Απλό πιάνο Arduino: 8 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:32

Σήμερα θα δημιουργήσουμε ένα απλό πιάνο Arduino μίας οκτάβας, που μπορεί να αποτελέσει εξαιρετική αφετηρία για άλλα έργα. Αυτό το έργο θα εισαγάγει βασικά στοιχεία και προγραμματισμό Arduino σε επίπεδο λυκείου. Ενώ ο κώδικας είναι έτοιμος, τα άτομα μπορούν να αλλάξουν τις νότες και το προκατασκευασμένο τραγούδι στο πρόγραμμα ήδη.

Ηλικία στόχος: 9-12η τάξη

Για τους δασκάλους λυκείου/τους γονείς του οικείου σχολείου αυτό το έργο σχετίζεται με τα πρότυπα ITEEA για τεχνοκρατική και μηχανική παιδεία.

Πρότυπο 3: Ενσωμάτωση γνώσης, τεχνολογιών και πρακτικών

Η τεχνολογία και η μηχανική είναι διεπιστημονικά, που σχετίζονται με περισσότερους από έναν τομείς περιεχομένου. Ο αντίκτυπος και επηρεάζεται από τη μεταφορά τεχνολογίας με άλλους τομείς. Ένα παράδειγμα που χρησιμοποιεί ακτίνες Χ στην αρχαιολογική ανασκαφή, τηλεσκόπια για να κοιτάξει τα αστέρια ή μικροσκόπια για να εξετάσει τη μικροβιακή ζωή. Οι γνώσεις και οι πρακτικές σε αυτούς τους τομείς προωθούνται και προωθούνται από άλλους τομείς και σχολές σκέψης, δηλαδή τη βιομιμικρία.

Αυτό το έργο συνδυάζει τεχνολογία και μουσική με τη μορφή "πληκτρολογίου" που μπορεί να φτιάξει κάποιος.

Πρακτική 1: Συστημική σκέψη:

Για την πρακτική ένα, προάγει τη συστημική σκέψη, όπου πρέπει να σκεφτεί. Ένα εργαλείο που αναφέρεται σε αυτήν την ενότητα είναι το μοντέλο καθολικών συστημάτων που είναι: είσοδος, διαδικασία, έξοδος και ανατροφοδότηση. Η εισαγωγή εξετάζει τι χρειάζεται για τη δημιουργία τεχνολογίας. Η διαδικασία είναι πώς κατασκευάζεται η τεχνολογία ή τι χρειάζεται για να λειτουργήσει. Η έξοδος είναι η πρώτη απόδοση της τεχνολογίας είτε ήταν καλή είτε κακή. Η ανατροφοδότηση λαμβάνει τη διαδικασία και τα αποτελέσματα του προϊόντος και βλέπει τι μπορεί να βελτιωθεί, όπως οι επιπτώσεις στους χρήστες, την κοινωνία και το περιβάλλον.

Πρακτική 3: κατασκευή και πράξη:

Το να κάνεις και να κάνεις μπορεί να συμβεί σε πολλές ρυθμίσεις, τόσο άτυπες όσο και επίσημες. Η δημιουργία είναι η πράξη του να κάνεις κάτι ενώ το έργο ορίζεται ευρέως ως χρήση πρακτικών διαδικασιών που σχετίζονται με το σχεδιασμό, την κατασκευή, τη λειτουργία και την αξιολόγηση τεχνολογικών προϊόντων και συστημάτων. Έχει γίνει μια μετάβαση από την παραγωγή προσχεδιασμένων αντικειμένων στην εστίαση στην ανάπτυξη βιομηχανικών δεξιοτήτων στη δημιουργία καινοτόμων λύσεων σε ανοιχτές προκλήσεις σχεδιασμού στην τεχνολογική και μηχανική εκπαίδευση. Από τους μαθητές που εργάζονται σε λύσεις για ανοιχτές προκλήσεις σχεδιασμού, διεγείρει την ανάπτυξη δεξιοτήτων σκέψης και σχεδιασμού υψηλότερης τάξης και ενσωματώνουν περιεχόμενο από άλλους κλάδους. Από τους μαθητές που ασχολούνται με πρακτικές ανοικτού τύπου και βιώνουν, βιώνουν μια διαδικασία παρόμοια με αυτή των επιστημόνων, τεχνολόγων και μηχανικών. Είναι επίσης καθήκον του εκπαιδευτικού να διδάξει στους μαθητές προφυλάξεις ασφαλείας. Με την αυξανόμενη αφθονία εργαλείων και βιομηχανικών προτύπων, η δυνατότητα χρήσης ασφαλών εργαλείων και υλικών είναι απαραίτητη για την πρόληψη ατυχημάτων. Η δημιουργία και η πραγματοποίηση απαιτεί επίσης τη χρήση της δημιουργίας μοντέλων: εννοιολογικών, μαθηματικών, γραφικών, φυσικών και εικονικών. Αυτά τα μοντέλα ξεχωρίζουν την τεχνολογική και μηχανική εκπαίδευση από άλλα θέματα.

Αυτό το έργο περιλαμβάνει την πρακτική 3 Making and Doing καθώς οι μαθητές μπορούν να μάθουν πώς να χρησιμοποιούν ένα Arduino, να φτιάχνουν αυτό το "πληκτρολόγιο" και να μπορούν να βασίζονται σε αυτό το έργο. Πρακτική 1 Συστήματα Η σκέψη εμπλέκεται καθώς περνούν το βήμα για τη δημιουργία του πληκτρολογίου.

Πλαίσιο 1: Υπολογισμός, Αυτοματοποίηση, Τεχνητή Νοημοσύνη και Ρομποτική

Τα πλαίσια μπορούν να είναι ενότητες μέσα σε ένα πρόγραμμα σπουδών ως έργα, μαθήματα, ταξίδια ή άλλες δραστηριότητες. Για το περιβάλλον 1 συνδυάζει, υπολογισμούς, αυτοματισμούς, τεχνητή νοημοσύνη και ρομποτική.

Πλαίσιο 5: Πληροφορίες και Επικοινωνία

Αυτό το πλαίσιο περιλαμβάνει πληροφορίες και κοινωνία που μπορούν να αναπαρασταθούν με τον τρόπο κοινής χρήσης δεδομένων ή με άλλους τρόπους επικοινωνίας, όπως σχέδια, εικόνες, μέσα, άλλο ψηφιακό περιεχόμενο και να μπορούν να μοιραστούν αυτές τις πληροφορίες.

Λόγω της πτυχής προγραμματισμού αυτού του έργου, σχετίζεται με το περιβάλλον 1 Υπολογισμός, Αυτοματοποίηση, Τεχνητή Νοημοσύνη και Ρομποτική και 5 Πληροφορίες και Επικοινωνία. Ενώ το πρόγραμμα παρέχεται για εσάς, είναι ένα καλό βήμα για να δείτε πώς λειτουργεί το πρόγραμμα και πώς σχετίζεται με το φυσικό στοιχείο.

Στόχοι μάθησης:

Στο τέλος αυτού του μαθήματος, οι μαθητές θα πρέπει να έχουν μια βασική κατανόηση για το πώς λειτουργεί το Arduino.

Να είστε σε θέση να συνδέσετε ένα Arduino.

Πώς να αλλάξετε τον κωδικό.

Πώς να ανεβάσετε κώδικα.

Προμήθειες

Διακόπτες 9 κουμπιών

9 αντιστάσεις 1000 ohm (διαφορετικές αντιστάσεις μεγέθους θα αλλάξουν το πόσο ισχυρό είναι το ρεύμα στο ψωμί που επηρεάζει τον ήχο)

12 καλώδια βραχυκυκλωτήρων (μπορούν να έχουν οποιοδήποτε μήκος ή χρώμα)

1 πιεζοηλεκτρικός βομβητής

1 σανίδα ψωμιού

1 Arduino Uno

1 κάτοχος Arduino (δεν απαιτείται προαιρετικό, θα λειτουργήσει χωρίς αυτό)

1 καλώδιο USB

1 υπολογιστής

Βήμα 1: Προσθέστε τα κουμπιά

Αρχικά, προσανατολίστε την σανίδα ψωμιού όπως η παραπάνω εικόνα με τη θέση των γραμμάτων κάθετα με τον αριθμό 1 στην κορυφή. Τοποθετήστε τα κουμπιά στο breadboard ομοιόμορφα μεταξύ τους (εδώ έκανα δύο διαστήματα μεταξύ τους). Τα κουμπιά πρέπει να βρίσκονται στη γέφυρα ανάμεσα στο κενό της σανίδας. Το δεξί μισό του πίνακα είναι θετικό και το αριστερό μισό είναι η αρνητική πλευρά.

Τα κουμπιά θα στείλουν μια είσοδο (αποστολή πληροφοριών) μόλις πατηθούν στο Arduino.

Βήμα 2: Προσθέστε τις αντιστάσεις

Προσθέστε τις αντιστάσεις στην κάτω πλευρά κάθε κουμπιού. Αυτή είναι η αρνητική πλευρά του κουμπιού. Οι άλλες πλευρές της αντίστασης θα μπουν στην τρύπα με την πλευρά - (αρνητικό) στην ίδια σειρά του κουμπιού.

Οι αντιστάσεις στέλνουν ένα ρεύμα μέσω του κουμπιού μέσω της πλακέτας.

Βήμα 3: Προσθέστε το Buzzer

Προσθέστε το βομβητή στο breadboard. Θα πρέπει να είναι ο ίδιος χώρος, όπως τα κουμπιά. Συνδέστε την κόκκινη πλευρά στη δεξιά πλευρά και τη μαύρη πλευρά στην αριστερή.

Ο βομβητής θα είναι αυτός που παράγει τον ήχο μόλις λάβει τις πληροφορίες του κουμπιού από το Arduino.

Βήμα 4: Προσθέστε τα καλώδια βραχυκυκλωτήρων

Προσθέστε τα καλώδια άλματος στη δεξιά πλευρά του κουμπιού και στο πάνω μισό, αυτή είναι η θετική πλευρά. Η άλλη πλευρά θα μπει στο Arduino στην ψηφιακή πλευρά.

Βήμα 5: Συνδέστε το στο Arduino

Από πάνω προς τα κάτω βάλτε τα στις θύρες για 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 και 10. Για το βομβητή προσθέστε έναν βραχυκυκλωτήρα στην κόκκινη πλευρά και τη μαύρη πλευρά του βομβητή. Αυτά θα μπουν στα λιμάνια 11 και 13 αντίστοιχα. Το τελευταίο καλώδιο βραχυκυκλωτήρα θα έχει τη μία πλευρά να πηγαίνει στη θύρα γείωσης και σε μια τρύπα στην πλευρά (- αρνητικού) συμβόλου του πίνακα. Η σειρά του θέματος της θύρας σαν να ανοίγετε τον κωδικό αναφέρεται σε ορισμένα κουμπιά στην καθορισμένη θύρα. Η θύρα γείωσης είναι η ίδια με τη σύνδεση με κάτι στο έδαφος σε ένα κύκλωμα ή σε ένα αυτοκίνητο. Χρησιμεύει για τον περιορισμό της τάσης που διέρχεται από το Arduino και το breadboard.

Βήμα 6: Κατεβάστε το λογισμικό (παραλείψτε εάν το έχετε ήδη)

Εάν είστε νέοι στο Arduino, κάντε κλικ στον παρακάτω σύνδεσμο για να κατεβάσετε το λογισμικό που θα χρησιμοποιηθεί για αυτό το πρόγραμμα. Το Arduino διαθέτει επίσης μια ηλεκτρονική έκδοση για την ανάγκη κωδικοποίησης, εάν δεν θέλετε να κάνετε λήψη του λογισμικού.

www.arduino.cc/en/main/software

Βήμα 7: Ανεβάστε το πρόγραμμα

Κατεβάστε το πρόγραμμα! Μέσα στο πρόγραμμα, ένα άτομο μπορεί να αλλάξει τις νότες και το τραγούδι να είναι προ-φτιαγμένο σε αυτό. Έχουν προστεθεί σχόλια στον κώδικα για να σας βοηθήσουν να τον κατανοήσετε καλύτερα και τι μπορεί να αλλάξει. Εάν αλλάξετε οτιδήποτε, θα χρειαστεί να το διαβάσετε, κατεβάστε το στο Arduino πηγαίνοντας στο σκίτσο και ανεβάστε το ή Ctrl + U. Διασκεδάστε και γίνετε δημιουργικοί!

Σκέφτομαι περαιτέρω:

Τι γίνεται με περισσότερα κουμπιά;

Τι θα γινόταν αν ήθελα να έχω δύο ή περισσότερα προκαθορισμένα τραγούδια;

Βήμα 8: Αντιμετώπιση προβλημάτων

Εάν κάποια από τα κουμπιά ανταποκρίνονται και μερικά δεν ελέγχουν τα ακόλουθα:

Είναι όλοι οι άλτες συνδεδεμένοι σε όλη τη διαδρομή;

Μήπως οι αντιστάσεις είναι μέχρι μέσα και αγγίζουν το κάτω μέρος της σανίδας;

Ο άλτης βρίσκεται στο σωστό σημείο του κουμπιού; Τι γίνεται με την αντίσταση;

Εάν αλλάξετε τον κωδικό:

Βγήκε όπως ήθελα;

Τα κουμπιά/ο βομβητής έχουν ρυθμιστεί στις σωστές θύρες;

Είναι οι σημειώσεις το σωστό μήκος/κλίση που θέλω;