Windsnelheid meten met Micro:bit en Snap Circuits - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:16

Verhaal

Terwijl mijn dochter en ik aan een windmeter voor een weerproject werkten, besloten we het plezier nog verder te vergroten door te programmeren.

Wat is een windmeter?

Waarschijnlijk vraagt u zich af wat "windmeter" is. Het is een apparaat dat de windkracht meet. Ik heb het vaak op de luchthavens gezien, maar ik heb nooit geweten hoe het heet.

We haalden onze Snap Circuits-set tevoorschijn en besloten de motor uit de set te gebruiken. Voor de armen van de propeller hebben we 2 knutselstokken uit onze knutselspullen gebruikt. Ik sloeg een gat in het midden van elk met een priem. We plaatsen de stokjes op elkaar met wat lijm ertussen om ze te fixeren en "X" te vormen. Vervolgens sneden we een rol toiletpapier in vier gelijke stukken en sneden we een gat in elk met een knutselmes. Daarna staken we de stokjes door de stukjes toiletpapier en bevestigden de propeller van de knutselstokjes aan de motor.

Benodigdheden

1. BBC Microbit
2. Snap:bit
3. Snap Circuits Jr.® 100-experimenten
4. Knutselstokken
5. Knutselrol (van toiletpapier)
6. Kras priem

Stap 1: Kijk hoe de propeller voor de windmeter wordt gebouwd

Onze anemometer ontleent het idee voor de papierrolpropeller uit de video hierboven.

Stap 2: Pons een gat in de knutselstokjes

• Pak de twee knutselstokjes.
• Zoek het midden van elk van de knutselstokjes.
• Pons voorzichtig een gat met een priem in het midden van elke knutselstok. Pas op dat u het gat niet te los maakt zodat de stok de motor moet laten draaien.

Stap 3: Steek de Snap Circuits Motor in de Craft Sticks

• Steek de motor van de Snap Circuits-set in de gaten in de knutselstokken.
• Plaats de stokjes loodrecht op elkaar.

Stap 4: Knip de vier vleugels van de propeller uit

• Neem de papierrol en verdeel deze met een potlood in twee gelijke stukken.
• Knip langs de lijn en knip vervolgens elk van de twee stukken in twee, zoals op de afbeelding.

Stap 5: Leg de papierrolvleugels op de knutselstokjes

• Gebruik een knutselmes en snijd sleuven in elk stuk papierrol net genoeg om een knutselstok erin te steken.
• Leg een stuk papier op elk van de knutselstokjes.

Stap 6: Bouw het schema

Gebruik dit schema.

Stap 7: Zet het samen

Klik op alle elementen zoals hierboven weergegeven.

Tip:

De motor produceert elektriciteit wanneer de as naar het positieve uiteinde van de motor draait. Als de (+) aan de rechterkant zit, moet de as met de klok mee draaien. Als de (+) aan de linkerkant zit, moet de as tegen de klok in draaien. Test de draairichting van de propeller door er wat lucht op te blazen. Zorg ervoor dat het in de juiste richting draait. Pas anders de stukken papierrol aan.

Stap 8: Coderen

De bovenstaande code leest het signaal (de windsnelheid) dat wordt ontvangen op pin P1 (de pin waarop de motor is aangesloten) en geeft het resultaat weer op het display van de micro:bit.

U kunt de code zelf bouwen in de MakeCode Editor. U vindt het blok "analoge leespin" onder het gedeelte Geavanceerd > Pins.

Het blok "plot bargraph" bevindt zich onder het gedeelte Led. U kunt ook hier het kant-en-klare project openen.

Stap 9: Hoe het werkt

Dit project maakt gebruik van het feit dat motoren elektriciteit kunnen opwekken.

Gewoonlijk gebruiken we elektriciteit om de motor aan te drijven en een roterende beweging te creëren. Dit is mogelijk door iets dat magnetisme wordt genoemd. De elektrische stroom die door een draad stroomt, heeft een magnetisch veld dat lijkt op dat van magneten. In de motor zit een draadspoel met veel lussen en een as met een kleine magneet eraan. Als er een voldoende grote elektrische stroom door de draadlussen vloeit, zou dit een magnetisch veld creëren dat groot genoeg is om de magneet te bewegen, waardoor de as zou gaan draaien.

Interessant is dat het hierboven beschreven elektromagnetische proces ook omgekeerd werkt. Als we de as van de motor met de hand ronddraaien, zal de roterende magneet die eraan is bevestigd een elektrische stroom in de draad creëren. De motor is nu een generator!

Natuurlijk kunnen we de as niet erg snel draaien, dus de opgewekte elektrische stroom is erg klein. Maar het is groot genoeg voor de micro:bit om het te detecteren en te meten.

Laten we nu de schuifschakelaar (S1) sluiten. De batterijhouder (B1) voedt de micro:bit via de 3V-pin. De "forever"-lus in de micro:bit wordt uitgevoerd. Bij elke iteratie leest het het signaal van pin P1 en geeft het weer op het LED-scherm.

Als we nu lucht op de windmeter blazen, zouden we de motor (M1) draaien en elektrische stroom opwekken, die naar pin P1 zal vloeien.

De functie "analog read pin P1" op de micro:bit detecteert de gegenereerde elektrische stroom en geeft, op basis van de hoeveelheid stroom, een waarde tussen 0 en 1023 terug. Hoogstwaarschijnlijk zal de waarde lager zijn dan 100.

Deze waarde wordt doorgegeven aan de "plot bargraph"-functie die deze vergelijkt met de maximale waarde 100 en evenveel LED's op het micro:bit-scherm oplicht als de verhouding tussen de gelezen en maximale waarden. Hoe groter de elektrische stroom die naar pin P1 wordt gestuurd, hoe meer LED's op het scherm gaan branden. En zo meten we de snelheid van onze windmeter.

Stap 10: Veel plezier

Nu je het project hebt voltooid, blaas je de propeller op en maak je plezier. Hier zijn mijn kinderen die een windvlaagrecord proberen te scoren.