Asystent języka angielskiego Arduino: 7 kroków

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

Wstęp:

Jestem studentem studiów magisterskich w celu uzyskania tytułu magistra edukacji z naciskiem na integrację technologiczną. Obecnie uczę muzyki i spędziłem dużą część tego semestru na nauce używania Arduino w projektach związanych z muzyką. W moim końcowym projekcie chciałem wypróbować coś, co mogłoby być używane poza klasą muzyczną. Rozmawiałem z nauczycielką ELL w mojej szkole, która pracuje z przedszkolem i omówiła potrzebę wzmocnienia słownictwa, więc chciałem stworzyć asystenta językowego.

Korzystając z pojęć z Fruit + Electronics = Piano (2016) i Fun with Talking Arduino (b.d.), udało mi się stworzyć to urządzenie, które może służyć do wzmocnienia lub oceny zrozumienia słów i fraz przez uczniów. Ten projekt wykorzystuje sześć pojemnościowych czujników dotykowych. Gdy czujnik i ziemia zostaną dotknięte, urządzenie wypowie słowo lub frazę przypisaną do tego czujnika. Szkic ma trzy dostępne funkcje, aby umożliwić użytkownikowi łatwą zmianę jednego zestawu słownictwa na inny. Dołączyłem również wydruki, które można umieścić na górze urządzenia dla ułatwienia użytkowania. Obejrzyj film, aby zobaczyć bardziej szczegółowy opis produktu!

Urządzenie jest umieszczone w odwróconym pudełku po butach. Arduino montuje się do wewnętrznej strony pudełka, a „górą” urządzenia jest spód pudełka po butach. Wyciąłem otwory w "górnej części" urządzenia oraz jeden z boku na okablowanie głośników i kabel USB. Każda dodatkowa taśma klejąca, którą możesz zobaczyć, służy tylko do zakrycia marki buta.

Poziom umiejętności: średni, ponieważ talkie należy pobrać i dostosować do potrzeb urządzenia.

Bibliografia:

Owoce + Elektronika = Fortepian. (2016). Pobrane z

Zabawa z gadającym Arduino. (NS.). Pobrane z

Krok 1: Materiały:

Komponenty Arduino:

1 kabel Arduino Uno / USB

1 deska do krojenia chleba

6 Rezystory 1 megaomowe

2 głośniki (użyłem 2 głośniki 8 Ohm, 2 Watt)

2 wzmacniacze (użyłem 2 modułów LM386)

19 Kable męskie - żeńskie

14 Kable męskie - męskie (różne długości)

Narzędzia:

7 pinezek (muszą być w całości metalowe, te pomalowane nie działają zbyt dobrze)

1 pudełko na buty (do walizki)

4 powlekane spinacze do papieru (do zamontowania Arduino do schowka, opcjonalnie)

3 kartki papieru i kolorowa drukarka do drukowania stron prezentacji

Taśma dwustronna (opcjonalna)

Taśma klejąca

Mały śrubokręt (użyłem śrubokręta do okularów, ale głowica Phillipsa też zadziała)

Krok 2: Schemat

Oto schemat urządzenia. Użyłem Tinkercad do stworzenia podstawowego schematu, a następnie dostosowałem obraz, aby skompensować urządzenia, których nie było w menu Tinkercad. Do każdego połączenia z Arduino do wzmacniacza dodałem drugi przewód męsko-żeński, co pozwoliło mi otwierać i zamykać skrzynkę, aby wykonać inne połączenia.

Zalecenie: nie wciskaj pinezki w żeński koniec przewodu, dopóki nie wykonasz ostatecznych połączeń przez pudełko na buty. Pinezki rozciągają połączenia na żeńskim końcu przewodu, powodując zmniejszenie połączenia, jeśli zostaną usunięte i ponownie zainstalowane. Skończyło się na przyklejaniu przewodów taśmą do wnętrza pudełka podczas końcowej instalacji, aby skompensować rozciąganie wejść po przetestowaniu urządzenia.

Bibliografia:

Tinkercad. (2019). Pobrane z

Krok 3: Krok 1: Przygotuj powierzchnię roboczą (opcjonalnie)

Nie chcę, aby moje Arduino przesuwało się podczas transportu, więc zdecydowałem się zamontować mój na wewnętrznej pokrywie pudełka po butach. Używając otworów na śruby w Arduino Uno, zaznaczyłem pokrywę pudełka na buty i przebiłem przez nią otwory. Odwinąłem zewnętrzną część spinaczy do papieru (patrz schemat 1) i przepchnąłem je przez otwory od zewnętrznej strony pokrywy pudełka, a następnie użyłem taśmy klejącej, aby utrzymać je na miejscu (patrz schemat 2).

Po odwróceniu pokrywy pudełka (do wnętrza pudełka) ostrożnie włożyłem spinacze do papieru przez otwory na śruby w Arduino i wygiąłem spinacze w dół (patrz schemat 3) i przykleiłem spinacze do papieru na miejscu. Na koniec za pomocą taśmy samoprzylepnej przymocowałem płytkę stykową do wieczka pudełka (patrz schemat 4).

Ponownie, ten krok jest opcjonalny, ale dla mnie stwierdziłem, że urządzenie porusza się lepiej po zamontowaniu. Przewody były mniej podatne na rozłączenie.

Krok 4: Krok 2: Podłącz głośniki

W tym miejscu rozważyłbym zmianę planu. Użyłem głośników, które mam, ale w przyszłości wymienię je na lepszej jakości głośniki z dłuższymi przewodami (słowem, nie taniej na głośnikach). Urządzenie gra znacznie lepiej, gdy postawiłem głośniki na zewnątrz, ale wzmacniacze wisiały, co powodowało rozłączenie przewodów. Tak więc, dla mojego momentu „Make it work” Tima Gunna, dodałem dodatkowy przewód męski na żeński do każdego przewodu łączącego głośniki, wsunąłem je przez otwór wycięty w górnej części urządzenia i wsunąłem przewody przed ich podłączeniem do wzmacniacza.

Na wzmacniaczu znajdują się cztery piny oznaczone „GND”, „GND”, „IN” i „VDD”. Podłącz żeńskie końcówki przewodów do pierwszego pinu „GND” (użyłem niebieskiego), pinu „IN” (użyłem czerwonego) i pinu „VDD” (użyłem pomarańczowego). Powtórz ten proces z drugim mówcą.

Podłącz męski koniec przewodów do płytki stykowej i Arduino - GND (niebieski) do ujemnego paska na płytce stykowej, IN (czerwony) do styków Arduino 3 i 11, a VDD (pomarańczowy) do dodatniego paska na płytce stykowej.

Na wzmacniaczu poluzuj dwie śruby oznaczone „GND” i „OUT”. Włóż czarny przewód głośnikowy do „GND”, a czerwony przewód głośnikowy do „OUT” i dokręć śruby. Następnie podwójnie przykleiłem je taśmą do zewnętrznej części urządzenia.

Krok 5: Krok 3: Okablowanie „wejście analogowe”

Z Arduino podłącz przewód męski na męski do każdego z pinów (A0 - A5). Podłącz drugi koniec do płytki stykowej (schemat 1 – umieściłem je pięć rzędów od siebie dla lepszej wizualizacji, ponieważ wszystkie kolory moich przewodów nie pasują).

Użyj rezystorów 1 Mega Ohm, aby przejść przez płytkę (jeden koniec z każdej strony linii środkowej), pozostawiając miejsce na przewód czujnika, który należy włożyć między przewód a rezystor (schemat 2 - przeszedłem z kolumny e do kolumny h).

Używając innego zestawu przewodów męskich do męskich, podłącz rzędy rezystorów (kolumna j) do paska dodatniego (schemat 3).

Podłącz przewód z paska dodatniego do styku 5 V w Arduino i przewód z paska ujemnego do styku GND w Arduino (schemat 4 pokazuje wszystkie przewody, w tym głośniki).

Na koniec podłącz przewód męsko-żeński między początkowym przewodem (do wejścia analogowego) a rezystorem (schemat 5).

Krok 6: Krok 4: Szkic

Przed uruchomieniem szkicu musisz pobrać Talkie z GitHub. Po zakończeniu pobierania musisz otworzyć folder „going-digital-Talkie-7f57628”. Otwórz folder o nazwie „Talkie”, przejdź do folderu o nazwie „Przykłady”, a następnie do folderu „Vocab_US_TI99”, a następnie otwórz „Vocab_US_TI99.ino”. Spowoduje to otwarcie biblioteki, w której możesz dostosować słowa, których chcesz użyć.

(Informacje o bibliotece Talkie// Copyright 2011 Peter Knight// Ten kod został wydany na licencji GPLv2. // Poniższe frazy pochodzą od tych wbudowanych w dodatek Texas Instruments TI99/4A Speech System z 1979 roku. Głęboki męski głos z akcent z południa USA.)

Biblioteka jest zbyt duża, aby uruchomić na Arduino, dlatego zalecają aktywowanie tylko słów, których użyjesz w swoim szkicu. Aby aktywować słowo, usuń // przed słowem, które chcesz aktywować (np. uint8_t spAM). Aby dezaktywować, po prostu dodaj // powrót przed słowem, którego nie chcesz używać (np. //uint8_t spANSWER).

Oto lista słów, które musisz aktywować dla tego szkicu: Jestem, Czarny, Niebieski, Dół, Przyjdź, Zrób, Zielony, Pomoc, Ja, W, Jest, K, Lewo, Ja, O, Wyjdź, Graj, Proszę, czerwony, prawo, bok, przepraszam, zatrzymaj się, że, do, szczyt, chcesz, cóż, biały, żółty, ty, twój.

Następnie dodaj ten szkic do edytora Arduino. Do tego szkicu użyłem pobierania Arduino zamiast edytora internetowego ze względu na pobranie biblioteki Talkie.

W tym szkicu są trzy funkcje (dom, kolor, maniery), z których każda zawiera własny zestaw słówek. Aby aktywować funkcję, po prostu usuń dwa // przed nazwą funkcji. Nie zapomnij dezaktywować pozostałych dwóch funkcji, dodając // przed nazwami funkcji. Spowoduje to dezaktywację funkcji, zamieniając ją w komentarz. Zobacz obrazek powyżej lub obejrzyj, jak zmienić funkcje w filmie demonstracyjnym na początku instrukcji.

Szkic wykorzystuje dotyk pojemnościowy, traktując pinezki jako czujniki. Dotknięcie czujnika i ziemi umożliwia ciału wykonanie obwodu, dzięki czemu urządzenie mówi za pomocą funkcji analogRead i voice.say.

Bibliografia:

Talkie. (NS.). Pobrane z

Krok 7: Krok 5: Wykończenie szlifów

Wyciąłem otwór z boku pudełka na kabel USB, podłączyłem kabel do Arduino, a następnie przepuściłem przez otwór pozostały kabel, który zostanie podłączony do komputera, gdy będzie gotowy do użycia.

Załączam wydruki do lekcji słownictwa zawarte w szkicu. Możesz je wydrukować (jeśli to możliwe w kolorze) lub stworzyć własne. Wytnij kółka na każdej stronie, a następnie umieść arkusz na górze pudełka. Wyśrodkuj pinezki w każdym otworze, a następnie trzymając pudełko otwarte, przymocuj żeńskie końce drutu do odpowiedniej pinezki.

Zmodyfikuj szkic, którego funkcji chcesz użyć, umieść odpowiedni arkusz na pudełku dopasowując się do pinezek, podłącz kabel USB do komputera, wgraj szkic na Arduino i ciesz się!