Proste pianino Arduino: 8 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:27

Dzisiaj będziemy tworzyć proste jednooktawowe pianino Arduino, które może być świetnym punktem wyjścia do innych projektów. Ten projekt wprowadzi podstawowe komponenty Arduino i programowanie na poziomie szkoły średniej. Podczas gdy kod jest gotowy, osoby fizyczne mogą już zmienić notatki i wstępnie utworzoną piosenkę w programie.

Wiek docelowy: 9-12 klasa

Dla nauczycieli szkół średnich/rodziców szkół domowych ten projekt odnosi się do Standardów ITEEA w zakresie umiejętności technicznych i inżynieryjnych.

Standard 3: Integracja wiedzy, technologii i praktyk

Technologia i inżynieria są interdyscyplinarne i odnoszą się do więcej niż jednego obszaru treści. Wpływ i są pod wpływem transferu technologii z innymi dziedzinami. Przykład wykorzystania promieni rentgenowskich w wykopaliskach archeologicznych, teleskopów do patrzenia na gwiazdy lub mikroskopów do obserwacji życia drobnoustrojów. Wiedza i praktyki w tych dziedzinach rozwijają się i są rozwijane przez inne dziedziny i szkoły myślenia, tj. biomimikę.

Ten projekt łączy technologię i muzykę w formie „klawiatury”, którą ktoś może zrobić.

Praktyka 1: myślenie systemowe:

W praktyce promuje myślenie systemowe, w którym trzeba myśleć. Narzędziem wymienionym w tej sekcji jest uniwersalny model systemów, czyli: wejście, proces, wyjście i informacja zwrotna. Dane wejściowe analizują, co jest potrzebne do stworzenia technologii. Proces polega na tym, jak powstaje technologia lub co jest potrzebne do jej działania. Wynikiem jest pierwsza wydajność technologii, niezależnie od tego, czy była dobra, czy zła. Informacje zwrotne uwzględniają proces i wyniki produktu i pozwalają zobaczyć, co można poprawić, na przykład wpływ na użytkowników, społeczeństwo i środowisko.

Praktyka 3: robienie i robienie:

Robienie i robienie może mieć miejsce w wielu sytuacjach, zarówno nieformalnych, jak i formalnych. Robienie jest czynnością robienia czegoś, podczas gdy robienie jest szeroko definiowane jako korzystanie z praktycznych procesów związanych z projektowaniem, budowaniem, obsługą i oceną produktów i systemów technologicznych. Nastąpiło przejście od produkcji wstępnie zaprojektowanych obiektów do skupienia się na rozwijaniu umiejętności przemysłowych do tworzenia innowacyjnych rozwiązań i otwartych wyzwań projektowych w edukacji technologicznej i inżynierskiej. Poprzez uczniów pracujących nad rozwiązaniami otwartych wyzwań projektowych stymuluje ich rozwój umiejętności myślenia i projektowania wyższego rzędu oraz integrowania treści z innych dyscyplin. Uczniowie angażujący się w otwarte tworzenie i wykonywanie praktyk doświadczają procesu podobnego do tego, co naukowcy, technolodzy i inżynierowie. Obowiązkiem wychowawcy jest również nauczenie uczniów zasad bezpieczeństwa. Wraz z rosnącym bogactwem narzędzi i standardów branżowych, możliwość bezpiecznego korzystania z narzędzi i materiałów jest niezbędna w zapobieganiu wypadkom. Robienie i robienie wymaga również wykorzystania tworzenia modeli: pojęciowego, matematycznego, graficznego, fizycznego i wirtualnego. Modele te odróżniają edukację techniczną i inżynierską od innych przedmiotów.

Ten projekt obejmuje ćwiczenie 3 tworzenia i wykonywania, ponieważ uczniowie mogą nauczyć się korzystać z Arduino, budować tę "klawiaturę" i budować z tego projektu. Praktyka 1 Myślenie systemowe jest zaangażowane w proces tworzenia klawiatury.

Kontekst 1: Obliczenia, automatyzacja, sztuczna inteligencja i robotyka

Konteksty mogą być jednostkami w ramach programu nauczania, takimi jak projekty, lekcje, wycieczki lub inne działania. W kontekście 1 łączy obliczenia, automatyzację, sztuczną inteligencję i robotykę.

Kontekst 5: Informacja i komunikacja

Kontekst ten obejmuje informacje i komunię, które mogą być reprezentowane w sposób, w jaki dane są udostępniane lub w inny sposób, w jaki ludzie mogą się komunikować, np. rysunki, obrazy, media, inne treści cyfrowe, i być w stanie dzielić się tymi informacjami.

Ze względu na aspekt programistyczny tego projektu dotyczy on kontekstu 1 Obliczenia, Automatyzacja, Sztuczna Inteligencja i Robotyka oraz 5 Informacja i Komunikacja. Chociaż program jest dostępny dla Ciebie, jest to dobry krok, aby zobaczyć, jak działa program i jak odnosi się do fizycznego przedmiotu.

Cele nauczania:

Pod koniec tego kursu studenci powinni mieć podstawową wiedzę na temat działania Arduino.

Być w stanie podłączyć Arduino.

Jak zmienić kod.

Jak przesłać kod.

Kieszonkowe dzieci

9 przycisków przełączników

9 rezystorów 1000 omów (rezystory o różnej wielkości zmienią siłę prądu w płytce stykowej, co wpływa na dźwięk)

12 przewodów połączeniowych (może mieć dowolną długość lub kolor)

1 brzęczyk piezoelektryczny

1 płytka do krojenia chleba

1 układ Arduino

1 uchwyt Arduino (opcjonalny nie jest wymagany, będzie działał bez niego)

1 kabel USB

1 komputer

Krok 1: Dodaj przyciski

Aby rozpocząć, zorientuj płytkę stykową tak, jak na powyższym obrazku, z położeniem liter w pionie, z cyfrą 1 na górze. Umieść przyciski na płytce stykowej w równych odstępach (tutaj zrobiłem dwa odstępy pomiędzy). Przyciski powinny znajdować się na moście między szczeliną płytki stykowej. Prawa połowa planszy jest dodatnia, a lewa strona ujemna.

Przyciski wysyłają dane wejściowe (wysyłają informacje) po ich naciśnięciu do Arduino.

Krok 2: Dodaj rezystory

Dodaj rezystory na dole każdego przycisku. To jest negatywna strona przycisku. Pozostałe strony rezystora wejdą w otwór ze stroną z symbolem - (ujemnym) w tym samym rzędzie przycisku.

Rezystory przesyłają prąd przez przycisk przez płytkę.

Krok 3: Dodaj brzęczyk

Dodaj brzęczyk do płytki stykowej. Powinny być takie same, jak przyciski. Podłącz czerwoną stronę do prawej strony i czarną stronę do lewej.

Brzęczyk będzie wydawał dźwięk po otrzymaniu informacji o przycisku z Arduino.

Krok 4: Dodaj przewody połączeniowe

Dodaj przewody połączeniowe po prawej stronie przycisku i górnej części, to jest strona dodatnia. Druga strona trafi do Arduino po stronie cyfrowej.

Krok 5: Podłącz do Arduino

Od góry do dołu włóż je do portów 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 i 10. Dla brzęczyka dodaj zworkę po czerwonej i czarnej stronie brzęczyka. Przejdą one odpowiednio do portów 11 i 13. Ostatni przewód połączeniowy będzie miał jedną stronę do portu uziemienia i do otworu po stronie z symbolem - (ujemnym) na płycie. Kolejność sprawy portu, tak jakby otwierał kod, odnosi się do określonych przycisków w określonym porcie. Port uziemienia jest taki sam, jak podłączenie czegoś do uziemienia w obwodzie lub w samochodzie. Służy do ograniczenia napięcia przechodzącego przez Arduino i płytkę stykową.

Krok 6: Pobierz oprogramowanie (pomiń, jeśli już je masz)

Jeśli jesteś nowy w Arduino, kliknij poniższy link, aby pobrać oprogramowanie, które będzie używane przez ten program. Arduino ma teraz również wersję online do kodowania, jeśli nie chcesz pobierać oprogramowania.

www.arduino.cc/en/main/software

Krok 7: Prześlij program

Pobierz program! W ramach programu jednostka może zmieniać nuty i utworzoną w nim piosenkę. W kodzie zostały dodane komentarze, które pomogą Ci lepiej go zrozumieć i co można zmienić. Jeśli coś zmienisz, musisz przeczytać, pobrać go do Arduino, przechodząc do szkicu i przesłania lub Ctrl + U. Baw się i bądź kreatywny!

Myśląc dalej:

A co z większą liczbą przycisków?

A gdybym chciał mieć dwa lub więcej gotowych utworów?

Krok 8: Rozwiązywanie problemów

Jeśli niektóre przyciski reagują, a niektóre nie, sprawdzają następujące elementy:

Czy wszystkie zworki są podłączone do końca?

Czy oporniki są doprowadzone do końca i dotykają dna płytki stykowej?

Czy skoczek znajduje się we właściwym miejscu guzika? A co z rezystorem?

Jeśli zmienisz kod:

Czy wyszło tak, jak chciałem?

Czy przyciski/brzęczyk są ustawione na właściwych portach?

Czy notatki mają odpowiednią długość/wysokość, jaką chcę?