Micro: bit Magic Wand! (Intermedi): 8 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:13

"Qualsevol tecnologia prou avançada no es distingeix de la màgia". (Arthur C. Clarke). Heck sí, és! A què esperem, fem servir la tecnologia per crear el nostre propi tipus de màgia !!

Aquest projecte utilitza dos microcontroladors micro: bits, un ventilador de refrigeració domèstic i algunes petites peces electròniques per crear la nostra pròpia vareta màgica. Vaig triar fer servir el gest de Wingardium Leviosa, però segur que podeu adaptar aquest projecte per llançar altres encanteris.

Tingueu en compte que es tracta d’un projecte intermedi perquè implica alta tensió i corrent. Utilitzeu protocols de seguretat adequats i tingueu sempre un altre adult a prop.

Dificultat: Intermèdia

Temps de lectura: 15 min

Temps de construcció: ~ 1 hora

Cost: ~ 40 dòlars

Subministraments

• Vareta!

  Podeu comprar varetes personalitzades o ser creatius i crear-ne de vostres

• Ploma (per flotar!)
• Guant (per amagar el controlador de vareta micro: bits)

• Un (1) ventilador de refrigeració domèstic (4A o menys)

  No modifiquem el ventilador de refrigeració, així que agafeu-ne un que tingueu per casa o en demaneu-ne un d’humà favorit

• Un (1) cable d’extensió

  Modificarem el cable d’extensió, així que utilitzeu-ne un de més que no necessiteu o en comprareu un de barat

• Dos (2) micro: bits
• Dues (2) bateries micro: bits i dues (2) bateries AAA

  Si obteniu el paquet micro: bit Go, ve amb un paquet de bateries i bateries:)

• Dos (2) cables microUSB

• Un (1) PCB

  El meu fa 2 cm x 8 cm, qualsevol PCB similar o més gran funcionarà (però definitivament NO utilitzeu una placa de control ja que no pot suportar el corrent alt)

• Un (1) relé d'estat sòlid (JZC-11F)

  Classificat per a entrada de 5Vcc i sortida de 220/250 Vac i 5A. Podeu utilitzar un relé diferent sempre que pugui canviar

• Un (1) transistor NPN
• Un (1) díode
• Una (1) resistència de 100 Ohm
• Tres (3) clips de cocodril
• Tres (3) cables de pont, calibre 22
• Dos (2) cables de pont, calibre 14 (5A mínim)
• Tub termoretràctil (~ 4 "/ 20cm)

Pas 1: màgia? Què?! Com ??

Una de les meves escenes preferides del primer llibre de Harry Potter va ser quan Hermoine va surar una ploma amb l'encanteri Wingardium Leviosa. Aquest encanteri senzill recull l’essència de per què ens agrada la màgia: que literalment, en un cop de canell i unes quantes paraules elegibles, podem fer que passin coses sorprenents (i impressionants) a l’instant.

Tot i que no tenim exactament aquest tipus de màgia, sí que tenim tecnologia que de vegades sembla miraculosa. Així que aquest tipus de comptes! Per imitar la meva escena favorita, volia levitar una ploma. Com podem moure les plomes de lluny a la vida real? Amb vent !!

Després de construir una versió per a principiants d’aquest projecte, no estava satisfet al 100%. Volia assolir l'estatus d'assistent de nivell Hermione. Així que vaig dissenyar una segona versió que pot canviar d’alimentació per a un gran ventilador domèstic.

Aquesta versió utilitza un relé d'estat sòlid per canviar l'alimentació de CA amb un activador de corrent continu. Podeu imitar el meu disseny o, millor encara, crear-ne el vostre! Hi ha TONES de variacions per a aquest projecte que podeu fer amb aquest marc bàsic, trobar un encanteri que us inspiri i donar-li vida.

Aquest tutorial us mostrarà com fer el següent:

1. Escriviu un codi senzill basat en blocs per a un controlador de vareta micro: bits

2. Construïu un circuit per canviar l'alimentació d'un ventilador de 12V, 4A.

3. Escriviu un codi senzill basat en blocs per a un receptor màgic que s’activi amb un senyal de ràdio (també conegut com bluetooth)

Pas 2: codifiqueu-lo: controlador de vareta

Comencem per la nostra vareta màgica! Utilitzem codificació basada en blocs a través del lloc web Make Code, però si teniu experiència amb codificació, també podeu programar el micro: bit mitjançant micropitó o C ++ al vostre entorn de codificació fav (per exemple, Idle, Visual Studio Code, etc.).

Pas 1: al bloc On Start, definiu el número del grup de ràdio. Utilitzarem el mateix número per al receptor màgic micro: bit.

Pas 2: decidiu com voleu que provoque l'acció de la vostra vareta.

El micro: bit té un acceleròmetre de 3 eixos, l’utilitzarem per establir un activador gestual.

Solució ràpida: utilitzeu el bloc "on shake".

Solució més complexa, basada en gestos:

Exploreu com funciona l'acceleròmetre imprimint al port sèrie amb els blocs "Valor d'escriptura sèrie" (a la secció Avançat). Obriu l’Arduino IDE Serial Monitor per observar la sortida de micro: bits mentre feu gestos. Utilitzeu les vostres observacions per establir activadors. (Codi núm. 2)

L’exemple del Codi núm. 2 és el meu intent de fer un gest de Wingardium Leviosa: “swish-and-flick”! (cap avall en direcció z i esquerra en direcció x). Utilitzeu tal qual o com a punt de partida per al vostre propi gest màgic.

Consells útils:

(1) Com que els microcontroladors processen la informació molt ràpidament, el bloc de pausa ens dóna temps per acabar la primera part del gest abans que el micro: bit comprovi la segona part.

(2) He afegit etiquetes d’eixos al micro: bit per poder esbrinar més fàcilment com aconseguir el moviment adequat per a l’encís de Wingardium Leviosa.

Pas 3: utilitzeu el gest per enviar un número de ràdio (o una cadena, simplement sigueu coherents).

Els blocs "cadena d'enviament de ràdio" i "número d'enviament de ràdio" es troben al conjunt de blocs "ràdio".

Pas 4: baixeu i deseu el codi al micro: bit.

Pas 3: Construïu-lo: receptor màgic. (1/2)

Agafeu el vostre segon micro: bit, el vostre PCB, el vostre soldador i totes les peces electròniques.

Visió general ràpida: utilitzem la sortida de micro: bits de 3,3 V per activar el costat continu del relé. El circuit es completa quan el pin micro: bit P0 encén el transistor NPN. Pas 1: soldeu el relé i el transistor a la vostra placa PCB.

Pas 2: soldeu el díode a través dels pins de corrent continu del relé per protegir el micro: bit de la tensió perduda quan es commuten les bobines del relé. El costat negatiu del díode (línia gris) hauria de connectar-se al relé de potència positiva de CC al pin.

Pas 3: soldeu un cable de pont a la clavilla de potència positiva de CC del relé. Connecteu un clip de cocodril entre aquest cable i el coixinet de sortida micro: bit de 3,3 V.

Pas 4: soldeu un altre cable de pont entre el pin de sortida de corrent continu (GND) del relé i el pin del col·lector del transistor.

Pas 5: soldeu el tercer cable de pont al pin emissor del transistor. Connecteu un clip de cocodril entre aquest cable i el coixinet micro: bit GND.

Pas 6: soldeu la resistència al pin base del transistor. Connecteu un clip de cocodril entre l’altre extrem de la resistència i el coixinet micro: bit P0.

Pas 4: Construïu-lo: receptor màgic. (2/2)

Pas 7: traieu 2 cm d’aïllament del cable de calibre 14 a banda i banda. Soldeu un cable al pin NO (normalment obert) del relé i l’altre al pin COM (o bobina 2) del relé.

Pas 8: talleu el cable d’extensió només per un costat i traieu 2 cm d’aïllament del costat del fil tallat.

Pas 9: agafeu el filferro de calibre 14 i feu lliscar un tros de tub termoretràctil per cada filferro.

Pas 10: Alineeu un extrem del cable de calibre 14 amb un dels extrems del cable del cable d’extensió i, a continuació, torceu el metall junt. Assegureu el tub de contracció de calor amb el vostre fav. font de calor (per exemple, encenedor, assecador de cabell, etc.). Repetiu per als altres cables i el tub de contracció de calor.

Nota: L’orientació dels cables de CA no té importància.

Pas 5: codifiqueu-lo: receptor màgic

És hora de codificar el nostre receptor màgic!

Pas 1: definiu el grup de ràdio al mateix número que per al controlador de vareta. Pas 2: traieu un bloc "a la ràdio rebuda" i configureu-lo a "número rebut" (o "cadena rebuda" si ho heu utilitzat per al controlador de vareta).

Pas 3: arrossegueu un bloc de repetició al bloc "a la ràdio rebuda" i canvieu-lo per repetir de 2 a 4 vegades.

Pas 4: (Opcional però recomanable) Mostra una icona al micro: bit per fer-te saber si ha rebut la cadena.

Això és molt útil si / quan esteu depurant.

Pas 5: activeu el pin digital 0. (també conegut com a "pin d'escriptura digital P0" a 1)

Aquest bloc es troba al bloc "Pins" de la pestanya Avançat.

Pas 6: Feu una pausa durant uns segons.

He escollit 2 segons, podeu mantenir-lo o ajustar-lo segons vulgueu.

Pas 7: desactiveu el pin digital 0 ("pin d'escriptura digital P0" a 0) i la pantalla micro: bits.

Pas 8 (opcional però recomanat): afegiu un activador de còpia de seguretat mitjançant el botó A de micro: bits per provar i depurar:)

Voila! Descarregueu el codi al vostre receptor Magic: micro: bit i estem preparats per a l’atrezzo màgic.

Pas 6: prova i depuració

I ara, per la nostra part preferida: proves !!

Enceneu els vostres micro: bits (mitjançant bateria o microUSB), connecteu el cable d’extensió i connecteu el ventilador al cable d’extensió i, a continuació, moveu el controlador de vareta per comprovar que el receptor màgic encén el ventilador.

Quan hàgiu acabat de provar, recobriu les connexions màgiques del receptor amb cola calenta per mantenir-les al seu lloc. Si voleu una solució ultra-permanent, utilitzeu epoxi (impermeable és una bona característica addicional). Es recomana evitar cobrir el micro: bit en cola perquè pugueu utilitzar-lo per a futurs projectes.

No funciona com s’esperava?

1. El poder és el problema més comú per als creadors de tots els nivells d’experiència. Comproveu que hi hagi totes les coses connectades. Feu servir el disparador ràpid del controlador micro: bits per comprovar que el receptor mostra la icona "missatge obtingut".

2. El ventilador no es mou? Quan el relé canviï, sentireu un clic audible. Utilitzeu el disparador ràpid del controlador micro: bits i escolteu el so.

Em vaig adonar que el paquet de bateries micro: bit 2xAAA era insuficient per activar el relé. Vaig acabar fent servir només el cable microUSB, però una bateria de 3xAAA també hauria de fer el truc.

3. Utilitzeu un multímetre per comprovar la continuïtat de les juntes de soldadura i, si cal, el voltatge a través de les bobines de corrent continu del relé.

Pas 7: creeu el vostre puntal màgic

Ara que ja heu provat i practicat les vostres habilitats tècniques màgiques, esteu preparats per construir el vostre puntal màgic. Utilitzeu guants per amagar el controlador de vareta micro: bit + paquet de bateries.

Per al receptor màgic: on voleu posar la ploma i com podeu amagar el ventilador?

Per a la meva demostració, només vaig amagar el ventilador de la càmera (shhhhh no ho expliqueu !!), però si esteu realitzant la vostra actuació màgica en persona, podeu construir un recinte per amagar el ventilador. Vaig trobar que la malla de la pantalla de la finestra funcionava molt bé per ajudar a amagar les parts i, alhora, deixar passar l’aire.

Voleu fer altres tipus de màgia? Podeu construir diferents tipus d’atrezzo! Aquesta mateixa configuració funcionarà per activar qualsevol dispositiu de CA de baix consum, com ara altaveus o una pantalla. Només assegureu-vos que la tracció màxima de corrent sigui inferior a 5A.

Pas 8: endavant i sigues màgic

Heck sí, nivell d'assistent: intermedi !! Practiqueu el vostre gest perquè pugueu impressionar realment a totes les persones. I, per descomptat, ensenyeu als altres a fer aquesta màgia tecnològica.

Deixeu un comentari si necessiteu ajuda, teniu alguna pregunta o per mostrar les vostres creacions.

Feliç fer, amics!