ScratchPaper: 10 Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:13

Sa Tinkering Studio nag-prototyping kami ng mga paraan upang maipakilala ang mga tao sa mga aspeto ng electronics at programa. Dahil ang mga paksang ito ay maaaring maging pananakot sa mga nagsisimula naging isang masayang proseso para sa amin na subukang mag-isip tungkol sa mga paraan upang maibaba ang hadlang sa pagpasok.

Ang ilan sa aming mga paboritong paraan upang maipakilala ang mga nag-aaral sa pangunahing kagalingan kasama ang pag-mount ng mga elektronikong sangkap sa mga kahoy na bloke at pinapayagan ang mga mag-aaral na eksperimento ang pagkonekta sa kanila sa mga clip ng buaya. Napasigla din kami ng gawain ng AIR Jie Qi na gumawa ng mga workshops ng circuit ng papel na may tanso na tape, mga baterya ng coin cell, at mga LED upang makagawa ng masining na light-up na nilikha.

Sa mga tuntunin ng pagprogram, nag-eksperimento kami sa loob ng maraming taon sa mga aktibidad na gumagamit ng Scratch o iba pang mga wika na batay sa pag-block. Pinapayagan ng paraan ng mga interface na ito ang mga tao na mag-drag, mag-drop, at ikonekta ang mga bahagi ng programa nang sama-sama na hinihikayat ang pag-eksperimento at pag-ulit.

Ang lahat ng mga impluwensyang ito ay humantong sa amin upang lumikha ng isang mash-up na aktibidad na tinatawag naming 'ScratchPaper' upang galugarin ang mga ideya sa paligid ng mga circuit, arduino, at visual program.

Kadalasan nakita namin ang mga pagawaan ng programa at arduino na mukhang kumplikado at hindi masyadong nag-aanyaya sa mga kasali sa baguhan. Para sa pagawaan na ito, nagtayo kami ng mga masaya at makulay na mga halimbawang kard na may solong mga gumdrop LEDs, paunang ginawa na mga switch at sensor, at mga ilaw ng RGB upang maiparating ang mapaglarong ugaling ito. Nalaman namin na ang pagdaragdag na ito ng mga kakatwang elemento pati na rin ang isang kumbinasyon ng mataas at mababang mga materyal na tech ay maaaring magbigay ng isang mas bukas na paanyaya na sumali sa paggalugad ng mga paksang ito. Gumagamit kami ng scratchx, isang pang-eksperimentong extension sa wika ng programa ng Scratch na nagdaragdag ng mga bloke upang payagan kang makontrol ang isang arduino.

Sa gabay na ito maaari mong malaman kung paano bumuo ng mga sangkap para sa aktibidad, makakuha ng ilang halimbawang mga sketch upang gumana, at basahin ang tungkol sa ilang mga paraan na maaaring suportahan ng mga materyales, kapaligiran, at pasilidad sa paggalugad.

Hakbang 1: Ipunin ang Mga Kagamitan na Ito

Para sa Arduino Block

Arduino UNO -

USB cable -

Solid core wire -

Mga kuko ng tanso

# 4 na pindutan ng pag-tap sa ulo ng pindutan

Piraso ng 1x6 kahoy na board

Para sa Mga Bahagi ng Circuit ng Papel

Tape ng Copper -

Kulay ng cardstock paper

10k risistor -

Light sensor -

FSR sensor -

10mm LEDs - https://shop.evilmads Scientist.com/productsmenu/par…

10mm Karaniwang mga Cathode RGB LEDs - https://shop.evilmads Scientist.com/productsmenu/par…

Pager motor -

Mga clip ng Alligator

Lapis

Mga Makatutulong na Tool

Hand Drill na may maliit na bit ng drill

Screwdriver

Martilyo

Sanding Block

Gunting

Pandikit

Panghinang

Mga Salaming Pangkaligtasan

Hakbang 2: Buuin ang Arduino Block

Una, i-mount ang isang Arduino UNO board sa isang kahoy na bloke na may mga pin ng mga board na konektado sa mga kuko na tanso, sa isang katulad na paraan sa aming circuit board na nakatakda para sa mga pagsaliksik ng kuryente. Pinapayagan ka nitong ikonekta ang mga bahagi sa board na may mga clip ng buaya na nagbibigay-daan para sa pag-ulit at pagsubok.

Ang mga kuko na tanso na konektado sa ilang mga pin ay naglilimita sa puwang ng problema ngunit sa amin ay nararamdaman pa rin ng isang tunay na paraan upang maipakita ang mga arduino board nang hindi umaasa sa labis na kalasag o di pangkaraniwang mga bahagi.

1. Gupitin ang 1x6 block sa isang piraso ng 4in at buhangin ang mga gilid

2. Ilagay ang Arduino UNO board sa gitna ng bloke, markahan ang mga butas para sa mga turnilyo na may mga lapis, at mag-drill ng mga butas sa mga lugar na iyon.

3. I-screw ang arduino sa lugar

4. Markahan ang limang mga spot sa kanang bahagi (ang digital pin side) at tatlong mga spot sa kaliwa. Mag-drill ng mga butas ng piloto at bayuhan ang mga kuko na tanso

5. Gamitin ang solidong core wire upang ikonekta ang mga arduino digital pin sockets sa mga kuko na tanso. Gumagamit kami ng mga numero ng pin na 11, 9, 6, 5, at 3 dahil iyon ang mga PWM na pin na nagpapahintulot sa amin na baguhin ang ningning sa pamamagitan ng pag-on at pag-off ng pin sa isang napakataas na rate.

6. Sa kaliwang bahagi ikonekta ang 5V pin sa isang kuko para sa positibo, ang GND pin sa isang kuko para sa negatibo, at ang A0 analog sa pin para sa mga sensor. Maaari mong gamitin ang pulang wire para sa positibo, itim para sa negatibo kung nais mo, ngunit hindi kinakailangan.

7. Gumamit kami ng isang selyo at patas upang lagyan ng label ang mga kuko sa mga kaukulang pin. Kung wala kang mga tool na ito, baka gusto mong mag-isip tungkol sa iba pang mga paraan upang subaybayan ang mga pin.

Hakbang 3: Buuin ang Mga Bahagi - Mga LED

Ngayon ay oras na upang lumikha ng mga bahagi ng circuit ng papel na makokontrol ng arduino at scratchx program.

Para sa isang solong LED

1. Gupitin ang isang 2in x 2in na parisukat ng kulay na karton

2. Gupitin ang dalawang maliliit na piraso ng tansong tape at idikit ito sa parisukat, na nag-iiwan ng silid para sa LED.

3. Ilagay ang dalawang mga lead ng isang LED sa tanso tape at solder ang mga ito pababa. Kung wala kang isang panghinang maaari mo lamang gamitin ang scotch tape upang maikabit ang mga lead sa tape bagaman hindi ito magiging ligtas. Markahan ang mga gilid ng (+) at (-) na may lapis sa may kulay na papel.

Para sa RGB LEDs

1. Gupitin ang isang 3in x 3in square piraso ng puting cardstock

2. Gumamit ng karaniwang cathode RGB LED at subukan kung aling mga lead ang tumutugma sa aling kulay. Maaari mo itong markahan ng may kulay na mga matatalim upang subaybayan.

3. Ikabit ang tatlong maliliit na piraso ng tansong tape sa isang gilid ng papel at isang piraso sa gitna sa kabilang panig. Ikonekta ang tatlong positibong lead ng LED (para sa magkakaibang mga kulay) sa tansong tape sa isang gilid at sa negatibong tingga sa kabilang panig. Maghinang o i-tape ang mga ito sa lugar at markahan ang (-) gilid at ang tatlong magkakaibang kulay.

Para sa mga R, G, at B LED

1. Gupitin ang isang 2in x 3in na parihabang piraso ng kulay na papel

2. Maglakip ng isang strip sa gilid ng papel para sa negatibong bahagi ng mga LED. Maglagay ng tatlong piraso ng tansong tape sa kabilang panig.

3. Maglagay ng pula, berde, at asul na LED sa papel na may mga negatibong lead sa ibinahaging bahagi at mga positibong lead sa indibidwal na panig. Gumamit ng isang lapis upang markahan ang (+) at (-) mga panig.

Hakbang 4: Buuin ang Mga Bahagi - Mga switch

Ang susunod na hakbang ay upang bumuo ng mga on / off switch upang mag-trigger ng iba't ibang mga programa sa iyong proyekto. Maaari itong tumagal ng maraming iba't ibang mga form gamit ang mga tiklop o pop-up kaya mag-eksperimento sa pagsubok ng iba't ibang mga disenyo.

1. Ang bawat isa sa mga switch ay nangangailangan ng tatlong mga puntos ng pagkakabit sa arduino board. Isa sa positibo, isa sa negatibo, at isa sa isang digital input pin. Ilagay ang tatlong piraso ng tansong tape pababa, isa para sa bawat isa sa mga lead na ito.

2. Maglagay ng isang 10k risistor sa pagitan ng mga piraso ng tanso na magkakonekta sa negatibo at digital na pin. Maghinang ang risistor sa lugar.

3. Maghanap ng isang paraan upang maglakip ng isa pang piraso ng tanso tape na maaaring ilipat upang makagawa ng isang koneksyon sa pagitan ng positibo at mga digital pin lead. Maaari itong isang hiwa ng pop-up na piraso, isang parisukat na may nakatiklop na mga spring spring o isang simpleng nakatiklop na switch.

Hakbang 5: Buuin ang Mga Bahagi - Mga Sensor

Ang isang sensor ay maaaring makakita ng mga kaganapan o pagbabago sa kapaligiran nito. Kapag nakakonekta siya A0 pin ng arduino ay maaaring basahin ang halaga ng sensor at hayaan kang gamitin ito sa iyong proyekto. Sinubukan namin ang mga light sensor at pressure sensor na may gasgas na papel sa ngayon ngunit maaari mong subukan ang iba't ibang uri ng mga sensor na sumusukat sa tunog, kulay, o kondaktibiti.

1. Ang bawat isa sa mga sensor ay nangangailangan ng tatlong mga puntos ng pagkakabit sa arduino board sa positibo, negatibo, at isang analog input pin. Ilagay ang tatlong piraso ng tansong tape pababa para sa bawat isa sa mga lead na ito.

2. Maglagay ng isang 10k risistor sa pagitan ng negatibo at ng digital pin na humantong tape ng tanso. Maghinang ang risistor sa lugar.

3. Ikabit ang light sensor o pressure sensor sa pagitan ng positibo at ng analog sa mga lead ng copper tape.

Hakbang 6: Mga Paper Monsters

Ang isang nakakatuwang paraan upang isama ang ilang pagiging mapaglaruan at kapritso sa hanay ng mga materyales ay sa pamamagitan ng paggawa ng ilang mga halimaw na papel na may googly na mga mata na maaaring mai-program upang kalugin sa isang nanginginig na motor.

1 Gupitin ang dalawang 2x2 na parisukat na may kulay na papel. Gupitin ang isang kawili-wiling hugis ng halimaw at ilakip ang mga mata na googly sa mga naaangkop na mga spot.

2 Kalakip ang tansong tape sa batayang parisukat at ang halimaw sa parehong eroplano.

3. Paghinang ng mga wire sa pager motor sa dalawang piraso ng tape sa mukha ng halimaw at paghihinang ang mga lead sa lugar. Ilakip ang motor sa papel.

4. Gupitin ang isang rektanggulo ng parehong kulay na stock ng card at tiklupin ito sa kalahati. Gamitin ang hugis ng L na piraso bilang isang suporta at gamitin ang pandikit na stick upang ikonekta ang dalawang piraso nang magkasama.

5. Maghinang ng dalawang piraso ng tanso tape.

Hakbang 7: I-set up ang Scratchx at Arduino

Gumagamit kami ng scratchx, isang pang-eksperimentong extension sa wika ng simula ng programa upang makontrol ang mga circuit ng papel na may arduino. Mayroong maraming iba pang mga block based na wika ng programa na maaari mong subukan tulad ng Ardublocks, Mblock, S4A, at iba pa. Ang itinuturo na ito ay magtutuon sa simula, ngunit maaari mong subukan ang iba pang mga format.

Ang impormasyong ito ay nahiram mula sa gabay sa pagsisimula ng Kreg Hanning para sa simula, maaaring gusto mong mag-click lamang sa kanyang site para sa mas detalyadong mga tagubilin at screengrabs (https://khanning.github.io/scratch-arduino-extension/index.html)

I-upload ang StandardFirmata firmware sa Arduino

1. Kung hindi mo pa nagagawa, i-download at i-install ang Arduino software mula sa
2. Ikonekta ang Arduino board sa USB port ng iyong computer
3. Ilunsad ang Arduino software
4. Pumunta sa File> Mga Halimbawa> Firmata> Karaniwang Firmata
5. Piliin ang iyong Arduino board mula sa menu ng Tools> Board
6. Piliin ang iyong serial port mula sa Tools> Port menu. Sa Mac, ito ay tulad ng /dev/tty.usbmodem-1511. Sa Windows, marahil ito ang pinakamataas na bilang na port sa COM. (O i-unplug ang Arduino, suriin ang menu, at pagkatapos ay i-replug ang iyong Arduino at tingnan kung anong bagong port ang lilitaw.)
7. I-click ang upload button

I-install ang Scratch Extensions Browser Plugin

1. Kakailanganin mong gamitin ang Firefox web browser upang gumana ang extension na ito
2. I-download at i-install ang Plugin ng Browser Extension ng Scratch para sa "iba pang mga web browser"

I-load ang extension ng Arduino sa ScratchX

Ilunsad ang extension sa pamamagitan ng pagpunta sa sumusunod na URL:

scratchx.org/?url=https://khanning.github.i…

Maaari kang makakita ng isa pang mensahe, "Pahintulutan ang scratchx.org na magpatakbo ng mga plugin?". Itakda ang parehong Adobe Flash at Scratch Device sa "Payagan at Tandaan" at i-click ang okay.

Kapag nakita mo ang ilaw ng tagapagpahiwatig sa tab na "Higit pang Mga Blocks" na berde handa na mong simulang gamitin ang extension!

Hakbang 8: Ilang Halimbawa ng Mga Sketch

Maaaring gusto mong simulan ang iyong mga eksperimento sa pamamagitan ng gasgas, papel, circuit at arduino na may halimbawang mga sketch na ginawa namin ng sample code na lumilikha ng isang kumikislap na ilaw, isang switch na magpapasara at mag-on ng isang LED, at isang light sensor na maaaring makontrol ang ningning ng isang ilaw.

Pumunta sa menu ng file at magbukas ng isang halimbawa ng programa. Kapag mayroon kang berdeng ilaw sa screen para sa arduino na nakakonekta maaari mong ikonekta ang mga bahagi ng circuit ng papel sa arduino gamit ang mga aligator clip tulad ng ipinakita sa imahe sa background.

Kapag nagsimula kang bumuo ng iyong sariling mga programa, maaari kang magsimula sa blangkong programa ng board. Kapag nagtatrabaho sa isang gasgas na programa para sa arduino, kailangan mong magkaroon ng pag-set up ng programa sa ilalim ng 'sumbrero ng sumbrero' na nagsasabing "kapag ang aparato ay konektado" sa pamamagitan ng pagtatalaga ng mga LED, pindutan, at servos sa iba't ibang mga pin.

Upang magkaroon ng ilaw ang mga switch, switch, at sensor, maaari kang lumikha ng isang program na nakatira sa ilalim ng "kapag na-click ang flag" na sumbrero ng sumbrero. Maaaring gusto mong mag-eksperimento sa mga pag-uulit, magpakailanman mga loop, mga random na input at mga oras ng paghihintay. Maaari mo ring isama ang mga character, tunog at pagbabago ng mga background gamit ang iba pang mga uri ng mga scratch block.

Narito ang isang video ng gasgas sa aksyon sa ASTC conference sa Tampa ngayong taon upang makakuha ng ideya kung paano ito nakikita sa pagsasanay:

flic.kr/p/MKHtcf

Hakbang 9: Lumilikha ng isang ScratchPaper Workshop

Pagkatapos ng personal na pag-eksperimento sa paglikha ng mga proyekto ng ScratchPaper, maaari mong isipin ang tungkol sa pagbabahagi ng aktibidad sa ibang mga tao. Sinusubukan naming magsagawa ng mga pagsasaayos sa disenyo ng aktibidad, mga materyales, kapaligiran, at pasilidad upang suportahan ang mga nag-aaral sa kanilang sariling proseso at pag-unlad ng mga ideya. Narito ang ilang mga bagay na naiisip namin habang itinatakda namin ang pagawaan sa Tinkering Studio o sa iba pang mga tagapagturo sa iba't ibang mga kumperensya. Maaari mong ayusin at baguhin ang mga elementong ito upang umangkop sa iyong mga puwang at madla.

Pakikipagtulungan Kapaligiran

Habang nagse-set up kami ng isang kapaligiran para sa pagawaan ay nais naming hindi pangunahin ang pagtuon sa mga computer, ngunit gawin silang isa pang tool kasabay ng mga ibinahaging materyales at mga nakasisiglang halimbawa. Ang talahanayan na hugis ng dogbone ay karaniwang nagpapahiram sa sarili ng higit na pakikipagtulungan at pagbabahagi ng mga ideya, na higit pa sa isang hamon sa mga aktibidad na nakabatay sa screen kung saan hindi ganoon kadali makita ang gawain ng iba.

Mga Halimbawa at Inspirasyon

Malapit sa pasukan ng silid lumikha kami ng isang 'sulok ng kuryoso' upang ipakita ang ilang mga posibleng extension sa aktibidad. Nagsama kami ng mga halimbawa ng mga circuit ng papel na gumagamit ng attiny chip, ilan pang mga masining na halimbawa ng circuit ng papel at korona ng tanso na analog na nicole na gumagamit ng mga light sensor at RGB LED sa isang nakawiwiling pisikal na pag-aayos.

Nagtatrabaho sa Pares

Para sa pagawaan kasama ang koponan dito hiniling namin sa kanila na magtrabaho nang pares na sa palagay ko ay nakatulong talaga sa pagpapatakbo ng mga pagsaliksik. Ang pagkakaroon ng mga taong nag-aambag sa isang pagbabahagi ng pagsisiyasat ay pinapayagan silang makipag-usap tungkol sa kung ano ang pakiramdam nila na mas komportable sila at matuto mula sa bawat isa. Ang kumbinasyon ng mga bagay sa pisikal na mundo na may gasgas na programa ay nagbibigay ng mas maraming puwang para sa pag-iisip gamit ang mga kamay at pinapayagan ang mga kasosyo na ibahagi ang puwang ng problema.

Mga Kagamitan

Para sa isang pagawaan ay naghahanda kami ng hindi bababa sa tatlong solong mga LED card at isa o dalawa sa bawat labis na sangkap (RGB leds, paper monster, switch, at sensor) para sa bawat pangkat.

Pagbabahagi at Pagninilay

Palagi kaming nagbabahagi ng mga resulta at ideya sa pagtatapos ng isang pagawaan, at talagang cool na makita kung paano nagtrabaho ang bawat isa sa mga natatanging pagsisiyasat na kinasasangkutan ng mga pindutan, tunog, at sensor. Bagaman mayroon kaming simpleng mga halimbawa upang magulo, nagsimulang lumitaw ang mga salaysay at pagkukuwento. Tulad ng anumang aktibidad sa tinkering, naghahanap kami ng iba`t ibang mga kinalabasan na sumasalamin sa proseso ng bawat pangkat.

Hakbang 10: Gawin itong Iyong Sarili

Ito ay isang pang-eksperimentong aktibidad na pinagtatrabahuhan namin ng ilang buwan at patuloy kaming sumusubok sa iba't ibang mga materyales, senyas, at proyekto. Inaasahan namin na mag-e-eksperimento ka sa iba't ibang mga elektronikong sangkap, kagiliw-giliw na paraan ng paggawa ng mga switch, bagong uri ng output, at iba't ibang pag-aayos ng mga LED. Ipaalam sa amin kung paano mo muling i-remix at baguhin ang aktibidad na ito upang maipagpatuloy naming malaman ang tungkol sa kung ano ang posible para sa mga circuit ng papel, arduino at pagprograma na may simula.