ScratchPaper: 10 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:20

Tinkering Studio'da insanları elektronik ve programlamanın çeşitli yönleriyle tanıştırmak için prototipler oluşturuyoruz. Bu konular yeni başlayanlar için korkutucu olabileceğinden, giriş engelini azaltmanın yollarını düşünmeye çalışmak bizim için eğlenceli bir süreç oldu.

Öğrencilere temel devreleri tanıtmanın en sevdiğimiz yollarından bazıları, elektronik bileşenleri tahta bloklara monte etmeyi ve öğrencilerin bunları timsah klipsleriyle bağlamayı denemelerini sağlamayı içerir. Ayrıca sanatsal ışıklı kreasyonlar yapmak için bakır bant, madeni para pilleri ve LED'lerle kağıt devre atölyeleri geliştiren AIR Jie Qi'nin çalışmalarından da ilham aldık.

Programlama açısından, Scratch veya diğer blok tabanlı programlama dillerini kullanan etkinliklerle birkaç yıldır deneyler yapıyoruz. Bu arayüzlerin insanların programın parçalarını birbirine sürüklemesine, bırakmasına ve bağlamasına izin verme şekli, deneyi ve yinelemeyi teşvik eder.

Tüm bu etkiler, devreler, arduino ve görsel programlama hakkındaki fikirleri keşfetmek için 'ScratchPaper' adını verdiğimiz bir karma aktivite yaratmamıza neden oldu.

Genellikle karmaşık görünen ve acemi katılımcılar için pek davetkar olmayan programlama ve arduino atölyeleri gördük. Bu atölye için, bu eğlenceli tavrı iletmek için tekli gumdrop LED'ler, önceden yapılmış anahtarlar ve sensörler ve RGB ışıkları ile eğlenceli ve renkli örnek kartlar oluşturduk. Bu tuhaf öğelerin eklenmesinin yanı sıra yüksek ve düşük teknolojili malzemelerin bir kombinasyonunun, bu konuların araştırılmasına katılmak için daha açık bir davet verebileceğini gördük. Bir arduinoyu kontrol etmenize izin vermek için bloklar ekleyen Scratch programlama dilinin deneysel bir uzantısı olan scrapx'i kullanıyoruz.

Bu kılavuzda, aktivite için bileşenlerin nasıl oluşturulacağını öğrenebilir, çalışmak için bazı örnek eskizler alabilir ve materyallerin, ortamın ve kolaylaştırmanın keşfi destekleyebileceği bazı yollar hakkında bilgi edinebilirsiniz.

Adım 1: Bu Malzemeleri Toplayın

Arduino Bloğu için

Arduino UNO -

USB kablosu -

Tek damarlı tel -

Bakır çivi

#4 düğme başlı vidalar

1x6 tahta parçası

Kağıt Devre Bileşenleri için

Bakır Bant -

Renkli karton kağıt

10k direnç -

Işık sensörü -

FSR sensörü -

10 mm LED'ler -

10 mm Ortak Katot RGB LED'ler -

Çağrı motoru -

Timsah klipleri

Kalem

Faydalı Araçlar

Küçük matkap ucu ile El Matkabı

Tornavida

Çekiç

Zımpara taşı

Makas

Yapıştırıcı

Havya

Koruyucu gözlük

Adım 2: Arduino Bloğunu Oluşturun

İlk olarak, elektrik aramaları için devre kartı setimize benzer şekilde, bir Arduino UNO kartını tahta bir bloğa, kartların pimleri bakır çivilere bağlı olacak şekilde monte edin. Bu, bileşenleri panoya yineleme ve test etmeye izin veren timsah klipsleriyle bağlamanıza olanak tanır.

Birkaç pime bağlı bakır çiviler sorunlu alanı sınırlar ancak bize hala arduino kartlarını ekstra kalkanlara veya sıra dışı parçalara güvenmeden sunmanın otantik bir yolu gibi geliyor.

1. 1x6 bloğu 4 inçlik bir parçaya kesin ve kenarları zımparalayın

2. Arduino UNO kartını bloğun ortasına yerleştirin, vida deliklerini kurşun kalemle işaretleyin ve bu yerlere delikler açın.

3. Arduino'yu yerine vidalayın

4. Sağ tarafta (dijital pin tarafı) beş nokta ve solda üç nokta işaretleyin. Bakır çivilerde pilot delikler açın ve dövün

5. arduino dijital pin soketlerini bakır çivilere bağlamak için tek damarlı teli kullanın. 11, 9, 6, 5 ve 3 numaralı pinleri kullanıyoruz çünkü bunlar pini çok yüksek oranda açıp kapatarak parlaklığı değiştirmemizi sağlayan PWM pinleri.

6. Sol tarafta, pozitif için 5V pimini bir çiviye, negatif için GND pimini bir çiviye ve sensörler için A0 analog girişini pime bağlayın. İsterseniz pozitif için kırmızı, negatif için siyah kullanabilirsiniz, ancak gerekli değildir.

7. Çivileri ilgili pimlere etiketlemek için bir damga ve şarpi kullandık. Bu araçlara sahip değilseniz, pinleri takip etmenin başka yollarını düşünmek isteyebilirsiniz.

Adım 3: Bileşenleri Oluşturun - LED'ler

Şimdi sıra arduino ve scrapx programlama ile kontrol edilecek kağıt devre bileşenlerini yaratmaya geldi.

Tek LED için

1. 2 inç x 2 inç kare renkli kart stoğu kesin

2. İki küçük bakır bant parçası kesin ve LED'e yer bırakarak kareye yapıştırın.

3. Bir LED'in iki ucunu bakır bandın üzerine yerleştirin ve lehimleyin. Bir havyanız yoksa, kabloları banta yapıştırmak için bant kullanabilirsiniz, ancak o kadar güvenli olmayacaktır. (+) ve (-) taraflarını renkli kağıda kurşun kalemle işaretleyin.

RGB LED'ler için

1. 3 inç x 3 inç kare beyaz kart stoğu kesin

2. Ortak katot RGB LED'i kullanın ve hangi ucun hangi renge karşılık geldiğini test edin. Takip etmek için renkli keskinliklerle işaretleyebilirsiniz.

3. Üç küçük bakır bant parçasını kağıdın bir tarafına ve bir parçayı ortasına diğer tarafına yapıştırın. LED'in üç pozitif ucunu (farklı renkler için) bir taraftaki bakır şeride ve negatif ucunu diğer tarafa bağlayın. Lehimleyin veya bantlayın ve (-) tarafını ve üç farklı rengi işaretleyin.

R, G ve B LED'leri için

1. 2 inç x 3 inç dikdörtgen renkli kağıt parçası kesin

2. LED'lerin negatif tarafı için kağıdın kenarına bir şerit yapıştırın. Diğer tarafa üç şerit bakır bant yerleştirin.

3. Negatif uçlar paylaşılan tarafta ve pozitif uçlar ayrı taraflarda olacak şekilde kağıda kırmızı, yeşil ve mavi bir LED koyun. (+) ve (-) taraflarını işaretlemek için bir kalem kullanın.

Adım 4: Bileşenleri Oluşturun - Anahtarlar

Bir sonraki adım, projenizdeki farklı programları tetiklemek için açma/kapama anahtarları oluşturmaktır. Bunlar, kıvrımlar veya açılır pencereler kullanarak birçok farklı biçim alabilir, bu nedenle farklı tasarımlar denemeyi deneyin.

1. Anahtarların her biri, arduino kartına üç bağlantı noktasına ihtiyaç duyar. Biri artıya, biri eksiye ve biri de dijital giriş pinine. Bu kabloların her biri için bir tane olmak üzere üç parça bakır bant yerleştirin.

2. Negatif ve dijital pime bağlanacak olan bakır bant parçalarının arasına 10k'lık bir direnç yerleştirin. Direnci yerinde lehimleyin.

3. Pozitif ve dijital pin uçları arasında bağlantı kurmak için hareket ettirilebilen başka bir bakır bant parçası eklemenin bir yolunu bulun. Bu, kesilmiş bir açılır parça, katlanmış kağıt yaylı bir kare veya basit bir katlanmış anahtar olabilir.

Adım 5: Bileşenleri Oluşturun - Sensörler

Bir sensör, çevresindeki olayları veya değişiklikleri algılayabilir. Arduino'nun A0 pinine bağlandığında sensör değerini okuyabilir ve projenizde kullanmanıza izin verir. Şimdiye kadar ışık sensörlerini ve basınç sensörlerini karalama kağıdıyla test ettik ancak sesi, rengi veya iletkenliği ölçen farklı sensör türlerini deneyebilirsiniz.

1. Sensörlerin her biri, pozitif, negatif ve bir analog giriş pininde arduino kartına üç bağlantı noktasına ihtiyaç duyar. Bu kabloların her biri için üç parça bakır bant yerleştirin.

2. Negatif ve dijital pin bakır bant ucu arasına 10k'lık bir direnç yerleştirin. Direnci yerinde lehimleyin.

3. Işık sensörünü veya basınç sensörünü, artı ve analog arasındaki bakır bant uçlarına takın.

Adım 6: Kağıt Canavarları

Materyal setine biraz oyunbazlık ve kapris katmanın eğlenceli bir yolu, titreyen bir motorla sallanmaya programlanabilen, pörtlek gözlü kağıt canavarlar yapmaktır.

1 İki adet 2x2 kare renkli kağıt kesin. İlginç bir canavar şekli kesin ve uygun noktalara parlak gözler takın.

2 Bakır bandı taban karesine ve canavara aynı düzlemde yapıştırın.

3. Çağrı motoruna giden kabloları canavar yüzündeki iki bant parçasına lehimleyin ve kabloları yerinde lehimleyin. Motoru kağıda yapıştırın.

4. Aynı renkli kartondan bir dikdörtgen kesin ve ikiye katlayın. L şeklindeki parçayı destek olarak kullanın ve iki parçayı birbirine bağlamak için yapışkan çubuğu kullanın.

5. İki bakır bandı birbirine lehimleyin.

Adım 7: Scratchx ve Arduino'yu Kurun

Kağıt devrelerini arduino ile kontrol etmek için sıfırdan programlama dilinin deneysel bir uzantısı olan scrapx'i kullanıyoruz. Ardublocks, Mblock, S4A ve diğerleri gibi test edebileceğiniz birçok blok tabanlı programlama dili vardır. Bu talimat, scrapx'e odaklanacaktır, ancak diğer biçimleri test edebilirsiniz.

Bu bilgi, Kreg Hanning'in Scratchx için başlangıç kılavuzundan alınmıştır, daha ayrıntılı talimatlar ve ekran görüntüleri için onun sitesine tıklamanız yeterli olabilir (https://khanning.github.io/scratch-arduino-extension/index.html))

StandardFirmata ürün yazılımını Arduino'ya yükleyin

1. Henüz yapmadıysanız, Arduino yazılımını https://www.arduino.cc/ adresinden indirip yükleyin.
2. Arduino kartını bilgisayarınızın USB bağlantı noktasına bağlayın
3. Arduino yazılımını başlatın
4. Dosya > Örnekler > Firmata > Standard Firmata'ya gidin
5. Araçlar > Pano menüsünden Arduino kartınızı seçin
6. Araçlar > Bağlantı Noktası menüsünden seri bağlantı noktanızı seçin. Mac'te bu, /dev/tty.usbmodem-1511 gibi bir şeydir. Windows'ta, muhtemelen en yüksek numaralı COM bağlantı noktasıdır. (Ya da Arduino'yu fişten çekin, menüyü kontrol edin ve ardından Arduino'nuzu yeniden takın ve hangi yeni bağlantı noktasının göründüğünü görün.)
7. Yükle düğmesini tıklayın

Scratch Uzantıları Tarayıcı Eklentisini Kurun

1. Bu uzantının çalışması için Firefox web tarayıcısını kullanmanız gerekecek
2. "Diğer web tarayıcıları" için Scratch Extensions Tarayıcı Eklentisini indirin ve yükleyin

Arduino uzantısını ScratchX'e yükleyin

Aşağıdaki URL'ye giderek uzantıyı başlatın:

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

"Scratchx.org'un eklentileri çalıştırmasına izin verilsin mi?" şeklinde başka bir mesaj görebilirsiniz. Hem Adobe Flash'ı hem de Scratch Device'ı "İzin Ver ve Hatırla" olarak ayarlayın ve tamam'a tıklayın.

"Daha Fazla Blok" sekmesinde gösterge ışığını gördüğünüzde yeşile dönün, uzantıyı kullanmaya hazırsınız!

Adım 8: Bazı Örnek Eskizler

Scratchx, kağıt, devreler ve arduino ile deneylerinize, yanıp sönen ışık oluşturan örnek kod, led'i açıp kapatan bir anahtar ve parlaklığı kontrol edebilen bir ışık sensörü ile yaptığımız bazı örnek çizimlerle başlamak isteyebilirsiniz. bir ışıktan.

Dosya menüsüne gidin ve örnek bir program açın. Bağlı arduino için ekranda yeşil ışık yandığında, arka plan görüntüsünde gösterildiği gibi aligatör klipslerini kullanarak kağıt devre bileşenlerini arduinoya bağlayabilirsiniz.

Kendi programlarınızı oluşturmaya başladığınızda, boş tahta programı ile başlayabilirsiniz. Arduino için bir Scratch programı üzerinde çalışırken, farklı pinlere ledler, butonlar ve servolar atayarak "cihaz bağlandığında" yazan 'şapka bloğu' altında programın kurulumunu yapmanız gerekir.

Işıkların, anahtarların ve sensörlerin bir şeyler yapmasını sağlamak için "bayrak tıklandığında" şapka bloğunun altında yaşayan bir program oluşturabilirsiniz. Tekrarlar, sonsuza kadar döngüler, rastgele girdiler ve bekleme süreleri ile denemeler yapmak isteyebilirsiniz. Diğer karalama blokları türlerini kullanarak karakterleri, sesleri ve değişen arka planları da dahil edebilirsiniz.

İşte bunun pratikte nasıl göründüğüne dair bir fikir edinmek için bu yıl Tampa'daki ASTC konferansında eylem halinde olan bir karalama kağıdı videosu:

flic.kr/p/MKHtcf

Adım 9: Bir ScratchPaper Atölyesi Oluşturma

ScratchPaper projeleri oluşturmayı kişisel olarak denedikten sonra, etkinliği başkalarıyla paylaşmayı düşünebilirsiniz. Öğrencileri kendi süreçlerinde ve fikir geliştirmelerinde desteklemek için etkinlik tasarımında, materyallerde, çevrede ve kolaylaştırmada ayarlamalar yapmaya çalışıyoruz. Tinkering Studio'da veya çeşitli konferanslarda diğer eğitimcilerle birlikte atölyeyi kurarken düşündüğümüz birkaç şey var. Bu öğeleri, mekanlarınıza ve hedef kitlenize uyacak şekilde ayarlayabilir ve değiştirebilirsiniz.

İşbirliği Ortamı

Çalıştay için bir ortam kurarken, öncelikle bilgisayarlara odaklanmak değil, paylaşılan materyallerin ve ilham verici örneklerin yanı sıra onları başka bir araç olarak kullanmak istiyoruz. Köpek kemiği şeklindeki masamız genellikle daha fazla işbirliğine ve fikir paylaşımına olanak tanır; bu, başkalarının çalışmalarını görmenin o kadar kolay olmadığı ekran tabanlı etkinliklerde daha da zor bir durumdur.

Örnekler ve İlhamlar

Etkinliğin bazı olası uzantılarını göstermek için odanın girişine yakın bir 'merak köşesi' oluşturduk. Attiny çipini kullanan kağıt devre örnekleri, biraz daha sanatsal kağıt devre örnekleri ve nicole'nin ışık sensörleri ve RGB LED'leri kullanan analog bakır tacını ilginç bir fiziksel düzenlemeye dahil ettik.

Çiftler halinde çalışmak

Buradaki ekiple çalıştay için onlardan çiftler halinde çalışmalarını istedik ki bu keşifleri ilerletmeye gerçekten yardımcı oldu. İnsanların ortak bir araştırmaya katkıda bulunması, kendilerini daha rahat hissettikleri şeyler hakkında iletişim kurmalarına ve birbirlerinden öğrenmelerine olanak sağladı. Fiziksel dünyadaki nesnelerin sıfırdan programlama ile birleşimi, kişinin elleriyle düşünmesi için daha fazla alan sağlar ve ortakların problem alanını paylaşmasına olanak tanır.

Malzemeler

Bir atölye için her grup için en az üç adet tekli LED kartı ve her bir ekstra bileşenden (RGB led'ler, kağıt canavarlar, anahtarlar ve sensörler) bir veya iki tane hazırlıyoruz.

Paylaşma ve Yansıma

Her zaman bir çalıştayın sonunda sonuçları ve fikirleri paylaşırız ve grupların her birinin düğmeler, sesler ve sensörler içeren benzersiz araştırmalar üzerinde nasıl çalıştığını görmek gerçekten harikaydı. Uğraşabileceğimiz sadece basit örnekler olsa da, anlatılar ve hikaye anlatımı ortaya çıkmaya başladı. Herhangi bir tamir faaliyetinde olduğu gibi, her grubun sürecini yansıtan çeşitli sonuçlar arıyoruz.

Adım 10: Kendiniz Yapın

Bu, birkaç aydır üzerinde çalıştığımız deneysel bir aktivitedir ve farklı materyalleri, yönlendirmeleri ve projeleri denemeye devam ediyoruz. Farklı elektronik bileşenler, ilginç anahtar yapma yolları, yeni çıkış türleri ve farklı LED düzenlemeleri ile deneyler yapacağınızı umuyoruz. Kağıt devreler, arduino ve scrapx ile programlama için nelerin mümkün olduğunu öğrenmeye devam edebilmemiz için bu etkinliği nasıl yeniden karıştırdığınızı ve değiştirdiğinizi bize bildirin.