Linux bilgisayarlarda çalışan birçok modern web tarayıcısıyla çalışır.

Tarayıcınızda MakeCode'u açmak için bu bağlantıyı tıklayın.

Bu projenin gerçek kodu, birlikte çalışmanız için otomatik olarak getirilecektir.

Ekranınız aşağıdaki resimdeki gibi görünmelidir.

Adım 11: Kodu Micro:bit'inize Yükleyin

Aşağıdaki resimlerin köşelerinde işlem boyunca size rehberlik edecek sayılar vardır.

1. micro:bit'i USB kablosuyla bilgisayarınıza bağlayın.
2. MICROBIT'in depolama aygıtları listenizde göründüğünü görmek için bilgisayarınızın dosya sistemini kontrol edin. Bu makalenin bulunduğu fotoğraf, Chromebook'ta nasıl göründüğüdür.
3. MakeCode'da Kaydet düğmesini tıklayın. Fotoğraf, düğmeyi gösteren bir ok gösterir.
4. Bilgisayarınız programı nereye kaydetmek istediğinizi soracaktır. MICROBIT depolama cihazına gidin ve açın. Kaydet düğmesini tıklayın.
5. Kod yüklenirken micro:bit üzerindeki bir ışık hızla yanıp sönecektir. Bilgisayar ekranınızda size ilerleme hakkında bilgi veren mesajlar görünebilir. Yükleme tamamlandığında, MICROBIT cihazını dosya sisteminizden çıkarın. Ardından USB kablosunu çıkarın.
6. Pili MakerBit'e takın. Zamanlayıcınızın tadını çıkarın!

Bu arada, kodu bilgisayarınıza kaydetmeyi seçebilir, ardından dosyanın bir kopyasını micro:bit'e sürükleyerek karşıya yükleyebilirsiniz.

Ekstra adımın avantajı, kod dosyasını bilgisayarınızdan MakeCode'a geri aktarabilmeniz, ancak mikro:bit'ten içe aktarabilmenizdir.

Adım 12: Kodu inceleyin

Adım 10'da olduğu gibi, Timer kodunun yüklü olduğu bir tarayıcıda MakeCode'u açın.

Bilgisayarın fare imlecini bir kod bloğunun üzerine getirin ve kısa bir süre orada kalmasına izin verin.

Blok hakkında bilgi veren küçük bir mesaj açılacaktır.

Olayların sırasını takip edebilir misin? İpucu: “başlangıçta” bloğunda başlar. Ardından “clearTheTimer” adlı bloğa atlar. Bundan sonra “sonsuza kadar” adlı bloğa atlar. Bundan sonra ne olur?

Kodu incelerken zamanlayıcıdaki düğmelere dokunmayı deneyin.

Bir düğmeye dokunduğunuzda kodun hangi bölümleri etkinleşiyor gibi görünüyor? Niye ya? Koda bakarak düğmenin ne yapacağını tahmin edebilir misiniz?

Okumayı öğrenmek, yazmayı öğrenmenin önemli bir parçasıdır. Kod yazmayı öğrenen öğrenciler, başkalarının yazdığı kodu okuyarak fayda sağlayabilir.

Kodlama bilginizi test etmenin iyi bir yolu, zamanlayıcınız için koddaki bir şeyi değiştirmek olabilir.

Yaptığınız değişikliğin zamanlayıcının çalışma şeklini nasıl etkileyeceğini tahmin edin. Sonra değiştirilen kodu micro:bit'e yükleyin ve ne olduğunu görün!

Muhtemelen hatalar yapacaksınız. Sorun değil. Herkes yapar. Neredeyse her kodlama projesi, temelde hataları bulup düzeltmek anlamına gelen hata ayıklama adı verilen bir aşamadan geçer.

Her zaman işe yarayacağını bildiğiniz kodla yeniden başlayabilirsiniz. Kodu tekrar indirmek için Adım 10'daki bağlantıya tıklamanız yeterlidir.

13. Adım: Sık Sorulan Sorular

Kod neden parçalara ayrılmış?

Her parça yalnızca bir görevi yerine getirir.

Her görev için kod sadece bir kez yazılır.

Parçaların, insanların kodu okumasına yardımcı olacak açıklayıcı adları vardır.

Zamanlayıcı, kod parçasının gerçekleştirdiği görevi yapması gerektiğinde bir kod parçasını adıyla etkinleştirir. Buna “prosedür” “çağırmak” denir.

Hesaplama, zamanlayıcının çalışmasını nasıl sağlar?

Zamanlayıcı, hesaplamayı üç farklı şekilde kullanır.

Zamanlayıcıyı ayarlamak için kullanıcı bir temas noktasına dokunduğunda zaman ekleyin. Zamanlayıcıyı başlatmak için kullanıcı bir temas noktasına dokunduktan sonra geçen süreyi çıkarın. Görüntülemek için saniye sayısını saat, dakika ve saniyeye dönüştürün. "Sonsuza kadar" prosedürü, zamanı iki şekilde ölçmek için çıkarma işlemini kullanır.

Bir saniyenin ne zaman geçtiğini anlamak için micro:bit'i kontrol edin. Geri sayım sıfıra ulaşana kadar her saniye geçtikten sonra geri sayımdan 1 çıkarın. "addSeconds" prosedürü, kullanıcı dokunmatik tuşlardan birine saatler, dakikalar veya saniyeler boyunca bastıktan sonra geri sayımı artırmak için ekleme kullanır.

“showTimeRemaining” prosedürü, geri sayımı bir insanın daha kolay anlayabileceği bir zaman göstergesine dönüştürmek için tamsayı bölmeyi kullanır.

Kodda kullanılan diğer bazı kodlama teknikleri nelerdir?

Tanımlayıcı değişken adları, insanların kodun belirli gerçekleri nasıl yönettiğini anlamalarına yardımcı olur.

Değişken, basitçe, micro:bit'in belleğinde sakladığı bir gerçeğe eklenen bir addır.

Gerçekler, zamanlayıcının kullanıcının ne yapmasını istediğini takip etmesini sağlar.

Bir prosedür, bir değişkene eklenen değeri değiştirebilir. Yeni değer farklı bir prosedürde kullanılabilir.

Mantık blokları, doğru veya yanlış gerçekleri değerlendirir. Zamanlayıcı, gerçeklere dayanarak doğru eylemi bu şekilde belirleyebilir.

Doğru-yanlış gerçeği, iki sayıyı karşılaştırmanın sonucu olabilir. Sayılar eşit mi? Bir sayı diğerinden büyük mü? Veya daha az?

Kod ayrıca bir değişkene gerçek bir true veya false değeri ekleyebilir.

Bir prosedür, başka bir prosedürün nasıl çalışacağını değiştirmek için bir doğru-yanlış değişkeninin değerini değiştirebilir. Bu koddaki T5 olay işleyicisi, soundTheAlarm adlı prosedürde alarmı bu şekilde kapatır.

Mantık blokları basit olabilir: eğer bir değer veya karşılaştırma doğruysa, o zaman bir şeyler yapın; yoksa hiçbir şey yapmayın.

Mantık blokları karmaşık olabilir: eğer bir değer veya karşılaştırma doğruysa, o zaman bir şey yapın; else (aksi anlamda), farklı bir şey yapın.

Mantık blokları, içlerinde "iç içe geçmiş" başka mantık bloklarına sahip olabilir.

Bazen bir gerçeği değerlendirmek ve doğru eylemi seçmek için arka arkaya birkaç mantık bloğu dizisi gerekir.

"Sonsuza kadar" bloğu neden 995 sayısını kullanıyor?

Kod, bir saniyenin ne zaman geçtiğini söylemek için 995 kullanır.

micro:bit, "çalışma süresi" adlı bir değişkeni saniyede yaklaşık 1.000 kez otomatik olarak artırır. Tam olarak 1000 değil, ama yakın.

Bu örneği oluşturmak için kullanılan gerçek micro:bit ile yapılan bir deney, ortalama olarak 995'e daha yakın olduğunu buldu.

Bu kod, gözlemlenen ortalama ile birlikte gider. Geri sayımdan bir saniye çıkarmak için mantık bloklarına geçmeden önce çalışma süresi değerinin 995 artmasını bekler.

Micro:bit'inizin çalışma süresi değişkenini ne kadar hızlı güncellediğini keşfetmek için nasıl bir deney tasarlarsınız? Keşfinizden emin olmak için deneyi ne kadar süre çalıştırmanız gerekir?

Zamanlayıcınızın mühendisi sizsiniz. Bu, 995'i farklı bir değere değiştirmenin zamanlayıcınızı daha doğru hale getirip getirmeyeceğine karar verebilecek tek kişinin siz olduğunuz anlamına gelir.

Zamanlayıcı, yalnızca kodu değiştirerek farklı bir şey yapmak için nasıl değiştirilebilir?

Birleştirilen bileşenleri aynı tutarak, kodda yapılacak birkaç değişiklik, zamanlayıcıyı farklı bir ürüne dönüştürebilir.

Kronometre

“Başlat-Durdur” dokunmatik sensörü beklendiği gibi çalışacaktır. “Net” dokunmatik sensör de olur.

Saatler, dakikalar ve saniyeler için dokunmatik sensörlere ihtiyaç duyulmaz.

"Sonsuza kadar" prosedürü, aşağı değil, yukarı saymak için değişecektir.

Gelişmiş bir değişiklik, zamanı saniyenin 1/10'u artışlarla ölçmek ve görüntülemek olacaktır.

Masa saati

"Başlat-Durdur" dokunmatik sensörü, "Ayarla" düğmesi olarak işlev görür.

Saat, dakika ve saniye için dokunmatik sensörler, herhangi bir değişiklik olmaksızın beklendiği gibi çalışacaktır.

“Sonsuza kadar” prosedürünün aşağı değil, yukarı sayması gerekir.

Ayrıca, "sonsuza kadar" prosedürü, gece yarısında "sıfıra dönüş" için bir hesaplamaya ihtiyaç duyacaktır.

“Clear” dokunmatik sensöre ihtiyaç duyulmaz. Ancak yeni bir işlev verilebilir.

Gelişmiş bir değişiklik, bu dokunmatik sensörü mod seçim kontrolü olarak kullanmak olabilir. 24 saatlik, askeri tarzdaki ekran ile öğleden sonra ve öğleden sonra olan 12 saatlik geleneksel görüntü arasında geçiş yapın. ekrana eklendi.

Alarm saati

Bu durumda “Temizle” dokunmatik sensör “Alarm” kontrolüne dönüştürülebilir.

Alarmın ne zaman çalacağı ve kullanıcının alarmı etkinleştirip etkinleştirmediği gibi yeni gerçekleri takip etmek için daha fazla değişken gerekebilir.

Farklı öğrencilerin bu değişikliğe farklı şekillerde nasıl yaklaşabileceklerini görmek ilginç olurdu.

Dünyayı Kontrol Et

Saatin hareket, gürültü veya kapının açılıp kapanması gibi olayları algılaması için MakerBit aracılığıyla daha fazla sensör eklenebilir.

Olaylar belirli zaman dilimlerinde algılanırsa saat alarm çalmaya karar verebilir.

Benzer şekilde saat, zamana bağlı olarak harici cihazları etkinleştirmek veya devre dışı bırakmak için kullanılabilir. Bir örnek, MakerBit'teki bir pime bağlı bir elektronik kapı kilidi olabilir.