Micro:bit Magiczna Różdżka! (średniozaawansowany): 8 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:29

„Każda wystarczająco zaawansowana technologia jest nie do odróżnienia od magii”. (Artur C. Clarke). Do diabła tak jest! Na co czekamy, wykorzystajmy technologię do stworzenia własnego rodzaju magii!

Ten projekt wykorzystuje dwa mikrokontrolery micro:bit, domowy wentylator chłodzący i kilka małych części elektronicznych do stworzenia naszej własnej magicznej różdżki. Wybrałem gest Wingardium Leviosa, ale z pewnością możesz dostosować ten projekt do rzucania innych zaklęć!

Należy pamiętać, że jest to projekt pośredni, ponieważ obejmuje wysokie napięcie i prąd. Używaj odpowiednich protokołów bezpieczeństwa i zawsze miej w pobliżu inną osobę dorosłą.

Poziom trudności: średniozaawansowany

Czas czytania: 15 minut

Czas budowy: ~ 1 godz

Koszt: ~40

Kieszonkowe dzieci

• Różdżka!

  Możesz kupić niestandardowe różdżki lub wykazać się kreatywnością i stworzyć własną

• Pióro (do pływania!)
• Rękawica (do ukrycia kontrolera micro:bit różdżka)

• Jeden (1) wentylator chłodzący dla gospodarstw domowych (4 A lub mniej)

  Nie modyfikujemy wentylatora, więc chwyć taki, który masz w domu, lub pożycz od ulubionego człowieka

• Jeden (1) przedłużacz

  Zmodyfikujemy przedłużacz, więc użyj dodatkowego, którego nie potrzebujesz lub kup tani

• Dwa (2) mikro: bity

• Dwa (2) zestawy baterii micro:bit i dwie (2) baterie AAA;

  Jeśli otrzymasz pakiet micro:bit Go, zawiera on pakiet baterii i baterie:)

• Dwa (2) kable microUSB
• Jedna (1) płytka drukowana

  Mój ma wymiary 2cm x 8cm, każda podobna lub większa płytka PCB będzie działać (ale zdecydowanie NIE używaj płytki stykowej, ponieważ nie poradzi sobie z wysokim prądem)

• Jeden (1) przekaźnik półprzewodnikowy (JZC-11F)

  Znamionowe dla wejścia 5Vdc i 220/250Vac i wyjścia 5A. Możesz użyć innego przekaźnika, o ile może się przełączyć

• Jeden (1) tranzystor NPN
• Jedna (1) dioda
• Jeden (1) rezystor 100 Ohm
• Trzy (3) zaciski krokodylkowe
• Trzy (3) przewody połączeniowe, 22 Gauge
• Dwa (2) przewody połączeniowe o grubości 14 (minimum 5A)
• Rurka termokurczliwa (~4"/20cm)

Krok 1: Magia? Co?! Jak??

Jedną z moich ulubionych scen z pierwszej książki o Harrym Potterze była sytuacja, w której Hermoine unosi piórko zaklęciem Wingardium Leviosa. To proste zaklęcie oddaje istotę tego, dlaczego kochamy magię: dosłownie za jednym ruchem nadgarstka i kilkoma wybranymi słowami możemy natychmiast sprawić, że wydarzą się zaskakujące (i imponujące) rzeczy.

Chociaż nie mamy dokładnie tego rodzaju magii, mamy technologię, która czasami wydaje się cudowna. Więc to się liczy! Aby naśladować moją ulubioną scenę, chciałem lewitować pióro. Jak w prawdziwym życiu możemy przenosić pióra z daleka? Z wiatrem!!

Po zbudowaniu początkującej wersji tego projektu nie byłem w 100% usatysfakcjonowany. Chciałem osiągnąć status czarodzieja na poziomie Hermiony! Zaprojektowałem więc drugą wersję, która może przełączać zasilanie dla dużego domowego wentylatora.

Ta wersja wykorzystuje przekaźnik półprzewodnikowy do przełączania zasilania AC za pomocą wyzwalacza DC. Możesz naśladować mój projekt lub jeszcze lepiej stworzyć własny! Istnieje TONA wariacji tego projektu, które możesz wykonać za pomocą tej podstawowej struktury, znaleźć zaklęcie, które Cię zainspiruje i ożywić je!

Ten samouczek pokaże Ci, jak wykonać następujące czynności:

1. Napisz prosty kod oparty na blokach dla mikro:bitowego kontrolera różdżkowego

2. Zbuduj obwód do przełączania zasilania wentylatora domowego 12 V, 4 A.

3. Napisz prosty kod blokowy dla magicznego odbiornika, który jest wyzwalany sygnałem radiowym (tzw. bluetooth)

Krok 2: Zakoduj to: kontroler różdżki

Zacznijmy od naszej magicznej różdżki! Używamy kodowania blokowego za pośrednictwem witryny Make Code, ale jeśli masz doświadczenie w kodowaniu, możesz również zaprogramować micro:bit za pomocą micropythona lub C++ w swoim ulubionym środowisku kodowania (np. Idle, Visual Studio Code itp.).

Krok 1: W bloku On Start ustaw numer grupy radiowej. Użyjemy tego samego numeru dla magicznego odbiornika micro:bit.

Krok 2: Zdecyduj, jak chcesz, aby Twoja różdżka uruchamiała działanie.

Micro:bit ma 3-osiowy akcelerometr, użyjemy go do ustawienia wyzwalacza gestów.

Szybkie rozwiązanie: Użyj bloku "wstrząśnięcia"!

Bardziej złożone rozwiązanie oparte na gestach:

Sprawdź, jak działa akcelerometr, drukując do portu szeregowego za pomocą bloków „Wartość zapisu szeregowego” (w sekcji Zaawansowane). Otwórz monitor szeregowy Arduino IDE, aby obserwować wyjście micro:bit podczas wykonywania gestów. Wykorzystaj swoje obserwacje, aby ustawić wyzwalacze. (Kod nr 2)

Przykład w kodzie nr 2 to moja próba gestu Wingardium Leviosa: swish-and-flick! (w dół w kierunku z iw lewo w kierunku x). Użyj takiego, jaki jest lub jako punkt wyjścia do własnego magicznego gestu!

Pomocne wskazówki:

(1) Ponieważ mikrokontrolery przetwarzają informacje bardzo szybko, blok pauzy daje nam czas na zakończenie pierwszej części gestu, zanim micro:bit sprawdzi drugą część.

(2) Dodałem etykiety osi na micro:bit, aby łatwiej było znaleźć właściwy ruch dla zaklęcia Wingardium Leviosa -- zdecydowanie polecam to!

Krok 3: Użyj gestu, aby wysłać numer radiowy (lub ciąg, po prostu bądź spójny).

Bloki „radio send string” i „radio send number” znajdują się w zestawie bloków „radio”.

Krok 4: Pobierz i zapisz kod na micro:bit!

Krok 3: Zbuduj to: magiczny odbiornik! (1/2)

Chwyć swój drugi micro:bit, swoją płytkę drukowaną, lutownicę i wszystkie części elektroniczne!

Szybki przegląd: Używamy wyjścia micro:bit 3.3V do wyzwalania strony DC przekaźnika. Obwód jest zakończony, gdy pin micro:bit P0 włącza tranzystor NPN. Krok 1: Przylutuj przekaźnik i tranzystor do płytki PCB.

Krok 2: Przylutuj diodę do styków zasilania DC przekaźnika, aby chronić micro:bit przed napięciem rozproszonym, gdy cewki przekaźnika się przełączają. Ujemna strona diody (linia szara) powinna być podłączona do styku dodatniego zasilania DC przekaźnika.

Krok 3: Przylutuj jeden przewód połączeniowy do dodatniego wejścia zasilania DC przekaźnika. Podłącz zacisk krokodylkowy między tym przewodem a padem wyjściowym micro:bit 3.3V.

Krok 4: Przylutuj kolejny przewód połączeniowy między stykiem wyjścia zasilania DC przekaźnika (GND) a stykiem kolektora tranzystora.

Krok 5: Przylutuj trzeci przewód połączeniowy do styku emitera tranzystora. Podłącz zacisk krokodylkowy między ten przewód a pad micro:bit GND.

Krok 6: Przylutuj rezystor do pinu bazy tranzystora. Podłącz zacisk krokodylkowy między drugim końcem rezystora a padem micro:bit P0.

Krok 4: Zbuduj: magiczny odbiornik! (2/2)

Krok 7: Usuń 1/2 (2 cm) izolacji z przewodu o średnicy 14 po obu stronach. Przylutuj jeden przewód do styku NO przekaźnika (normalnie otwarty), a drugi przewód do styku COM przekaźnika (lub cewki 2).

Krok 8: Przetnij przedłużacz tylko z jednej strony i usuń ~ 1/2 (2 cm) izolacji z boku ciętego przewodu.

Krok 9: Chwyć drut o kalibrze 14 i wsuń kawałek rurki termokurczliwej na każdy drut.

Krok 10: Wyrównaj jeden koniec przewodu o rozmiarze 14 z jednym końcem przewodu przedłużacza, a następnie skręć metal razem. Zabezpiecz rurkę termokurczliwą swoim ulubionym. źródło ciepła (np. zapalniczka, suszarka do włosów itp.). Powtórz dla pozostałych przewodów i rurki termokurczliwej.

Uwaga: Orientacja przewodów AC nie ma znaczenia.

Krok 5: Zakoduj to: magiczny odbiornik

Czas zakodować nasz magiczny odbiornik!

Krok 1: Ustaw Radio Group na ten sam numer, co dla kontrolera Różdżka. Krok 2: Wyciągnij blok „on radio receive” i ustaw go na „receivedNumber” (lub „receivedString”, jeśli użyłeś go dla swojego kontrolera różdżki).

Krok 3: Przeciągnij blok powtarzania do bloku „odebrano przez radio” i przełącz go na powtarzanie 2–4 razy.

Krok 4: (Opcjonalny, ale zalecany) Pokaż ikonę na micro:bit, aby poinformować Cię, czy otrzymał ciąg.

Jest to bardzo pomocne, jeśli/kiedy debugujesz.

Krok 5: Włącz cyfrowy pin 0! (inaczej „cyfrowy pin zapisu P0” do 1)

Ten blok znajduje się w bloku „Szpilki” w zakładce Zaawansowane.

Krok 6: Zatrzymaj się na kilka sekund.

Wybrałem 2 sekundy, możesz to zachować lub dostosować według potrzeb.

Krok 7: Wyłącz cyfrowy pin 0 („cyfrowy pin zapisu P0” do 0) i wyświetlacz micro:bit.

Krok 8 (Opcjonalny, ale zalecany): Dodaj wyzwalacz kopii zapasowej za pomocą przycisku micro:bit A do celów testowania i debugowania:)

Voila! Pobierz kod na swój Magical Receiver micro:bit i jesteśmy gotowi na magiczny rekwizyt!

Krok 6: Testuj i debuguj

A teraz nasza ulubiona część: testowanie!!

Włącz micro:bits (za pomocą baterii lub microUSB), podłącz przedłużacz i wentylator do przedłużacza, a następnie przesuń kontroler różdżki, aby sprawdzić, czy magiczny odbiornik włącza wentylator.

Po zakończeniu testowania pokryj magiczne połączenia odbiornika gorącym klejem, aby utrzymać je na miejscu. Jeśli chcesz ultratrwałego rozwiązania, użyj żywicy epoksydowej (wodoodporność to fajna funkcja dodatkowa). Zaleca się unikanie zaklejania micro:bit klejem, aby można było używać go w przyszłych projektach.

Nie działa zgodnie z oczekiwaniami?

1. Moc to najczęstszy problem twórców na wszystkich poziomach doświadczenia. Dokładnie sprawdź, czy wszystkie elementy są podłączone. Użyj szybkiego wyzwalacza kontrolera micro:bit, aby sprawdzić, czy odbiornik wyświetla ikonę „otrzymałem wiadomość”.

2. Wentylator się nie porusza? Gdy przekaźnik się przełączy, usłyszysz słyszalne kliknięcie. Użyj szybkiego wyzwalacza kontrolera micro:bit i słuchaj dźwięku.

Zauważyłem, że akumulator micro:bit 2xAAA nie ma wystarczającej mocy do wyzwolenia przekaźnika. Skończyło się na tym, że użyłem tylko kabla microUSB, ale akumulator 3xAAA również powinien załatwić sprawę.

3. Za pomocą multimetru sprawdź ciągłość połączeń lutowanych i, jeśli to konieczne, napięcie na cewkach DC przekaźnika.

Krok 7: Zbuduj swój magiczny rekwizyt

Teraz, gdy przetestowałeś i przećwiczyłeś swoje magiczne umiejętności techniczne, jesteś gotowy, aby zbudować swój magiczny rekwizyt! Użyj rękawiczek, aby ukryć kontroler micro:bit różdżka + akumulator.

Do magicznego odbiornika: gdzie chcesz umieścić piórko i jak schować wentylator?

Na moje demo po prostu ukryłem wentylator przed kamerą (ciiii nie mów!!), ale jeśli wykonujesz swoje magiczne przedstawienie osobiście, możesz zbudować obudowę, aby ukryć wentylator. Odkryłem, że siatka ekranu okna działa świetnie, aby ukryć części, jednocześnie przepuszczając powietrze.

Chcesz robić inne rodzaje magii? Możesz budować różne rodzaje rekwizytów! Ta sama konfiguracja będzie działać, aby włączyć dowolne urządzenie AC o niskim poborze mocy, takie jak głośniki lub ekran! Tylko upewnij się, że maksymalny pobór prądu jest mniejszy niż 5A.

Krok 8: Idź naprzód i bądź magiczny

Cholera tak, poziom czarodzieja: średniozaawansowany!! Ćwicz swój gest, aby naprawdę zaimponować wszystkim ludziom. I oczywiście naucz innych, jak korzystać z tej technologicznej magii!

Zostaw komentarz, jeśli potrzebujesz pomocy, masz pytania lub chcesz pochwalić się swoimi dziełami!

Miłego robienia, przyjaciele!