Arduino English Language Assistant: 7 Βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:35

Εισαγωγή:

Είμαι μεταπτυχιακός φοιτητής που εργάζεται για το μεταπτυχιακό μου στην εκπαίδευση με έμφαση στην ενσωμάτωση τεχνολογίας. Αυτή τη στιγμή διδάσκω μουσική και έχω περάσει ένα καλό μέρος αυτού του εξαμήνου μαθαίνοντας για τη χρήση του Arduino για έργα που σχετίζονται με τη μουσική. Για το τελευταίο μου έργο, ήθελα να δοκιμάσω κάτι που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί έξω από την τάξη μουσικής. Μίλησα με τη δασκάλα ELL στο σχολείο μου που εργάζεται με το νηπιαγωγείο και εκείνη συζήτησε την ανάγκη ενίσχυσης του λεξιλογίου, οπότε ήθελα να δημιουργήσω έναν βοηθό γλώσσας.

Χρησιμοποιώντας έννοιες από το Fruit + Electronics = Piano (2016) και το Fun with Talking Arduino (μ.χ. Αυτό το έργο χρησιμοποιεί έξι χωρητικούς αισθητήρες αφής. Όταν αγγίξετε τον αισθητήρα και το έδαφος, η συσκευή θα πει τη λέξη ή τη φράση που έχει εκχωρηθεί σε αυτόν τον αισθητήρα. Το σκίτσο διαθέτει τρεις λειτουργίες που επιτρέπουν στον χρήστη την ευκαιρία να αλλάξει εύκολα από το ένα λεξιλόγιο που έχει οριστεί σε άλλο. Έχω συμπεριλάβει επίσης εκτυπώσεις που μπορούν να τοποθετηθούν στο επάνω μέρος της συσκευής για ευκολία στη χρήση. Δείτε το βίντεο για να δείτε μια πιο εμπεριστατωμένη περιγραφή του προϊόντος!

Η μονάδα βρίσκεται μέσα σε ένα ανεστραμμένο κουτί παπουτσιών. Το Arduino είναι τοποθετημένο στο εσωτερικό καπάκι του κουτιού και το "πάνω" της μονάδας είναι το κάτω μέρος του κουτιού παπουτσιών. Έκοψα τρύπες στο "πάνω" της μονάδας καθώς και μία στο πλάι για καλώδια ηχείων και καλώδιο USB. Οποιαδήποτε επιπλέον κολλητική ταινία μπορεί να δείτε είναι μόνο για να καλύψει το εμπορικό σήμα του παπουτσιού.

Επίπεδο δεξιοτήτων: Ενδιάμεσο, καθώς το talkie πρέπει να μεταφορτωθεί και να προσαρμοστεί ώστε να ταιριάζει στις ανάγκες της συσκευής.

Βιβλιογραφικές αναφορές:

Φρούτα + Ηλεκτρονικά = Πιάνο. (2016). Ανακτήθηκε από

Διασκέδαση με το Arduino. (η.δ.). Ανακτήθηκε από

Βήμα 1: Υλικά:

Στοιχεία Arduino:

1 Καλώδιο Arduino Uno / USB

1 Breadboard

6 1 Αντιστάσεις Mega Ohm

2 ηχεία (χρησιμοποίησα 2 ηχεία 8 Ohm, 2 Watt)

2 ενισχυτές (χρησιμοποίησα 2 μονάδες LM386)

19 αρσενικά - θηλυκά καλώδια

14 αρσενικά - αρσενικά καλώδια (διάφορα μήκη)

Εργαλεία:

7 Μπουφάν (πρέπει να είναι όλα μεταλλικά, τα βαμμένα δεν φαίνεται να λειτουργούν επίσης)

1 κουτί παπουτσιών (για τη θήκη)

4 κλιπ χαρτιού με επίστρωση (για τοποθέτηση του Arduino στο πρόχειρο, προαιρετικά)

3 κομμάτια χαρτί και έγχρωμος εκτυπωτής για εκτύπωση σελίδων παρουσίασης

Ταινία Double Stick (προαιρετικό)

Κολλητική ταινία

Μικρό κατσαβίδι (χρησιμοποίησα κατσαβίδι γυαλιών, αλλά θα λειτουργήσει και μια κεφαλή Phillips)

Βήμα 2: Σχηματικό

Εδώ είναι το σχηματικό για τη συσκευή. Χρησιμοποίησα το Tinkercad για να δημιουργήσω το βασικό σχηματικό, στη συνέχεια προσαρμόστηκα την εικόνα για να αντισταθμίσω τις συσκευές που δεν ήταν στο μενού Tinkercad. Πρόσθεσα ένα δεύτερο καλώδιο αρσενικού θηλυκού σε κάθε σύνδεση από το Arduino στον ενισχυτή, το οποίο μου επέτρεψε να ανοίγω και να κλείνω το κουτί για να κάνω τις άλλες συνδέσεις.

Σύσταση: μην σπρώχνετε την πινελιά στο θηλυκό άκρο του σύρματος μέχρι να κάνετε τις τελικές συνδέσεις μέσω του κουτιού παπουτσιών. Οι πινελιές θα τεντώσουν τις συνδέσεις στο θηλυκό άκρο του σύρματος, προκαλώντας μειωμένη σύνδεση εάν αφαιρεθούν και εγκατασταθούν ξανά. Κατέληξα να χτυπάω τα καλώδια στο εσωτερικό του κουτιού κατά την τελική εγκατάσταση για να αντισταθμίσω το τέντωμα των εισόδων μετά τη δοκιμή της μονάδας.

Βιβλιογραφικές αναφορές:

Tinkercad. (2019). Ανακτήθηκε από

Βήμα 3: Βήμα 1: Προετοιμάστε την επιφάνεια εργασίας σας (προαιρετικά)

Δεν θέλω να μετακινηθεί το Arduino όταν μεταφέρεται, έτσι αποφάσισα να τοποθετήσω το δικό μου στο εσωτερικό καπάκι του κουτιού παπουτσιών. Χρησιμοποιώντας τις τρύπες βιδών στο Arduino Uno, σημάδεψα το καπάκι του κουτιού παπουτσιών και τρύπησα μέσα από αυτό. Ξετυλίγω το εξωτερικό μέρος των συνδετήρων χαρτιού (βλέπε διάγραμμα 1) και τα έσπρωξα μέσα από τις τρύπες από το εξωτερικό του καπακιού του κουτιού, και στη συνέχεια χρησιμοποίησα κολλητική ταινία για να τα κρατήσω στη θέση τους (βλ. Διάγραμμα 2).

Αφού αναποδογύρισα το καπάκι του κουτιού (στο εσωτερικό του κουτιού), τοποθέτησα προσεκτικά τους συνδετήρες χαρτιού μέσα από τις οπές βίδας στο Arduino και έκαμψα τους συνδετήρες χαρτιού προς τα κάτω (βλ. Διάγραμμα 3) και κολλήσα τους συνδετήρες χαρτιού στη θέση τους. Τέλος, χρησιμοποιώντας διπλή κολλητική ταινία, στερέωσα το ψωμί στο καπάκι του κουτιού (βλέπε διάγραμμα 4).

Και πάλι, αυτό το βήμα είναι προαιρετικό, αλλά για μένα, βρήκα ότι η μονάδα ταξίδεψε καλύτερα όταν ήταν τοποθετημένη. Τα καλώδια ήταν λιγότερο πιθανό να αποσυνδεθούν.

Βήμα 4: Βήμα 2: Συνδέστε ηχεία

Εδώ θα σκεφτόμουν να αλλάξω το σχέδιό μου. Χρησιμοποίησα ηχεία που έχω, αλλά στο μέλλον θα τα αντικαθιστούσα με ηχεία καλύτερης ποιότητας με μακρύτερα καλώδια (Word προς τους σοφούς, μη φτηνές στα ηχεία). Η συσκευή ακούγεται πολύ καλύτερα όταν έβαλα τα ηχεία στο εξωτερικό, αλλά οι ενισχυτές κρέμονταν, γεγονός που προκάλεσε την αποσύνδεση των καλωδίων. Έτσι, για τη στιγμή του Tim Gunn "Make it work", πρόσθεσα ένα επιπλέον αρσενικό σε θηλυκό καλώδιο σε κάθε ένα από τα καλώδια σύνδεσης ηχείων, τα πέρασα μέσα από μια τρύπα που έκοψα στο πάνω μέρος της μονάδας και έβαλα τα καλώδια πριν τα συνδέσω στον ενισχυτή.

Στον ενισχυτή, υπάρχουν τέσσερις ακίδες με την ένδειξη "GND", "GND", "IN" και "VDD". Συνδέστε τα θηλυκά άκρα των καλωδίων με τον πρώτο πείρο "GND" (χρησιμοποίησα μπλε), τον πείρο "IN" (χρησιμοποίησα κόκκινο) και τον πείρο "VDD" (χρησιμοποίησα πορτοκαλί). Επαναλάβετε τη διαδικασία με τον άλλο ομιλητή.

Συνδέστε το αρσενικό άκρο των καλωδίων στο breadboard και το Arduino - GND (μπλε) στην αρνητική μπάρα στο breadboard, IN (κόκκινο) στις καρφίτσες Arduino 3 και 11 και το VDD (πορτοκαλί) στη θετική μπάρα στο breadboard.

Στον ενισχυτή, χαλαρώστε τις δύο βίδες με την ένδειξη "GND" και "OUT". Τοποθετήστε το μαύρο καλώδιο ηχείων στο "GND" και το κόκκινο καλώδιο ηχείων στο "OUT" και σφίξτε τις βίδες. Στη συνέχεια, τα κολλήσα με διπλό ραβδί στο εξωτερικό της μονάδας.

Βήμα 5: Βήμα 3: Καλωδίωση "Analog In"

Από το Arduino σας, συνδέστε ένα αρσενικό σε αρσενικό καλώδιο σε κάθε έναν από τους πείρους (A0 - A5). Συνδέστε το άλλο άκρο στο breadboard (διάγραμμα 1 - τα τοποθέτησα πέντε σειρές μεταξύ τους για καλύτερη απεικόνιση, καθώς όλα τα χρώματα των καλωδίων μου δεν ταιριάζουν).

Χρησιμοποιήστε τις αντιστάσεις 1 Mega Ohm για να διασχίσετε τον πίνακα (το ένα άκρο σε κάθε πλευρά της κεντρικής γραμμής), αφήνοντας χώρο για να εισαχθεί το σύρμα αισθητήρα μεταξύ του σύρματος και της αντίστασης (διάγραμμα 2 - Πήγα από τη στήλη ε στη στήλη η) Το

Χρησιμοποιώντας ένα άλλο σύνολο αρσενικών σε αρσενικά καλώδια, συνδέστε τις γραμμές αντίστασης (στήλη j) στη θετική λωρίδα (διάγραμμα 3).

Συνδέστε ένα καλώδιο από τη θετική ταινία στον πείρο 5V στο Arduino και ένα καλώδιο από την αρνητική ταινία στον πείρο GND στο Arduino (το διάγραμμα 4 δείχνει όλες τις καλωδιώσεις, συμπεριλαμβανομένων των ηχείων).

Τέλος, συνδέστε ένα αρσενικό-θηλυκό καλώδιο μεταξύ του αρχικού καλωδίου (στο αναλογικό) και της αντίστασης (διάγραμμα 5).

Βήμα 6: Βήμα 4: Το σκίτσο

Πριν εκτελέσετε το σκίτσο, θα χρειαστεί να κατεβάσετε το Talkie από το GitHub. Όταν ολοκληρωθεί η λήψη, θα πρέπει να ανοίξετε το φάκελο "going-digital-Talkie-7f57628". Ανοίξτε το φάκελο που ονομάζεται "Talkie", μεταβείτε στο φάκελο που ονομάζεται "Παραδείγματα", στη συνέχεια ο φάκελος με την ένδειξη "Vocab_US_TI99" και, στη συνέχεια, ανοίξτε "Vocab_US_TI99.ino". Αυτό θα ανοίξει τη βιβλιοθήκη όπου μπορείτε να προσαρμόσετε τις λέξεις που θέλετε να χρησιμοποιήσετε.

(Σχετικά με τη βιβλιοθήκη Talkie // Πνευματικά δικαιώματα 2011 Peter Knight // Αυτός ο κώδικας κυκλοφορεί με άδεια GPLv2. // Οι ακόλουθες φράσεις προέρχονται από αυτές που είναι ενσωματωμένες στο πρόσθετο σύστημα ομιλίας Texas Instruments TI99/4A από το 1979. Μια βαθιά ανδρική φωνή με νότια προφορά ΗΠΑ).

Η βιβλιοθήκη είναι πολύ μεγάλη για να λειτουργεί στο Arduino, επομένως προτείνουν μόνο την ενεργοποίηση λέξεων που θα χρησιμοποιήσετε στο σκίτσο σας. Για να ενεργοποιήσετε μια λέξη, διαγράψτε το // από πριν από τη λέξη που θέλετε να ενεργοποιήσετε (π.χ. uint8_t spAM ). Για απενεργοποίηση, απλώς προσθέστε το // πίσω πριν από τη λέξη που δεν θέλετε να χρησιμοποιήσετε (π.χ. // uint8_t spANSWER ).

Εδώ είναι η λίστα των λέξεων που θα χρειαστεί να ενεργοποιήσετε για αυτό το σκίτσο: Am, Black, Blue, Bottom, Come, Do, Green, Help, I, In, Is, K, Left, Me, O, Out, Play, Please, Κόκκινο, Δεξιά, Πλευρά, Συγγνώμη, Σταματήστε, Αυτό, Προς, Κορυφή, Θέλετε, Λοιπόν, Λευκό, Κίτρινο, Εσείς, το δικό σας.

Στη συνέχεια, προσθέστε αυτό το σκίτσο στον επεξεργαστή Arduino. Χρησιμοποίησα τη λήψη Arduino αντί για τον επεξεργαστή ιστού για αυτό το σκίτσο λόγω της λήψης της βιβλιοθήκης Talkie.

Υπάρχουν τρεις λειτουργίες σε αυτό το σκίτσο (σπίτι, χρώμα, τρόποι), καθεμία από τις οποίες περιέχει το δικό της σύνολο λέξεων λεξιλογίου. Για να ενεργοποιήσετε μια συνάρτηση, απλώς διαγράψτε τα δύο // πριν από το όνομα της συνάρτησης. Μην ξεχάσετε να απενεργοποιήσετε τις άλλες δύο λειτουργίες προσθέτοντας το // πριν από τα ονόματα των συναρτήσεων. Με αυτόν τον τρόπο θα απενεργοποιηθεί η συνάρτηση μετατρέποντάς την σε σχόλιο. Δείτε την εικόνα παραπάνω ή δείτε πώς μπορείτε να αλλάξετε τις λειτουργίες στο βίντεο επίδειξης στην αρχή του εκπαιδευτικού.

Το σκίτσο χρησιμοποιεί χωρητική αφή, αντιμετωπίζοντας τις πινελιές ως αισθητήρες. Το άγγιγμα του αισθητήρα και της γείωσης επιτρέπει στο σώμα σας να ολοκληρώσει το κύκλωμα, κάνοντας τη συσκευή να μιλά χρησιμοποιώντας το analogRead και το voice.say.

Βιβλιογραφικές αναφορές:

Ομιλούσα ταινία. (η.δ.). Ανακτήθηκε από

Βήμα 7: Βήμα 5: Τελειώνοντας τις πινελιές

Έκοψα μια τρύπα στο πλάι του κουτιού για το καλώδιο USB, συνδέσα το καλώδιο στο Arduino, έπειτα τροφοδότησα το υπόλοιπο καλώδιο μέσω της οπής, το οποίο θα συνδεθεί στον υπολογιστή όταν είναι έτοιμο για χρήση.

Επισυνάπτω τις εκτυπώσεις για τα μαθήματα λεξιλογίου που καλύπτονται στο σκίτσο. Μη διστάσετε να τα εκτυπώσετε (έγχρωμο αν είναι δυνατόν) ή να δημιουργήσετε το δικό σας. Κόψτε τους κύκλους σε κάθε σελίδα και, στη συνέχεια, τοποθετήστε το φύλλο στην κορυφή του κουτιού. Κεντράρετε τις πινελιές σε κάθε τρύπα και, ενώ κρατάτε το κουτί ανοιχτό, συνδέστε τα θηλυκά άκρα του σύρματος στην κατάλληλη πινελιά.

Τροποποιήστε το σκίτσο για τη λειτουργία που θέλετε να χρησιμοποιήσετε, τοποθετήστε το κατάλληλο φύλλο στο πλαίσιο που ευθυγραμμίζεται με τις μικρογραφίες, συνδέστε το καλώδιο USB στον υπολογιστή, ανεβάστε το σκίτσο στο Arduino σας και απολαύστε!