Coronavirus EXTER-MI-NATION Met Micro:bit en Daleks: 4 stappen (met afbeeldingen)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:15

Dit is een tweede project in een serie over coronavirusbescherming van TinkerGen. Het eerste artikel vind je hier. We zijn er vast van overtuigd dat met de collectieve inspanningen van de mensheid, de huidige epidemie spoedig zal eindigen. Maar zelfs nadat COVID-19 voorbij is, moeten we waakzaam blijven en de goede gewoonten vasthouden die we (hopelijk) hebben ontwikkeld in deze moeilijke tijden. Het vorige artikel was gericht op het gebruik van Micro:bit om meer aandacht te besteden aan het onbewust aanraken van ons gezicht en daarmee de verspreiding van ziektekiemen te voorkomen. In dit artikel zullen we een eenvoudig, maar krachtig wapen tegen microben ontwerpen en bouwen - een klein apparaatje waarmee we kunnen meten hoeveel tijd we besteden aan het wassen van onze handen.

Benodigdheden

Bitmaker Lite

1/8 (3 mm) multiplex voor de behuizing

Twee M4 * 8 + 5 enkele kop koperen kolommen Twee M4 moeren

Twee M4 * 8 Hexagon inbusbouten

Twee R480 witte nylon klinknagels

Twee M2 * 15 aluminium kolommen met dubbele doorgang

Twee M2 * 8 mechanische schroeven

Stap 1: Montage van de behuizing

Download de.dxf-bestanden van Thingverse en knip ze vervolgens uit multiplex van 3 mm (1/8 ). De behuizing heeft een zelfremmend ontwerp, maar het kan zijn dat u een beetje lijm moet aanbrengen bij het monteren van de doos. Gebruik twee M4 * 8 + 5 koperen kolommen met enkele kop, twee M4-moeren en twee M4 * 8-zeskantschroeven om Grove Ultrasonic Ranger aan de binnenwand van de behuizing te bevestigen. Bevestig aan de andere kant van de behuizing de servo met 2 M2 * 15 aluminium kolommen met dubbele doorgang. Gebruik twee M2 * 8 mechanische tandschroeven om de plastic servo-arm op de pijl te installeren. Sluit de Ultrasonic Ranger en Servo aan op BitMaker Lite en bevestig deze vervolgens in de behuizing met twee R480 witte nylon klinknagels. Bevestig de pijl aan de servo en plaats zowel de boven- als bodemplaten erop De montage is voltooid, laten we nu coderen!

Stap 2: Makecode-programma

Ik heb twee versies van de code voor dit project gemaakt: een eenvoudigere, gemaakt met Microsoft Makecode, een grafische programmeeromgeving en een moeilijkere, geschreven in Micropython - die ook de Dalek-stem bevat, gesynthetiseerd met Micro:bit-spraakmodule. We beginnen met een eenvoudiger programma.

Voordat u begint met het schrijven van code, moet u de BitMaker Lite-extensie toevoegen aan Makecode. Raadpleeg hier hoe u dit kunt doen.

Binnen in het startblok wissen we het scherm, stellen de twee variabelen start_time en stage in op 0, stellen de servohoek in op 90 en wachten 500 ms voordat we de hoofdluscode starten. Codelogica in de hoofdlus is vrij eenvoudig - ten eerste, ongeacht of er handen worden gedetecteerd of niet, als de fase 0 is, stellen we de servo in op 90 graden, het is een standaardstatus.

Als we detecteren dat er een object is op een afstand van minder dan 10 cm van ons apparaat (we gaan ervan uit dat het de handen van een persoon zijn), dan controleren we of er 1 seconde is verstreken sinds de laatste keer dat we naar een volgende fase zijn gegaan. 1 seconde tijd is ingesteld voor foutopsporingsdoeleinden, eigenlijk zou het dichter bij 4 seconden moeten liggen (volgens de CDC-aanbevelingen is een redelijk goede duur voor het wassen van handen 20 seconden, we hebben 5 fasen, dus 20/5=4). Elke keer dat er 1 seconde is verstreken sinds we naar een fase zijn gegaan en de wijzers nog steeds in de buurt van het apparaat worden gedetecteerd, gaan we door naar de volgende fase, stellen de timer opnieuw in en spelen een melodie. We hebben ook digitale pin1 op LAAG ingesteld, zodat PWM-generatie voor geluid de servo niet zou verstoren - als je dat niet doet, zul je merken dat servo gek begint te doen wanneer muziek wordt afgespeeld. Dit is een bekende beperking van Micro:bit.

Vervolgens stellen we voor elke fase de servohoek in een opeenvolging van if-blokken in. Als er ten slotte geen handen worden gedetecteerd (de afstand tot het apparaat is groter dan 10 cm) en het podium niet 0 is - wat betekent dat de gebruiker het wassen van de handen voortijdig heeft onderbroken, spelen we een droevig geluid en zetten we het podium terug op 0.

als je problemen hebt met code, kun je het.hex-bestand downloaden in onze GitHub-repository voor dit project.

Stap 3: Micropython-programma

Als je van coderen houdt en een kleine uitdaging op prijs stelt, dan is het misschien interessanter om hetzelfde project in Micropython te maken. Bovendien is deze versie leuker!

De hoofdcode van de Micropython-versie volgt dezelfde logica. Een groot verschil hier is dat we Ultrasonic Ranger of Servo niet rechtstreeks kunnen gebruiken - er zijn geen standaardmodules in Micro:bit micropython-firmware hiervoor. Dus we zullen deze Servo-klasse in onze code plaatsen en licht gewijzigde Grove Ultrasonic Ranger Python-code gebruiken voor afstandsmeting. Een betere manier zou zijn om twee zelfstandige.py-bestanden te maken en deze als modules te importeren - een voor de servoklasse, de andere voor ultrasone ranger. Maar voor de eenvoud houden we alles op één plek.

Het andere belangrijke verschil is het gebruik van de spraakmodule, waarmee we de bekende Dalek-stem kunnen synthetiseren:) We gebruiken de parameters uit deze documentatie voor de spraakmodule om een stem te maken die klinkt als Dalek-stem.

Ga naar de GitHub-repository van dit project om de volledige Micropython-code te downloaden.

Stap 4: Maak het je eigen

We hebben een interessant en nuttig project gebouwd met de Micro:bit- en Bitmaker Lite-extensie, dat zowel een puur educatief project kan zijn als echt kan worden gebruikt in de huishoudelijke badkamer om mensen eraan te herinneren hun handen grondiger te wassen. Natuurlijk stopt het experimenteren en verbeteren hier niet - je kunt manieren bedenken om de behuizing en opstelling steviger en geschikter te maken voor gebruik in openbare scholen of kleuterscholen. Of u kunt een externe luidspreker aansluiten om het volume te verhogen.

De mogelijkheden zijn eindeloos en het implementeren van je eigen ideeën in hardware en software is de ziel van Maker-beweging. Als je nieuwe en interessante manieren bedenkt om dit project te verbeteren, deel het dan in de reacties hieronder. Bitmaker Lite wordt ook geleverd met een online cursus die u gratis kunt volgen op het online cursusplatform van TinkerGen, Voor meer informatie over Bitmaker Lite en andere hardware voor makers en STEM-docenten, bezoek onze website, https://tinkergen.com/ en abonneer je op onze nieuwsbrief.