Zaštitna kaciga Covid 1. dio: Uvod u Tinkercad kola!: 20 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:04

Tinkercad projekti »

Zdravo prijatelju!

U ovoj dvodijelnoj seriji naučit ćemo kako koristiti Tinkercad -ova kola - zabavan, moćan i obrazovni alat za učenje o tome kako kola rade! Jedan od najboljih načina učenja je učenje. Dakle, prvo ćemo osmisliti naš vlastiti projekt: sklop za zaštitnu kacigu Covid!

Naš cilj je stvoriti kacigu koja će vas upozoriti kada vam se osoba približi. Na taj način možete ostati zaštićeni od Covida udaljavanjem kako biste zadržali udaljenost između vas i te osobe.

Do kraja ovog projekta imat ćete osnovno razumijevanje kako dizajnirati sklopove i program pomoću Tinkercada. Iako ovo može zvučati teško, ne brinite! Ovdje ću vas voditi kroz cijeli proces - samo učite i uživajte!

Potrošni materijal:

Sve što vam je potrebno je Tinkercad račun! Nemate ga? Besplatno se registrirajte na www.tinkercad.com

Korak 1: Otvorite Tinkercad

Prijavite se na Tinkercad (ili se registrirajte, ako to još niste učinili).

Nakon što se prijavite na nadzornu ploču, idite na lijevu bočnu traku i odaberite "Krugovi".

Nakon toga odaberite "Kreiraj novi krug" (zaokruženo narančastom bojom). Ovdje imamo slobodu da budemo kreativni i dizajniramo kola koja želimo. Također možete precizno simulirati svoja kola kako biste vidjeli kako bi funkcionirali u stvarnom svijetu, prije nego što ih ustvari izgradite u stvarnom životu!

Sada smo spremni za početak!

Korak 2: Naslovite svoj projekat

Nakon što pritisnete "Kreiraj novi krug", dočekat će vas ovaj prazan radni prostor.

Prvo prvo - svi naši projekti bit će spremljeni na našu nadzornu ploču (iz prethodnog koraka), pa je važno da svoje projekte imenujemo kako bismo ih kasnije zapamtili i pronašli!

Ako pogledate u gornjem lijevom kutu, za vas će se generirati zabavan nasumični naslov. Možete kliknuti na nju da biste zamijenili naslov svojim. Evo, nazvao sam je "Covid Safety Helmet".

Korak 3: Dodavanje našeg Micro: bita

Naš projekt započinjemo dodavanjem micro: bita.

Micro: bit je mali računar na kojem možete naučiti programirati. Ima mnoštvo cool funkcija, poput LED svjetla, kompasa i prilagodljivih gumba!

Ovaj micro: bit je ono što će obraditi sve informacije s naših senzora (koje ćemo dodati kasnije). Micro: bit će nam također dati te informacije na jednostavan način koji možemo razumjeti.

Da bismo ovo dodali u naš radni prostor, upotrijebit ćemo bočnu traku s desne strane. Ovdje ćete pronaći gomilu komponenti koje možete koristiti. Za sada zanemarimo sve ostalo i pretražimo "microbit".

Odaberite micro: bit i donesite ga u radni prostor.

Korak 4: Dodavanje našeg senzora

Sada kada imamo naš micro: bit, dodajmo senzor. Dodaćemo nešto što se zove PIR senzor, što je skraćenica za pasivni infracrveni senzor.

PIR može otkriti infracrveno zračenje - ili toplinu. Budući da ljudi odaju toplinu, ali predmeti poput zidova, boca s vodom i lišća ne, ovaj senzor se može koristiti za otkrivanje kada su ljudi u blizini.

Obično može "vidjeti" do 5 metara udaljenosti, što je dobro jer će nam to omogućiti rano upozorenje kada se ljudi približe, dopuštajući nam da reagiramo prije nego što dosegnu smjernice o društvenom distanciranju od 2 metra.

Korak 5: Razumijevanje komponenti

Sada kada imamo dva dijela, kako ih možemo povezati zajedno kako bismo omogućili micro: bit komunikaciju s PIR senzorom?

Na Tinkercadu je vrlo jednostavno. Možda ćete vidjeti da na dnu PIR senzora postoje 3 igle.

1. Kad zadržite pokazivač miša iznad njih, vidjet ćete da je prvi pin "Signal", što znači da će dati signal kada otkrije osobu.
2. Drugi pin je "Power", gdje spajamo izvor električne energije kako bismo uključili PIR senzor.
3. Treći pin je "Uzemljenje", gdje će sva "iskorištena" struja izaći iz PIR senzora.

Možda ćete primijetiti da se na dnu micro: bita nalazi i 5 točaka na koje se žice mogu spojiti. Zadržite pokazivač miša iznad njih.

1. Prve 3 točke označene su P0, P1 i P2. Ove točke su prilagodljive i mogu prihvatiti signale (ulaz) ili izbaciti signale (izlaz). Postoji mnogo različitih načina na koje možemo koristiti ove točke jer su vrlo prilagodljive! Više o tome kasnije…
2. Tačka 3V je izvor električne energije od 3 volta. Sjećate li se da našem PIR senzoru treba izvor električne energije? Pa, tu električnu energiju možemo dobiti iz micro: bit -ove 3V točke!
3. Tačka GND je kratica za "uzemljenje", gdje električna energija može "izaći" nakon što obavi svoj posao. Ovdje se može spojiti uzemljeni pin PIR osjetnika.

Korak 6: Povezivanje komponenti

Da biste povezali pinove, prvo kursorom kliknite na jednu iglu. Zatim kliknite na drugi pin (na koji želite spojiti prvi pin). Vidjet ćete da se formirala žica! Možete kliknuti na žicu da promijenite njenu boju ako želite. Ili ga možete izbrisati i pokušati ponovo ako izgleda neuredno. Pokušajte čisto položiti žice kako biste kasnije mogli pratiti gdje se svaka žica nalazi!

Nakon spajanja žica provjerite odgovara li onome što imam. Ako je tako, odlično! Ako ne, bez brige! Izbrišite žice i pokušajte ponovo.

Vjerovatno možete zamisliti šta se sada događa. To je jednostavna petlja:

1. Električna energija napušta mikro: bit →
2. → ulazi u PIR senzor preko "Power" pina →
3. → radi li nešto unutar PIR senzora →
4. → napušta PIR senzor kroz pin "uzemljenje" ili iglu "Signal" →
5. → ide na micro: bit pin "Ground" ili "P0" pin

Korak 7: Simulacija našeg kola (1. dio)

Kada stvaramo sklopove na Tinkercadu, možemo ih i simulirati.

Na ovaj način možemo eksperimentirati kako bismo vidjeli kako komponente našeg kola mogu reagirati u stvarnom svijetu, što vam može pomoći u planiranju i projektiranju kola bez potrebe za "pokušajem i greškom" i trošenjem vremena i novca na nešto što možda neće uspjeti!

Da biste simulirali naš krug, pritisnite gumb "Pokreni simulaciju" koje se nalazi gore desno …

Korak 8: Simulacija našeg kola (2. dio)

Dok je simulacija pokrenuta, možemo komunicirati s našim krugom.

Kliknite na PIR senzor. Pojaviće se lopta. Zamislite da je ova lopta čovjek. Možete kliknuti i premjestiti tog čovjeka.

Možda ćete primijetiti da kada pomaknete loptu unutar crvene zone u blizini PIR senzora, senzor svijetli. Ako je to istina, sve ste pravilno povezali! Kad pomaknete loptu iz zone detekcije PIR -a, senzor prestaje svijetliti. Igrajte se s tim!

Možda ćete primijetiti i da se lopta nalazi unutar zone detekcije, ali miruje, PIR se ne aktivira. To nije problem jer se ljudi mnogo kreću, pa će senzor otprilike uvijek otkriti ljude koji se nalaze u blizini vašeg prostora.

Šta kažete na micro: bit? Već smo spojili signalnu žicu, pa zašto se ništa ne dogodi ?!

Ne brinite, ovo je očekivano!

Iako smo povezali signalnu žicu, računalo micro: bit ne zna što učiniti s informacijom koju mu daje PIR senzor. Reći ćemo mu šta treba da uradi programiranjem u sledećem koraku.

Korak 9: Osnove blokade koda

Izađite iz simulacije, a zatim kliknite "Kôd" (pored "Pokreni simulaciju"). Ovo će otvoriti novu, veću bočnu traku s desne strane.

Osim dizajniranja i simulacije sklopova, možemo programirati i na Tinkercadu pomoću Codeblocks -a. Kodni blokovi su jednostavan način da naučite logiku programiranja, što je odličan uvod u kodiranje prije nego što se upustite u naprednije jezike poput Javascripta, Pythona ili C.

Počnimo upoznavajući se sa Codeblock okruženjem. Na lijevoj strani bočne trake Codeblock -a nalaze se blokovi koda koje možete povući i ispustiti. Na desnoj strani je vaš stvarni kôd. Pokušajte istražiti povlačenjem i ispuštanjem nekih komada.

Nakon što ste ga upoznali, očistite prostor za kodiranje (povlačenjem blokova u kantu za smeće u donjem desnom kutu) kako bismo mogli početi dodavati naš kôd za kolo.

Korak 10: Programiranje Micro: bita (1. dio)

Započnimo pretraživanjem blokova "Input" i povlačenjem "na pin [P0] promijenjeno u [High]". Ovo je ulaz jer će time hraniti micro: bit informacije.

U osnovi, točka P0 (gdje se spaja naša signalna žica) može imati dvije vrijednosti: visoku ili nisku. Visoko znači da postoji signal, a nisko znači da nema signala.

Ako PIR senzor otkrije uljeza, bi li signal bio visok ili nizak? Ako ste odgovorili visoko, u pravu ste! Alternativno, ako nema uljeza u zoni detekcije (ili u ultra rijetkom slučaju da je uljez savršeno miran), bit će slab električni signal.

Stoga je logika našeg koda u osnovi: "kad se osoba otkrije, učinite _".

Trenutno ne radi ništa jer nismo definirali nešto što treba učiniti (prazno je). Pa učinimo da nešto učini.

Korak 11: Programiranje Micro: bita (2. dio)

Dodajmo izlazni kodni blok pod nazivom "show leds". Ovaj kodni blok omogućava nam da se petljamo sa svjetlima na micro: bitu. Možete prebaciti LED mrežu kako biste stvorili bilo koji dizajn koji želite. Dodao sam nasmijano lice. Ovo je izlaz jer micro: bit daje informacije.

Zatim, promijenimo [HIGH] u [LOW] na ulaznom kodnom bloku.

Budući da smo promijenili signal s visokog na niski, naš kôd sada kaže:

kada je signal slab na P0, uključite LED diode za stvaranje smajlija

To znači da kada se u našoj zoni detekcije ne kreće osoba, micro: bit će pokazati nasmijano lice jer je sigurno! =)

Korak 12: Programiranje Micro: bita (3. dio)

Znamo šta će micro: bit učiniti kada nema ljudi u blizini zone detekcije. Šta ako je neko tamo?

Hajde da to i definišemo. Dodajte još jedan ulazni kodni blok "na pinu [P0] promijenjenom u [Visoko]".

Ovaj put ostavit ćemo to kao [HIGH] jer ćemo ga upotrijebiti za nešto kada osoba bude otkrivena.

Dodajte još jedan LED izlaz i kreirajte dizajn! Koristio sam namrgođeno lice jer je osoba u zoni detekcije možda manje sigurno! = (

Korak 13: Testiranje našeg koda

Ponovo pokrenite simulaciju. Krećite se po lopti (poznata i kao osoba) i pogledajte kako vaš micro: bit reagira.

Ako ne radi ono što želite, pokušajte s prethodnim korakom i provjerite svoje blokove kodova s mojim snimkom zaslona. Ne odustaj!:)

Korak 14: Dodavanje dodatnih PIR senzora

Ako je vaš kôd iz prethodnog koraka ispravno funkcionirao, odlično! Idemo sada unaprijediti naš projekt.

Do sada smo koristili samo jedan PIR senzor tako da možemo otkriti samo ljude u jednom području. Šta je sa ostatkom prostora oko nas? Treba nam više senzora!

Zatvorite bočnu traku koda (klikom na "Kôd") ako je još otvorena i potražite drugi PIR senzor. Dodajte ga u svoj radni prostor i povežite ga žicom.

Napomena: Ovaj drugi signalni pin PIR senzora povežite na P1 ili P2 (spojio sam ga na P1). Nemojte ga spajati na P0 jer tu točku već koristi prvi senzor. Ako to učinite, micro: bit neće moći reći koji PIR šalje signale!

Iako sam u radnom prostoru Tinkercad -a stavio oba PIR senzora okrenuta prema gore (kako bi zaslon bio čistiji), kada zapravo pričvrstite PIR -ove na kacigu, jedan PIR senzor može se pričvrstiti okrenut prema lijevoj strani kacige tako da skenira područje lijevo od vi i drugi možete postaviti na desnu stranu kacige da skenirate područje desno od vas.

Korak 15: Dodavanje dodatnog koda za 2. PIR

Otvorite Code još jednom i dodajte drugi skup kodnih blokova koji su slični prvom. Ovaj put, međutim, kliknite padajući izbornik na nove blokove kodova i odaberite P1 (ili P2 ako ste novi PIR povezali s P2).

Za PIR senzor s lijeve strane (koji je povezan s P0) izmijenio sam kodni blok izlaznog LED -a tako da je lijeva strana LED mreže osvijetljena. Slično, za PIR senzor s desne strane izmijenio sam kodni blok LED izlaza tako da je desna strana LED mreže osvijetljena.

Kad nijedan PIR nije aktiviran, LED mreža će i dalje prikazivati nasmijano lice jer je sigurno!

Korak 16: Testiranje koda za više PIR -ova

Nakon što ste ispravno dodali i uredili blokove kodova, ponovo pokrenite simulaciju da biste provjerili radi li vaš kod.

Kada se lopta/čovjek premjesti u zonu detekcije lijevog PIR -a, LED rešetka na micro: bitu trebala bi zasvijetliti lijevu stranu.

Slično, ako se osoba kreće u zoni detekcije s desne strane, LED će zasvijetliti s desne strane.

Korak 17: Dodavanje alarma

Sada kada imamo pokrivena dva glavna mrtva ugla (možete odabrati dodavanje dodatnih PIR senzora ili micro: bitova za pokrivanje još veće površine), idemo još jedan korak dalje.

Šta ako želite čuti alarm kad god se aktivira PIR? Ne samo da biste bili upozoreni (na primjer kada spavate), već možete i uplašiti uljeze u svom ličnom prostoru, čuvajući vas i uljeza od Covida.

Idite na bočnu traku s desne strane i tražite "piezo". To su mali "zvučnici" ili "zujalice" koji imaju unutrašnju površinu koja vibrira kada struja prođe kroz nju, stvarajući glasno zujanje.

Na piezu postoje dvije igle. Priključite negativni pin na uzemljenje mikro: bita, a pozitivni pin na preostalu točku P2 na mikro: bitu. Na ovaj način možemo ga kontrolirati tako da će se zvučni signal oglasiti samo kada mikro: bit ispušta električnu struju kroz svoj P2 pin.

Napomena: Obavezno dodajte otpornik na jedan od pinova piezo -a (bilo koji pin). To će nam omogućiti da ograničimo količinu struje koja ulazi u piezo. U suprotnom, neograničene količine struje mogu prekinuti micro: bit, piezo ili oboje!

Stavio sam otpornik od 1000 ohma, ali možete staviti bilo šta. Preporučujem da stavite nešto sa 500 ohma - 2000 ohma. Što je otpor manji, bit će više struje, pa će zujalica biti glasnija

Korak 18: Kodiranje zujalice

Poput LED mreže, moramo programirati micro: bit kako bismo osigurali da zujalica ispravno funkcionira. Moglo bi biti neugodno ako zujalica neprestano zuji kad je netko u našoj zoni detekcije, pa je kodirajmo tako da zvuči samo jednom, kada osoba uđe u zonu detekcije (obavještavajući nas da neko dolazi).

Da bismo to učinili, pokrenimo P2 pin. Dodajte kodni blok "na početku", a ispod njega kôd "analgo set pin pin [P2]".

Zatim, unutar svakog "on pin promijenite u [HIGH]" kodni blok, dodajte izlazni kodni blok "analognog tona", ispod LED izlaznog kodnog bloka (ako je ovaj tekst zbunjujući, pogledajte gornji snimak ekrana!).

Ovaj analogni kodni blok omogućava nam definiranje dvije postavke: visinu tona i vrijeme.

• Postavka vremena govori koliko dugo treba svirati ton. Stavio sam na 500 ms (možete odabrati bilo koji broj).

• Visina nam govori koliko bi visok ton trebao biti.

  Ovdje odaberite drugu frekvenciju za svaki PIR. Postavio sam jednu na 100 (niska visina zvuka), a drugu na 400 (visoka visina tona). Na ovaj način možete znati koji se PIR senzor aktivira samo po tonu (čak i bez gledanja u LED mrežu)

Korak 19: Završna simulacija

Sada pokrenite simulaciju posljednji put kako biste bili sigurni da sve radi.

Ako ste replicirali ovaj Instructable, kada osoba uđe u zonu otkrivanja s lijeve strane, trebao bi se nakratko oglasiti niski ton koji će vas obavijestiti, a lijeva strana LED mreže bi trebala zasvijetliti, obavještavajući vas da je uljez došao iz lijevo.

Kad osoba uđe u zonu detekcije s desne strane, trebao bi se nakratko oglasiti visoki ton koji će vas obavijestiti, a desna strana LED mreže bi trebala zasvijetliti, dajući vam do znanja da uljez dolazi s desne strane.

Kada niko nije u bilo kojoj zoni detekcije, LED mreža bi trebala pokazati sretno lice, govoreći vam da ste na sigurnom!

Korak 20: Završne misli i budući projekti

Čestitajte ako ste uspjeli kroz ovaj Instructable! Čak i ako ste se mučili ili niste uspjeli završiti, siguran sam da ste najmanje naučili nekoliko stvari o Tinkercadu, a to je ono što je važno, odličan posao!

Sada kada imate alarmno kolo za socijalno distanciranje koje funkcionira, ako želite preći na sljedeći korak i izgraditi ga u stvarnom svijetu, možete kupiti zalihe i spojiti žice baš kao što ste to učinili u ovom radnom prostoru Tinkercad.

Gornja fotografija je 3D model (.stl) kacige na kojoj radim, koristeći isti krug koji smo izgradili u ovom Instructable -u. Ima 2 PIR senzora sa strane, mikro: bit montiran sprijeda (da vidite LED mrežu) i zujalice.

Ako želite upotrijebiti vlastitu kreativnost, slobodno napravite još jedan korak dalje lijepljenjem kola na kacigu. U suprotnom, pratite moju sljedeću Instructable, gdje ćemo sastaviti ovu kacigu!

Napomena: Ako ste mladi, zatražite pomoć staratelja pri upotrebi alata pri izgradnji kola i kacige.

Nadam se da vam se svidio ovaj vodič i da ćete moći koristiti ono što ste naučili o Tinkercadu za kreativnost i kreiranje nekih vlastitih projekata. Jedva čekam vidjeti što sve stvarate, pa svakako povežite svoje projekte u komentarima!

Uživajte u 2021. godini ispunjenoj učenjem!