Maaari Ka Bang Paalalahanan ng isang Maker upang Suriin ang Tubig sa ilalim ng Iyong Christmas Tree ?: 7 Hakbang

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

Ang isang sariwang-putol na puno ay isang tradisyonal na dekorasyon sa bakasyon sa maraming mga tahanan. Mahalaga na panatilihin itong ibinibigay ng sariwang tubig. Hindi ba masarap na magkaroon ng isang gayak na maaaring makatulong sa paalalahanan sa iyo upang suriin ang tubig sa ilalim ng iyong puno?

Ang proyektong ito ay bahagi ng isang serye na nagpapakita kung paano gumagana ang mga aparato na pinagana ng computationally sa aming pang-araw-araw na buhay. Gumagamit ito ng isang MakerBit upang maipakita kung paano maaaring ipahiwatig ng isang simpleng antas ng antas ng tubig ang isang mababang antas ng tubig na may mga ilaw sa isang palamuting hugis-puno. Ang mga hakbang na sinusundan namin ay ipinapakita sa ibaba.

Pag-iingat: Ito ay isang pagpapakita ng isang konsepto, lamang. Ang pagpupulong na ipinakita dito ay hindi idinisenyo o inilaan upang maiwasan ang isang tunay na puno na matuyo. Bago ka magpasya kung gagamit ka ng anumang sensor sa antas ng tubig na may tunay na puno, dapat mong basahin ang paunawa sa kaligtasan sa ibaba, sa Hakbang 6.

Hakbang 1: Ipunin ang Mga Bahagi

• Roger Wagner's MakerBit + R
• micro: bit controller (Ang aktwal na Controller ay kasama sa MakerBit + R starter kit. Ang plastic case accessory na ipinakita sa micro: bit ay ibinebenta nang hiwalay. Halimbawa, ipinapakita ng link na ito ang isang naibenta sa Amazon.)
• Ribbon cable (kasama)
• 9-volt na konektor ng baterya (kasama)
• 9v Baterya (kasama, ngunit madaling magagamit din)
• Water sensor (Ang amin ay dumating sa Elegoo 37-Sensors kit. Magagamit na magkahiwalay online.)
• 3 mga jumper wires na may mga babaeng contact sa magkabilang dulo. (kasama)
• Ang ilang mga LEDs (kasama; ipinapakita sa iba pang mga larawan, sa ibaba)

Hakbang 2: I-hook ang Lahat

A. Mga Koneksyon sa MakerBit

Itulak ang micro: bit sa MakerBit. Kakailanganin mo ang USB cable na kasama nito upang kumonekta sa iyong computer para sa mga layunin sa pag-program. Pagkatapos mong i-program ito, maaari mong patakbuhin ang aparato gamit lamang ang 9-volt na baterya.

I-plug ang halo-halong LED ribbon cable sa itim na socket header para sa LED 11-16. I-plug ang 3-socket konektor ng tatlong mga jumper wires sa itim, pula, at puting mga post sa pin header, sa hilera na may label na A0. Ang itim ay para sa GND (ground), pula para sa + 5v, at puti para sa "signal", na magiging Analog pin 0).

Hindi pa oras upang ikonekta ang baterya, ngunit ipinapakita ng pangalawang larawan kung saan ito pupunta.

B. Ikonekta ang sensor ng kahalumigmigan

Ang iba pang mga dulo ng mga wire ay kailangang pumunta sa tatlong mga pin ng sensor sa isang tukoy na paraan, tulad ng ipinakita sa pangatlong larawan. Ikonekta ang pin na may label na "S" sa puting post sa MakerBit. Ikonekta ang pin na “+” sa pulang post. Sa wakas, ikonekta ang "-" na pin sa itim na post. Gumamit kami ng mga wire na may parehong kulay tulad ng mga post, upang makatulong na mapanatili ang maayos na pagkakasunud-sunod.

C. Ipasok ang mga LED sa ribbon cable

Gumagamit kami ng 4 na ilaw: isang pula, isang dilaw, dalawang berde. Pansinin na ang bawat LED ay may dalawang mga pin. Ang isang pin ay mas maikli kaysa sa isa pa. Bigyang pansin ang maikling pin. Pumunta ito sa konektor sa gilid na mayroong maliit na tatsulok.

Ang code sa proyektong ito ay gumagamit ng apat na konektor sa gitna ng cable, ang mga para sa mga pin 11, 12, 13, at 14. Suriin ang mga label sa pamamagitan ng itim na socket sa MakerBit, upang makita kung aling pares ng mga pin ang napupunta sa bawat numero ng pin. Pagkatapos ay pag-aralan ang cable upang makita kung paano nauugnay ang mga wire sa mga pin. Pahiwatig: ang itim at puti na pares ay kumokonekta sa pin 12. Ipinapakita ng mga larawan kung aling mga wire ang gagamitin.

Ipinapakita ng pang-limang larawan ang lahat ng na-hook up at handa nang umalis.

Hakbang 3: Maunawaan ang Plano

Ang sensor ng tubig sa proyektong ito ay may isang web ng mga contact sa kuryente na lahat ay itinatago na kaunti lamang sa bawat isa. Kapag tuyo, ito ay tulad ng isang bukas na switch. Kapag basa, ang tubig ay nagsasagawa ng kuryente sa pagitan ng mga contact. Mas lumalalim ito, mas maraming basa ang mga contact at nakakagawa ng kuryente. Sa ganitong paraan, maaaring ipahiwatig ng sensor ang antas ng tubig bilang isang paglaban sa daloy ng kuryente na tumataas o bumababa habang nagbabago ang lalim. Mayroong ilang simpleng karagdagang circuitry sa sensor na nagpapalaki ng pagiging sensitibo ng detector sa kahalumigmigan, at iniuulat ang dami ng kahalumigmigan sa analog pin ng micro: bit (sa pamamagitan ng MakerBit) bilang isang bilang.

Ang ibig sabihin ng zero ay ang sensor ay tuyo, iyon ay, ang may pinakamalaking paglaban. Ang isang bilang na mas malaki kaysa sa zero ay nangangahulugang ang sensor ay nakakakita ng tubig. Ang mas malalim na tubig, mas malaki ang bilang. Napatay namin ang mga ilaw habang dumarami ang bilang, at pinapatay ang mga ito habang bumababa ang bilang.

Ipinakita ng aming mga pagsusuri na ang pagbasa ng sensor ay tumataas at bumababa tulad ng inaasahan bilang tugon sa mga pagbabago sa antas ng tubig. Nagiging mas sensitibo ito kapag mababa ang pagbagsak ng tubig at malinaw na malinaw na nagpapahiwatig kung ito ay tuyo. Nagbibigay iyon ng sapat na impormasyon upang makabuo ng isang pangkalahatang ideya ng pangyayari sa tubig. Hindi kami umaasa sa sensor na ito upang sukatin nang tumpak ang isang malalim na antas ng tubig. Sa kabutihang palad, hindi namin kailangang malaman ang eksaktong lalim para sa aming mga hangarin.

Ang isang simpleng display na may apat na LEDs ay maaaring sabihin sa amin kung kailan maaaring mangailangan ng mas maraming tubig ang puno. Ang atin ay may pulang LED sa base, pagkatapos ay isang dilaw, na pinunan ng dalawang berde. Ang plano ay i-on at i-off ang mga ilaw na ito habang ang antas ng tubig sa ilalim ng puno ay pataas at pababa. Isinasaad ng berde na mayroon ang tubig. Ang dilaw ay nagmumungkahi ng mababang tubig. Ang ibig sabihin ng pula ay tuyo.

Hakbang 4: Buuin ang Display

Ang bahaging ito ay naiwan sa iyong imahinasyon. Ipapakita namin ang ginawa namin. Maaari kang gumamit ng isang lumang kard sa pagbati o anupaman.

Gupitin ang isang maliit na puno at sundutin ang mga butas upang hawakan ang apat na LEDs. Itulak ang LED mula sa likod ng ornament, ngunit hindi sa lahat ng paraan, hanggang sa labi lamang sa base ng LED. Hawakan ang mga LED sa lugar na may kaunting tape sa likod. Tingnan ang link na ito para sa mga kapaki-pakinabang na detalye sa kung paano mag-install ng mga LED.

Hakbang 5: Ang Code

Mahusay na gumagana ang editor ng istilo ng online na block ng MakeCode para sa proyektong ito. Ipinapakita ng larawan ang isang screenshot ng code.

Maaari mong buksan ang editor sa isang window ng browser, na handa nang mai-load ang code para sa pag-edit, gamit ang link na ito: https://makecode.microbit.org/#pub:_H5h9T7KasE46. Ano ang ginagawa ng code?

Sa seksyon ng Simula, sinasabi nito sa micro: medyo hindi gamitin ang built-in na display na LED. Ang tagubiling ito ay nagpapalaya sa mga digital na pin para magamit natin sa aming proyekto. Pagkatapos ay pinapatay nito ang pulang LED (pin 11) habang pinapatay ang iba pang tatlong LEDs.

Sa seksyon ng Magpakailanman, binabasa nito ang halagang bilang na nagmumula sa sensor sa pin 0. Pagkatapos ng isang serye ng mga "Kung … Kung gayon" na mga bloke ay ihinahambing ang halagang ito sa (medyo di-makatwiran) na mga pare-pareho na tinukoy namin nang eksperimento sa pamamagitan ng paglubog ng sensor sa at labas ng tubig. Huwag mag-atubiling mag-eksperimento pa sa iba`t ibang mga halaga para sa mga pare-pareho.

Habang lumalaki ang halaga ng sensor, binubuksan ng programa ang higit pa sa mga LED. Habang lumaliliit ang halaga, pinapatay nito ang mga ito.

Mahusay na kasanayan sa pag-coding upang magsama ng isang pag-pause block sa isang walang hanggang loop. Pinapayagan ng pag-pause ang micro: kumagat ng isang pagkakataon upang magtrabaho sa iba pang mga bagay sa isang maikling panahon. Ang code na ito ay naka-pause ng 1, 000 milliseconds, katumbas ng isang segundo, na nangangahulugang sinusuri namin ang antas ng tubig 60 beses sa isang minuto.

Gamitin ang editor ng MakeCode upang maipon ang code, pagkatapos ay i-upload ito sa MakerBit. Ang link na ito ay kumokonekta sa opisyal na gabay para sa kung paano ito gawin.

Hakbang 6: Suriin Ito !!

Ikonekta ang baterya sa MakerBit at ilagay ang sensor sa ilang tubig. Mag-ingat na ilagay lamang ang dulo sa mga metal strips sa tubig. Panatilihing tuyo ang mga elektronikong sangkap sa dulo kung saan kumokonekta ang mga wire.

BASAHIN ANG KALIGTASAN NA PAUNAWA: Ang isang tuyong puno ay isang panganib sa sunog. Maaari itong masunog at masunog ang iyong bahay. Hindi ka dapat umasa lamang sa isang sensor sa antas ng tubig upang magpasya kung kailan nangangailangan ng tubig ang iyong puno. Ang pagpupulong na inilarawan sa artikulong ito ay para lamang sa mga nakalarawan na layunin, na inilaan upang maipakita kung paano maaaring gumana ang mga sensor ng antas ng tubig sa pang-araw-araw na paggamit. Gayunpaman, ang mga aparato tulad nito ay hindi maaaring maprotektahan ang isang puno laban sa pagkatuyo. Kakailanganin mo ring suriin ang iyong puno nang biswal at mapanatili ang isang ligtas na pagbabantay sa lahat ng oras upang matiyak na ang iyong puno ay may tubig na kinakailangan nito.

Iposisyon ang sensor sa reservoir sa ilalim ng iyong puno at itakda ang display kung saan mo ito makikita. Kapag regular mong suriin ang iyong puno, pansinin kung paano nagbabago ang mga LED habang nagbabago ang antas ng tubig. Matutulungan ka ng impormasyon na malaman kung paano gumagana ang mga sensor, at maaaring makatulong na paalalahanan ka na suriin mo ang tubig sa ilalim ng iyong puno.

Hakbang 7: Para sa Mga Nagtuturo: Mga Hamon ng STEAM at Mungkahing Pamantayan

MGA HAMON NG STEAM

Hamunin ng gumagawa: palawakin ang mga wire na papunta sa display, upang maaari mo itong talagang i-hang mas mataas sa isang totoong puno.

Hamon sa tool: kilalanin ang iyong MakerBit! Maaari mong ikonekta ang mga LED sa alinman sa mga digital pin ng MakeBit gamit ang mga socket at cable na nakakabit sa itim na kahon na konektor ng MakerBit. Ginamit ng halimbawang ito ang mga numero 11 hanggang 14. Maaari mo bang baguhin ang pag-setup at ang pag-coding upang magamit ang iba't ibang mga pin, sabihin nating, mga numero 5 hanggang 8?

Hamunin sa agham: Imbistigahan ang pag-uugali ng sensor. Gawin ang mga sumusunod na eksperimento.

1. Patuyuin nang husto ang sensor, pagkatapos ay ipasok ito sa tubig sa mga sinusukat na hakbang, halimbawa isang milimeter nang paisa-isa. Itala ang lalim kung saan nakabukas ang bawat ilaw.
2. Patuyuin muli nang mabuti ang sensor. Pagkatapos isubsob ito sa tubig hanggang sa malapit sa tuktok ng mga guhit na metal. Bawiin ito sa sinusukat na mga hakbang, tulad ng isang millimeter nang paisa-isa. Itala ang lalim kung saan naka-off ang bawat ilaw.
3. Suriin ang datos na iyong nakolekta. Tumutugon ba ang mga ilaw sa parehong antas ng tubig sa parehong direksyon? Kung ang mga numero ay hindi tumutugma, gumawa ng isang listahan ng mga posibleng paliwanag para sa pag-uugali na iyong sinusunod.

Hamon sa matematika: Kalkulahin ang bilang ng mga millisecond na kakailanganin mong ilagay sa pause block upang suriin ang tubig isang beses lamang bawat minuto, o isang beses bawat oras.

Hamunin sa engineering: Mag-isip ng iba't ibang paraan na maaaring magamit ang aparatong ito. May pagkakaiba ba sa mga pagbasa na nagreresulta mula sa direksyon ng direksyon ng paglulubog sa aktwal na aplikasyon ng aparatong ito? Bakit o bakit hindi?

Hinahamon sa Tech: ang round plug sa MakerBit ay nagbibigay-daan sa iyo upang ikonekta ang isang direktang kasalukuyang mapagkukunan ng kuryente ng kahit saan mula anim hanggang labindalawang volts. Ang maliit na siyam na volt na baterya ay maaaring hindi magtatagal ng mahabang panahon. Ano pa ang mapagkukunan ng kuryente na maaari mong ikonekta upang mapanatili ang pagpapatakbo ng sensor ng tubig na patuloy?

Hamunin sa pag-coding: paano mo babaguhin ang code kaya isang LED lang ang nag-iilaw: berde, dilaw, o pula depende sa antas ng tubig? Paano nagbabago ang pag-uugali sa pagpapakita kung binago mo ang mga pare-pareho sa code?

Hamunin sa sining: palamutihan ang display ornament, o disenyo ng iba pa na mukhang ganap na naiiba! Ang pagsubok ng isang mahusay na disenyo ng display ay ginagawa itong halata ang impormasyon.

PAMANTAYAN

NGSS (Mga Susunod na Pamantayan sa Agham na Henerasyon)

4-PS3-4. Maglapat ng mga ideya ng pang-agham upang mag-disenyo, subukan, at pinuhin ang isang aparato na nagko-convert ng enerhiya mula sa isang form patungo sa isa pa.

ISTE

Ang mga mag-aaral ay nakakaalam at gumagamit ng isang sadyang proseso ng disenyo para sa pagbuo ng mga ideya, pagsubok sa mga teorya, paglikha ng mga makabagong artifact o paglutas ng mga tunay na problema.

5b Ang mga mag-aaral ay nangongolekta ng data o nakikilala ang mga kaugnay na hanay ng data, gumagamit ng mga digital na tool upang pag-aralan ang mga ito, at kumatawan sa data sa iba't ibang mga paraan upang mapadali ang paglutas ng problema at paggawa ng desisyon.