Koronawirus EXTER-MI-NATION Z Micro:bit i Daleksem: 4 kroki (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:28

Jest to drugi projekt z serii dotyczący ochrony przed koronawirusem firmy TinkerGen. Tutaj znajdziesz pierwszy artykuł. Głęboko wierzymy, że dzięki wspólnym wysiłkom ludzkości obecna epidemia wkrótce dobiegnie końca. Ale nawet po przejściu COVID-19 powinniśmy zachować czujność i zachować dobre nawyki, które (miejmy nadzieję) wypracowaliśmy w tych trudnych czasach. W poprzednim artykule skupiliśmy się na wykorzystaniu Micro:bit do zwrócenia większej uwagi na nas, którzy nieświadomie dotykamy naszych twarzy, a tym samym zapobiegają rozprzestrzenianiu się zarazków. W tym artykule zaprojektujemy i zbudujemy prostą, ale potężną broń przeciwko drobnoustrojom - małe urządzenie, za pomocą którego będziemy mogli zmierzyć ilość czasu spędzonego na myciu rąk.

Kieszonkowe dzieci

Bitmaker Lite

Sklejka 1/8 (3mm) do obudowy

Dwie miedziane kolumny M4 * 8 + 5 z pojedynczą głowicą Dwie nakrętki M4

Dwie śruby z łbem gniazdowym sześciokątnym M4 * 8

Dwa białe nity nylonowe R480

Dwie aluminiowe kolumny dwuprzebiegowe M2 * 15

Dwie śruby mechaniczne M2 * 8

Krok 1: Montaż obudowy

Pobierz pliki.dxf z Thingverse, a następnie wytnij je ze sklejki 1/8 (3 mm). Obudowa ma konstrukcję samozamykającą się, ale może być konieczne nałożenie odrobiny kleju podczas składania pudełka. Użyj dwóch M4 * 8 + 5 pojedynczych miedzianych kolumn, dwie nakrętki M4 i dwie śruby z łbem sześciokątnym M4 * 8 do mocowania Grove Ultrasonic Ranger do wewnętrznej ściany obudowy. Po przeciwnej stronie obudowy przymocuj serwo za pomocą 2 podwójnych aluminiowych kolumn M2 * 15 2. Użyj dwóch mechanicznych śrub zębatych M2 * 8, aby zainstalować plastikowe ramię serwomechanizmu na strzałce. Podłącz Ultrasonic Ranger i Servo do BitMaker Lite, a następnie zamocuj je wewnątrz obudowy za pomocą dwóch białych nylonowych nitów R480. Przymocuj strzałę do serwomechanizmu i umieść oba górne i dolne osłony nałożone Montaż zakończony, zacznijmy kodować!

Krok 2: Program Makecode

Stworzyłem dwie wersje kodu do tego projektu: łatwiejszą, wykonaną za pomocą Microsoft Makecode, graficznego środowiska programistycznego i trudniejszą, napisaną w Micropython - ta zawiera również głos Dalek, zsyntetyzowany za pomocą modułu mowy Micro:bit. Zaczniemy od prostszego programu.

Zanim zaczniesz pisać kod, musisz dodać rozszerzenie BitMaker lite do Makecode. Skonsultuj się, jak to zrobić tutaj.

Wewnątrz bloku startowego czyścimy ekran, ustawiamy dwie zmienne, start_time i stage na 0, ustawiamy kąt serwa na 90 i czekamy 500 ms przed uruchomieniem kodu pętli głównej. Logika kodu wewnątrz głównej pętli jest dość prosta - po pierwsze, niezależnie od tego, czy są wykryte ręce, czy nie, jeśli stage jest 0, ustawiamy serwo na 90 stopni, jest to stan domyślny.

Jeśli wykryjemy, że w odległości mniejszej niż 10 cm od naszego urządzenia znajduje się obiekt (założymy, że to ręce człowieka), to sprawdzamy, czy od ostatniego przejścia do kolejnego etapu minęła 1 sekunda. Czas 1 sekunda jest ustawiony na potrzeby debugowania, a właściwie ma być bliższy 4 sekundom (zgodnie z zaleceniami CDC całkiem niezły czas mycia rąk to 20 sekund, mamy 5 etapów, czyli 20/5=4). Za każdym razem, gdy minęła 1 sekunda od przejścia do etapu, jeśli ręce są nadal wykrywane w pobliżu urządzenia, przechodzimy do następnego etapu, resetujemy timer i odtwarzamy melodię. Ustawiliśmy również cyfrowy pin1 na LOW, aby generowanie PWM dla dźwięku nie kolidowało z serwomechanizmem - jeśli tego nie zrobisz, zauważysz, że serwo zacznie zachowywać się szalenie podczas odtwarzania muzyki. Jest to znane ograniczenie Micro:bit.

Następnie dla każdego etapu ustawiamy kąt serwomechanizmu w kolejności bloków if. Wreszcie, jeśli nie zostaną wykryte żadne ręce (odległość od urządzenia jest większa niż 10 cm), a scena nie jest równa 0 - co oznacza, że użytkownik przedwcześnie przerwał mycie rąk, odtwarzamy smutny dźwięk i ustawiamy scenę z powrotem na 0.

jeśli masz problemy z kodem, możesz pobrać plik.hex z naszego repozytorium GitHub dla tego projektu.

Krok 3: Program Micropython

Jeśli lubisz kodować i chciałbyś mieć małe wyzwanie, zrobienie tego samego projektu w Micropython może być dla Ciebie bardziej interesujące. Poza tym ta wersja jest fajniejsza!

Główny kod wersji Micropython jest zgodny z tą samą logiką. Jedną z głównych różnic jest to, że nie możemy bezpośrednio używać Ultrasonic Ranger lub Servo - nie ma dla nich standardowych modułów w oprogramowaniu Micro:bit micropython. Tak więc umieścimy tę klasę Servo w naszym kodzie i użyjemy nieco zmodyfikowanego kodu Grove Ultrasonic Ranger Python do pomiaru odległości. Lepszym sposobem byłoby utworzenie dwóch samodzielnych plików.py i zaimportowanie ich jako modułów - jednego dla klasy Servo, drugiego dla Rangera Ultrasonic. Ale dla prostoty będziemy trzymać wszystko w jednym miejscu.

Inną kluczową różnicą jest użycie modułu mowy, który pozwala nam zsyntetyzować znajomy głos Dalek:) Używamy parametrów z tej dokumentacji dla modułu mowy, aby stworzyć głos, który brzmi jak głos Dalek.

Przejdź do repozytorium GitHub tego projektu, aby pobrać pełny kod Micropython.

Krok 4: Zrób to sam

Zbudowaliśmy interesujący, użyteczny projekt z rozszerzeniem Micro:bit i Bitmaker Lite, który może być zarówno projektem czysto edukacyjnym, jak i naprawdę może znaleźć zastosowanie w domowej łazience, aby przypomnieć ludziom o dokładniejszym myciu rąk. Oczywiście eksperymenty i ulepszanie nie kończą się na tym – możesz wymyślić sposoby na sprawienie, aby obudowa i konfiguracja były mocniejsze i bardziej odpowiednie do użytku w szkołach publicznych lub przedszkolach. Lub możesz podłączyć zewnętrzny głośnik, aby zwiększyć głośność.

Możliwości są nieograniczone, a implementacja własnych pomysłów w sprzęcie i oprogramowaniu to dusza ruchu Maker. Jeśli wymyślisz nowe i ciekawe sposoby na ulepszenie tego projektu, podziel się nimi w komentarzach poniżej. Ponadto Bitmaker Lite zawiera kurs online, do którego można uzyskać dostęp na platformie kursów online TinkerGen, https://make2learn.tinkergen.com/ za darmo!

Aby uzyskać więcej informacji o Bitmaker Lite i innym sprzęcie dla twórców i nauczycieli STEM, odwiedź naszą stronę internetową https://tinkergen.com/ i zapisz się do naszego biuletynu.