Jednoduché piano Arduino: 8 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:55

Dnes vytvoríme jednoduché jednooktávové piano Arduino, ktoré môže byť skvelým východiskovým bodom pre ďalšie projekty. Tento projekt predstaví základné komponenty Arduino a programovanie na úrovni strednej školy. Kým je kód vopred pripravený, jednotlivci môžu už v programe zmeniť poznámky a vopred pripravenú skladbu.

Cieľový vek: 9-12. Ročník

Pre učiteľov stredných škôl/rodičov z domácich škôl sa tento projekt týka štandardov ITEEA pre technokloigalskú a inžiniersku gramotnosť.

Štandard 3: Integrácia znalostí, technológií a postupov

Technológia a inžinierstvo sú interdisciplinárne a týkajú sa viac ako jednej oblasti obsahu. Vplyv a sú ovplyvnené prenosom technológie v iných oblastiach. Príklad použitia röntgenových lúčov v archeologických vykopávkach, teleskopy na pohľad na hviezdy alebo mikroskopy na pohľad na mikrobiálny život. Znalosti a postupy v týchto oblastiach napredujú a zdokonaľujú sa v iných oblastiach a myšlienkových smeroch, t.j. v biomimikrii.

Tento projekt kombinuje technológiu a hudbu vo forme „klávesnice“, ktorú môže niekto vyrobiť.

Cvičenie 1: Systémové myslenie:

Pokiaľ ide o prax, podporuje systémové myslenie, kde je potrebné myslieť. Nástroj uvedený v tejto časti je model univerzálnych systémov, ktorý je: vstup, proces, výstup a spätná väzba. Vstup sa zameriava na to, čo je potrebné na vytvorenie technológie. Proces je spôsob, akým sa technológia vyrába alebo čo je potrebné na to, aby fungovala. Výstup je prvým výkonom technológie, či už bol dobrý alebo zlý. Spätná väzba preberá proces a výstupy produktu a zisťuje, čo je možné zlepšiť, napríklad účinky na používateľov, spoločnosť a životné prostredie.

Cvičenie 3: Výroba a robenie:

Vytváranie a vykonávanie môže prebiehať v mnohých prostrediach, neformálnych aj formálnych. Výroba je akt robenia niečoho, pričom robenie je široko definované ako používanie praktických procesov spojených s navrhovaním, budovaním, prevádzkou a hodnotením technologických produktov a systémov. Od výroby vopred navrhnutých predmetov k zameraniu sa na rozvoj priemyselných zručností došlo k posunu k vytváraniu inovatívnych riešení k otvoreným výzvam v oblasti dizajnu v oblasti technologického a inžinierskeho vzdelávania. Tým, že študenti pracujú na riešeniach otvorených výziev v oblasti dizajnu, stimuluje to ich rozvoj myslenia a dizajnu vyššieho rádu a integráciu obsahu z iných odborov. Tým, že sa študenti zapájajú do otvorených postupov vytvárania a praktizovania, prežívajú podobný proces, akým sa zaoberajú vedci, technológovia a inžinieri. Povinnosťou pedagóga je tiež naučiť študentov bezpečnostné opatrenia. S rastúcim množstvom nástrojov a priemyselných štandardov je schopnosť bezpečne používať nástroje a materiály zásadná pri predchádzaní nehodám. Výroba a realizácia tiež vyžaduje použitie tvorby modelov: koncepčných, matematických, grafických, fyzických a virtuálnych. Tieto modely odlišujú technologické a inžinierske vzdelávanie od ostatných predmetov.

Tento projekt zahŕňa nácvik 3 Výroba a robenie, pretože študenti sa môžu naučiť používať Arduino, stavať túto „klávesnicu“a môžu z tohto projektu vychádzať. Prax 1 Systémy Myslenie je zapojené do procesu vytvárania klávesnice.

Kontext 1: Výpočet, automatizácia, umelá inteligencia a robotika

Kontexty môžu byť jednotkami v rámci učebných osnov ako projekty, lekcie, výlety alebo iné činnosti. V kontexte 1 kombinuje výpočty, automatizáciu, AI a robotiku.

Kontext 5: Informácie a komunikácia

Tento kontext zahŕňa informácie a spoločenstvo, ktoré môžu byť reprezentované v spôsobe zdieľania údajov alebo inými spôsobmi, akými môžu ľudia komunikovať, ako sú kresby, obrázky, médiá, iný digitálny obsah a byť schopní zdieľať tieto informácie.

Vzhľadom na programovací aspekt tohto projektu sa týka kontextu 1 Výpočet, Automatizácia, Umelá inteligencia a Robotika a 5 Informácie a komunikácia. Aj keď je program k dispozícii pre vás, je to dobrý odrazový mostík k zisteniu, ako program funguje a ako súvisí s fyzickou položkou.

Učebné ciele:

Na konci tohto kurzu by študenti mali mať základné znalosti o tom, ako Arduino funguje.

Vedieť prepojiť Arduino.

Ako zmeniť kód.

Ako nahrať kód.

Zásoby

9 tlačidlových spínačov

9 1 000 ohm odpory (odpory rôznych veľkostí zmenia, aký silný je prúd v doske, ktorý ovplyvňuje zvuk)

12 prepojovacích káblov (môže mať akúkoľvek dĺžku alebo farbu)

1 piezový bzučiak

1 chlebník

1 Arduino Uno

1 držiak Arduino (voliteľný nie je potrebný, bude fungovať aj bez neho)

1 kábel USB

1 počítač

Krok 1: Pridajte tlačidlá

Na začiatok orientujte tabuľu ako na obrázku vyššie, pričom poloha písmen je zvislá a číslo 1 je na vrchu. Umiestnite tlačidlá na dosku rovnomerne od seba (tu som medzi nimi urobil dve medzery). Tlačidlá by mali byť na mostíku medzi medzerou doštičky. Pravá polovica dosky je kladná a ľavá polovica je negatívna.

Tlačidlá odošlú vstup (informácie o odoslaní) po stlačení do Arduina.

Krok 2: Pridajte rezistory

Pridajte odpory na spodnú stranu každého tlačidla. Toto je negatívna strana tlačidla. Ostatné strany rezistora pôjdu do otvoru so stranou - (záporného) symbolu v rovnakom rade tlačidla.

Rezistory posielajú prúd cez tlačidlo cez dosku.

Krok 3: Pridajte bzučiak

Pridajte bzučiak na dosku na pečenie. Mal by byť od seba rovnaký priestor ako tlačidlá. Pripojte červenú stranu na pravú a čiernu stranu doľava.

Hneď ako prijme informácie o tlačidlách z Arduina, bude zvuk vydávať bzučiak.

Krok 4: Pridajte prepojovacie vodiče

Pridajte prepojovacie vodiče na pravú stranu tlačidla a hornú polovicu, toto je pozitívna strana. Druhá strana pôjde do Arduina na digitálnej strane.

Krok 5: Pripojte zariadenie Arduino

Zhora nadol ich vložte do otvorov pre 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 a 10. V prípade bzučiaka pridajte prepojku na červenú a čiernu stranu bzučiaka. Pôjdu do portov 11 a 13. Posledný prepojovací kábel bude mať jednu stranu vedenú do uzemňovacieho portu a do otvoru v - (negatívnom) symbolovom boku dosky. Poradie záležitosti portu, ako keby ste otvorili kód, odkazuje na určité tlačidlá v určenom porte. Uzemňovací port je rovnaký ako pripojenie k niečomu k zemi v obvode alebo v aute. Slúži na obmedzenie napätia prechádzajúceho cez Arduino a nepájivú dosku.

Krok 6: Stiahnite si softvér (preskočte, ak ho už máte)

Ak ste novým používateľom Arduina, kliknite na odkaz nižšie a stiahnite si softvér, ktorý sa bude používať pre tento program. Arduino má teraz tiež online verziu pre vaše kódovanie, ak si nechcete stiahnuť softvér.

www.arduino.cc/en/main/software

Krok 7: Nahrajte program

Stiahnite si program! V rámci programu môže jednotlivec meniť poznámky a v nich vopred pripravenú skladbu. Do kódu boli pridané komentáre, ktoré vám pomôžu lepšie mu porozumieť a čo je možné zmeniť. Ak niečo zmeníte, budete si to musieť prečítať, stiahnuť to do Arduina tak, že prejdete pod náčrt a nahráte ho alebo Ctrl + U. Bavte sa a buďte kreatívni!

Uvažovanie ďalej:

A čo ďalšie tlačidlá?

Čo keby som chcel mať dve alebo viac prednastavených skladieb?

Krok 8: Riešenie problémov

Ak niektoré tlačidlá reagujú a niektoré nekontrolujú nasledujúce:

Sú všetky prepojky zapojené úplne?

Sú odpory úplne zasunuté a dotýkajú sa spodnej časti dosky?

Je prepojka na správnom mieste tlačidla? A čo rezistor?

Ak zmeníte kód:

Vyšlo to tak, ako som chcel?

Sú tlačidlá/bzučiak nastavené na správne porty?

Majú noty správnu dĺžku/výšku, ktorú chcem?